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一种面向SD-WAN的协议无感知快速源路由转发方案

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计算机工程 2020年第7期46卷 206-215页

作者：李维勇吴阕张伟陈云芳南京信息职业技术学院计算机与软件学院南京210023 南京邮电大学计算机科学与技术学院南京210023

针对OpenFlow协议依赖的局限性,提出一种将协议无感知转发(POF)技术应用在软件定义广域网(SD-WAN)环境下的快速源路由转发方案。该方案利用POF的高可编程性特征,通过重构源路由包头字段来封装完整的转发路径,采用POF提供的流指令集实现... 详细信息

针对OpenFlow协议依赖的局限性,提出一种将协议无感知转发(POF)技术应用在软件定义广域网(SD-WAN)环境下的快速源路由转发方案。该方案利用POF的高可编程性特征,通过重构源路由包头字段来封装完整的转发路径,采用POF提供的流指令集实现交换机的包处理算法,且在多级流表设计中采用流水线的方式。通过抽象和重用相同的匹配逻辑,减少了整个网络中的流表条目数,提高系统的转发效率和扩展性。基于Mininet搭建了POF实验平台并在单链路拓扑和多播树拓扑2种环境下通过泛洪流量进行测试,实验结果表明,将POF技术运用在SD-WAN中能够获得更好的源路由转发性能。

关键词：软件定义网络广域网 OpenFlow协议协议无感知转发源路由

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源路由胖树网络的端节点动态容错路由方法

计算机工程与科学 2013年第3期35卷 8-14页

作者：曹继军刘路王永庆国防科学技术大学计算机学院湖南长沙410073

容错路由是一种提高互连网络可用性的重要技术。针对源路由胖树网络,本文提出一种端节点动态容错路由方法。该方法采用三级路由存储层次结构,即端节点网卡存储路由表(RT),端节点内存存储扩展路由表(ERT),管理服务器硬盘存储系统扩展路由... 详细信息

容错路由是一种提高互连网络可用性的重要技术。针对源路由胖树网络,本文提出一种端节点动态容错路由方法。该方法采用三级路由存储层次结构,即端节点网卡存储路由表(RT),端节点内存存储扩展路由表(ERT),管理服务器硬盘存储系统扩展路由表(SERT)。同时,节点的路径管理进程负责本节点扩展路由表的多路径状态管理,并在网络出现链路故障时选择可用路径代替当前的失效路径。分析表明,本文提出的容错路由方法具有实现代价低、可扩展性高且不会导致死锁问题等优点。

关键词：胖树源路由容错路由多路径

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源路由胖树网络路由生成验证与查询方法研究

计算机应用与软件 2013年第2期30卷 277-279,307页

作者：曹继军王克非伍楠国防科技大学计算机学院计算机研究所湖南长沙410073

路由生成是构建源路由胖树互连网络的重要步骤之一。针对源路由胖树网络路由生成问题,采用面向对象的方法,首先建立胖树网络的拓扑结构模型并提出分段路由方法,接着研究路由生成、正确性验证、路径查询的相关算法,最后探讨路由生成验证... 详细信息

路由生成是构建源路由胖树互连网络的重要步骤之一。针对源路由胖树网络路由生成问题,采用面向对象的方法,首先建立胖树网络的拓扑结构模型并提出分段路由方法,接着研究路由生成、正确性验证、路径查询的相关算法,最后探讨路由生成验证与查询软件的设计与实现。目前,该软件已经成功应用于多个源路由胖树网络的路由生成和故障路径诊断过程中。

关键词：互连网络源路由胖树路由表路由生成

融合环回和源路由的MPLS-TP网络高效环保护方法

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2016年第6期28卷 763-768页

作者：黄盛卓越金鑫任智张剑波张鹏中国能源建设集团广东省电力设计研究院广东广州510663 中国南方电网电力调度控制中心广东广州510623 重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

环回和源路由是多协议标签交换-传输应用(multi-protocol label switching transport profile,MPLS-TP)网络环保护的2种基本方式,融合它们有利于减少丢包和降低数据时延。针对目前融合二者的方法在控制分组传输路径和倒换时延方面存在... 详细信息

环回和源路由是多协议标签交换-传输应用(multi-protocol label switching transport profile,MPLS-TP)网络环保护的2种基本方式,融合它们有利于减少丢包和降低数据时延。针对目前融合二者的方法在控制分组传输路径和倒换时延方面存在冗余的问题,提出一种新的环保护方法—高效的环回和源路由网络环保护(efficient wrapping and steering,EWAS),通过精简控制分组传输路径消除路径冗余,降低控制分组传送开销和倒换时延,并使中间节点自动倒换数据传送通路以减少数据分组转发次数。理论分析验证了新方法的有效性,仿真结果显示,与环回、源路由和环回和源路由网络环保护(wrapping and steering,WAS)方法相比,EWAS的控制开销和倒换时延分别降低20.55%和15.18%以上。

关键词：多协议标签交换-传输应用(MPLS-TP) 环保护环回源路由融合

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基于OLSR和源路由的多径路由算法的改进

西南交通大学学报 2010年第3期45卷 424-429页

作者：高雨曾华燊张洪西南交通大学信息科学与技术学院四川成都610031 成都大学医护学院四川成都610031

对基于优化链路状态协议(OLSR)和源路由的多径路由算法(SR-MPOLSR)进行仿真分析发现,由于网络拓扑信息不完整和多径耦合问题,SR-MPOLSR难以找到源路由路径,并且难以提高端到端分组传递的成功率.为此,对OLSR协议进行了扩展,增加了冗余扩... 详细信息

对基于优化链路状态协议(OLSR)和源路由的多径路由算法(SR-MPOLSR)进行仿真分析发现,由于网络拓扑信息不完整和多径耦合问题,SR-MPOLSR难以找到源路由路径,并且难以提高端到端分组传递的成功率.为此,对OLSR协议进行了扩展,增加了冗余扩散、代理发布和代理选择功能,以获得网络完整的拓扑结构;设计了一种耦合因子为0的多路径选择算法,以避免同源多径业务流之间的相互干扰.仿真实验表明,在大业务量的情况下,改进算法分组投递的成功率比原算法提高约10%.

关键词：移动Ad hoc网络多径路由 OLSR 源路由

协议无感知源路由网络的自适应流统计机制研究

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协议无感知源路由网络的自适应流统计机制研究

作者：赵敏中国科学技术大学

学位级别：硕士

路由方式是影响软件定义网络（Software-Defined Networking,SDN）数据平面性能的重要因素,传统的最长前缀匹配（Longest Prefix Matching,LPM）和精确匹配（Exact Matching,EM）路由方式需要大量的匹配流表项,不仅会带来流表项匹配查... 详细信息

路由方式是影响软件定义网络（Software-Defined Networking,SDN）数据平面性能的重要因素,传统的最长前缀匹配（Longest Prefix Matching,LPM）和精确匹配（Exact Matching,EM）路由方式需要大量的匹配流表项,不仅会带来流表项匹配查找时间的延迟,而且可能会引发流表爆炸问题,造成通信资源、计算资源和空间资源的耗费。与传统路由方式不同,源路由是一种轻量级高效率路由方式,边缘交换机将路由信息封装于数据包头部,中间交换机只需匹配对应的出端口字段,针对每一个交换机端口只需一条匹配流表项即可完成所有流的无状态转发。现有的基于OpenFlow的源路由实现大多占用数据包已有协议字段,存在灵活性和可扩展性问题。源路由方式极大减少流表项的同时也带来流区分与统计困难的问题,如果将流统计工作放在端交换机无疑会给端造成过重的负担。针对上述源路由实现方式及源路由网络存在的流统计问题,本文实现了基于协议无感知转发技术（Protocol-Oblivious Forwarding,POF）源路由网络的自适应流统计机制FlowWatcher。FlowWatcher主机端通过监听socket buffer检测并标记大象流;数据平面采用POF技术实现源路由数据包的协议无感知处理流水线;控制平面从两个粒度实现数据流的统计,其一,细粒度的大象流信息统计;其二,粗粒度的老鼠流信息统计。同时将大象流统计信息与老鼠流统计信息分开管理,分别采用Skip List结构和Binary Trie结构存储两种流信息。为了保证统计到全网的主要流量及应对网络流量变化,FlowWatcher提出针对大象流阈值和老鼠流聚合规则的自适应调节机制。对于老鼠流,首先采用实时线性预测模型预测某些流量的变化趋势,如果发现流量异常则从时间和空间维度调节老鼠流统计粒度。最后在数据中心网络（Data Center Neworks,DCNs）实现POF源路由并通过一系列功能和性能实验验证FlowWatcher的可行性和有效性。

关键词：软件定义网络源路由流统计协议无感知转发自适应调节

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基于源路由的带内网络全网遥测系统

基于源路由的带内网络全网遥测系统

作者： Shahzeb Alam（沙泽）北京邮电大学

学位级别：硕士

随着网络复杂性的不断增加,细粒度网络监控可实现更好的网络可靠性和及时的反馈控制。软件定义网络(SDN)在学术研究和行业社区中获得了极大的关注。SDN可以部署在各种条件下,包括DC网络(数据中心),广域网和企业网络。在SDN中,监控是得... 详细信息

随着网络复杂性的不断增加,细粒度网络监控可实现更好的网络可靠性和及时的反馈控制。软件定义网络(SDN)在学术研究和行业社区中获得了极大的关注。SDN可以部署在各种条件下,包括DC网络(数据中心),广域网和企业网络。在SDN中,监控是得到网络中的相关信息在SDN控制器的帮助下所产生的控制效果的关键所在。但是,现有的监控方法(如SNMP,Net-Flow和S-Flow)是基于交换机/路由器CPU的典型采样和轮询的,并且具有性能和粒度限制。在复杂网络或传统网络中,一旦网络出现错误,就很难获得错误类型并找到错误位置。所以,我们使用P4语言构建一个系统来解决这个问题,该系统支持数据平面的网络编程。P4语言是一种高级编程语言,用于定义网络转发设备如何处理数据包。在本文中,我们提出了一种使用基于P4的INT技术来提取网络设备的实时数据的方案。带内网络遥测(INT)是一种能够提供细粒度,实时和端到端网络监控的新技术。INT的工作原理是将网络信息嵌入到每个数据包中,并允许数据包准确地查询交换机内部状态,如队列大小,队列延迟和链路利用率。但是,INT还需要一个基于它的高级机制来有效地提取网络范围的流量状态。软件定义网络(SDN)被广泛部署,控制器总是期望全局视图(即,网络范围的可见性)来做出最佳的流量控制决策。本文的贡献是设计了一个将INT探测与源路由机制结合起来的遥测框架,以指导网络中的数据包对指定的路径进行监视。我们使用INT来获取网络中的链路负载信息并检查控制器中的信息。具体而言,首先,使用INT探针收集每个交换机的队列占用率,然后分析实验数据并显示关于系统的INT路径的输出结果,最终,将网络范围的流量状态的队列深度实时编码为一系列位图图像。它还可以显示在舒适区域中具有默认INT探头速度的最佳系统性能。另外,我们还为INT探测速度设置了不同背景流量的舒适区。当INT探测速度增加时,链路变拥挤、端到端延迟增加以及背景流量速率增加等变化均会影响系统性能。最后,通过测量系统的性能指标,我们得出了一些可以指导用户如何使用网络范围的遥测来探测网络的结论。此外,对于真实网络中的INT路径部署,考虑到交换机缓冲区大小和背景流量速率两种因素,我们建议将遥测粒度设置为某个遥测包发送速率的“舒适区”中。

关键词：软件定义网络 P4语言可编程数据平面带内网络遥测源路由

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一种面向高阶胖树源路由网络的组播实现方法

计算机科学 2012年第12期39卷 33-37页

作者：曹继军王永庆刘路国防科技大学计算机学院长沙410073

组播是一种多机通信系统中可支持多种聚合通信服务的重要操作。与基于单播和路径的方法相比,基于树的组播通常具有较高的效率。针对高阶胖树源路由网络,提出了一种新型实现方法—DMFTAR。该方法将组播功能实现分为组播服务层、组播路由... 详细信息

组播是一种多机通信系统中可支持多种聚合通信服务的重要操作。与基于单播和路径的方法相比,基于树的组播通常具有较高的效率。针对高阶胖树源路由网络,提出了一种新型实现方法—DMFTAR。该方法将组播功能实现分为组播服务层、组播路由层和组播转分层等3个层次,其特点是基于分布式组播转发表和异步数据复制实现组播操作。理论分析表明,与传统的基于多头微片虫蚀异步数据复制实现方法相比,DMFTAR方法通信开销低且扩展性好。

关键词：源路由胖树组播算法单播路由表

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基于源路由的多路径路由协议

西南交通大学学报 2006年第2期41卷 154-158页

作者：周逊马弘舸卢宇西南交通大学信息科学与技术学院绵阳应用电子学研究所四川绵阳621000

为了进一步有效地利用网络资源，采用多路径机制改善最佳链路状态路由协议OLSR的网络性能．提出了基于源路由的多路径SR-MPOLSR协议．首先利用MPR多点中继机制高效获取网络的拓扑图，并在网络节点中用多重Dijkstra算法计算出多路径．然... 详细信息

为了进一步有效地利用网络资源，采用多路径机制改善最佳链路状态路由协议OLSR的网络性能．提出了基于源路由的多路径SR-MPOLSR协议．首先利用MPR多点中继机制高效获取网络的拓扑图，并在网络节点中用多重Dijkstra算法计算出多路径．然后采用加权分配的循环调度实现负载分配，最后引人源路由机制完成报文的选径转发．这种SR-MPOLSR协议较之OLSR协议可进一步利用网络资源，改善链路的吞吐量和平均延迟．增加网络健壮性和可靠性．仿真结果显示，与OLSR算法相比，SR-MPOLSR算法的数据传输率提高20％-40％。端对端平均延迟降低10％-30％．

关键词： SR-MPOLSR MPR 多路径源路由