主动网络中按需服务质量确保路由的研究与实现

摘要

在传统IP网络中，QoS路由算法面临的问题有：对两个以上相互独立的参数提出要求时，容易导致NP-完全问题；现有的QoS路由算法往往只是针对某些特定类型的网络应用；IP网络不能同时承载多种QoS要求不同的网络应用等等。这些问题有待在主动网络中解决，原因是主动网络为用户提供了更加灵活的网络平台，加速了网络更新的速度，对各种新型网络应用提供灵活有效的支持。主动网技术的实质是在传统网络功能(存储—转发)的基础上增加了计算能力(存储-计算-转发)，使得主动网络节点不仅具有传统路由的转发功能，而且可以分析用户定制的策略(主动代码)，以控制数据的传输。 本论文主要研究了IP网络中QoS路由算法以及在主动网络中如何按用户制定的QoS需求选择路由的问题，提出了按需QoS路由算法，并基于主动网络设计并实现了相应的原型系统。本论文的研究和实践工作主要包括以下几个方面： (1)分析了当前Internet上的基本路由算法和QoS路由问题，重点对多约束路由算法进行了探讨。指出应用的多样化和快速增长对网络提出了各自不同的QoS服务保证要求，在传统网络中各种QoS路由算法又难以灵活部署和共存实现。 (2)对主动网络技术进行了研究分析，包括主动网络的体系结构、实现方法以及主动网络封装协议ANEP。对国内外主动网络方向的研究成果进行了细致分析，探讨了主动网络的灵活的定制服务方法。 (3)描述了QoS路由网络模型，并基于主动网络环境，提出了两种路由计算模式的QoS路由算法：请求计算方式的QCAR算法和预计算方式的DAQR算法。设计了主动路由器的结构框架，包括路由计算模块和基本QoS策略库，并对主动报文(Capsule)的格式进行了扩展以支持算法实现。 (4)深入研究了主动网络中的执行环境ANTS，分析了其中的Capsule编程模型、主动节点机制、代码分发机制，以及路由和安全问题。以此为基础实现了QCAR算法验证原型系统。原型系统实现了依据应用定制的QoS保障需求和策略进行主动路由选择。 本论文研究内容来源于江苏省自然科学基金重点项目(BK2001205)“高性能网络路由器交换系统的算法与协议研究”中关于服务质量可定制主动路由子课题。2004年10月，项目已进行验收和鉴定。

目录

文摘

英文文摘

东南大学学位论文独创性声明及使用授权说明

第一章引言

第二章QoS路由问题研究

第三章主动网络技术

第四章主动网络中QoS路由关键问题研究

第五章按需QoS路由选择原型系统实现

第六章原型系统测试和结果分析

第七章结束语

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间发表论文清单及作者在攻读硕士期间参加的科研项目