QL-STCT:一种SDN链路故障智能路由收敛方法

针对软件定义网络(SDN)链路故障发生时的路由收敛问题,提出了Q-Learning子拓扑收敛技术(QL-STCT)实现软件定义网络链路故障时的路由智能收敛。首先,选取网络中的部分节点作为枢纽节点,依据枢纽节点进行枢纽域的划分。然后,以枢纽域为单位构建区域特征,利用特征提出强化学习智能体探索策略来加快强化学习收敛。最后,通过强化学习构建子拓扑网络用于规划备用路径,并保证在周期窗口内备用路径的性能。实验仿真结果表明,所提方法能够有效提高链路故障网络的收敛速度与性能。

关于加速路由收敛技术的探讨

一、概述 MSTP是基于SDH传输平台，同时实现以太网、ATM，TDM等多种业务的接入、处理和传输的技术。近年来，MSTP线路在各个行业得到了比较广泛的推广和应用。

一种链路状态路由协议的收敛优化方法

针对现有链路状态路由协议的路由收敛性能水平与路由前缀数正相关,提出了一种链路状态路由协议的收敛优化方法,即通过将路由前缀表项与节点表项分离并且进行级联存储,在网络出现故障的情况下,只需要更新节点表项及对应的下一跳块转发表项即可完成路由收敛过程,使网络故障场景下链路状态路由协议收敛性能与路由前缀数量无关,只与网络设备节点数量正相关,从而极大地提高了链路状态路由协议的路由收敛性能。

一种实现MEO/LEO网络快速收敛的动态路由协议

针对卫星网络传输时延大、拓扑结构高动态特性所导致路由收敛慢的问题,提出一种实现MEO/LEO双层卫星网络路由快速收敛的动态路由协议,该协议在将虚拟拓扑路由策略和链路状态路由协议相结合的基础上,引入网络分簇思想,在卫星网络路由收敛过程中,将整个网络分簇管理,并提出适用于MEO/LEO双层卫星网络的覆盖式分簇算法,缩小了链路状态通告LSA(Link-state advertisement)的扩散范围,从而减少LSA的扩散开销及排队时延。同时,在路由表更新阶段,提出一种基于故障类型判断的定时器调度算法,有效减少了路由表更新时延,实现卫星网络的快速收敛。

基于路由更新链的BGP收敛性改进机制

提出一种BGP收敛性改进机制。首先构建路由更新链,以记录所有最优路由发生变化的节点ID;在充分尊重最小路由通告时间间隔(MRAI)的前提下,通过更新和传递路由更新链使得各节点及时了解源节点、中间节点和邻居节点的路由变化;利用路由更新链中的ID信息,各节点能够快速全面地排除本地所有无效路由,加快了BGP收敛。性能分析说明了该机制比现有方法开销更小、效率更高。

Internet路由器随机建模与收敛性分析

目前建立的路由收敛模型大部分都是确定性模型,而路由器在收敛过程中存在丢包、链路噪声、互连拓扑结构突变等现象.针对这些随机问题,该文引入Bernoulli白序列分布、Wiener过程、Markov过程,提出了一种新的随机动力系统模型,应用随机微分方程理论和随机分析方法得出其路由收敛的充分条件,结果证明,随机环境下路由状态收敛与路由器连接拓扑的Laplace矩阵、Markov切换的平稳分布、网络中数据包的成功传输率以及噪声强度息息相关.最后通过一个数值实例验证了相关结论的有效性.

解决策略冲突导致BGP路由发散的自适应机制

BGP(border gateway protocol)作为一种基于策略的协议,允许每个自治系统独立地选择本地路由策略.自治系统之间可能存在的路由策略冲突会引起BGP路由持续不稳定.当前提出的解决办法要么需要增加额外的通信开销,要么限制自治系统自由的选择路由策略.提出了一种解决策略冲突引起BGP路由不收敛的自适应方法,既不损害自治系统选择路由策略的灵活性,也不需要在BGP消息中增加额外信息.路由的稳定性被加入到BGP的判决过程中,不稳定路由的优先级被降低,使更加稳定的路由得以被选为最优路由,终止路由策略冲突引起的争执.在网络拓扑发生改变的情况下,这种新方法能够自适应地调整路由选择,重新收敛到新的稳定状态.

一种互联网的稳定路由选择策略

互联网中网络故障频繁,域间路由协议(BGP)并不能很好地适应网络故障.一般情况下,域间路由协议会经历一个比较漫长的路由搜索过程,导致互联网中大量的数据包丢包.虽然目前已提出了很多改进的BGP算法,但这些算法复杂度非常高,给路由器增加很多额外的计算代价.为了解决这个问题,作者提出了一个稳定的域间路由选择算法sBGP.在sBGP中,当路由器收到由故障触发的路由通告后,采用启发式的路由选择算法选择目前可选的最稳定路由为最佳路由.通过稳定路由选择,路由器可以选择有效的稳定路由,以避免无效的路由搜索以及路由不断更新引入的路由器处理开销.分析和模拟实验表明sBGP不仅能够有效提高BGP的收敛性能,而且可以减少收敛过程中的通信开销.

边界网关协议收敛问题研究综述

边界网关协议(BGP)是Internet目前实际使用的主要域间路由协议,但其存在收敛慢等问题,各方面性能无法满足客观需求。详细剖析了BGP收敛问题的产生原因,并对已有的研究工作进行了综述和分析,将目前的BGP收敛问题的解决方案分成调整协议参数、增加新机制和设计新协议三大类。最后,在进一步分析比较的基础上,总结了BGP收敛问题研究的几大趋势。

解决BGP路由策略冲突的振荡抑制机制

边界网关协议(border gateway protocol,BGP)允许网络中的每个自治系统(autonomous system,AS)设定自己的路由策略来选择和通告路由。尽管这种自治性会使BGP路由策略的配置更加灵活,但有可能引发路由策略冲突,即路由振荡和发散,导致网络性能下降。为此,提出了振荡抑制机制以解决BGP路由策略冲突问题。该机制通过分析路由通告报文发现振荡路径,根据振荡次数修正路径的本地优先属性值,使稳定路径的本地优先属性值比振荡路径的大,从而使得稳定路径在路由决策阶段比振荡路径被选中的优先级高,达到抑制振荡路径进而解决路由策略冲突。在原型系统上实现并部署了所提出的机制,并对其进行了性能评价。结果表明,该机制具有较好的性能。

基于位置感知的大规模LEO星座分布式路由算法

针对传统星座路由算法应用在大规模低地球轨道(low earth orbit, LEO)星座中,存在鲁棒性差、资源开销大、路由效率低等缺点。根据卫星运行时的位置可预测特性,提出了基于位置感知的分布式路由算法。考虑卫星资源受限,大规模LEO星座具有卫星节点多、动态性大等特点,基于位置感知提出一种路径预选机制,初步确定数据包的传输路径。在此基础上,考虑业务服务质量(quality of service, QoS)需求,基于状态和传播矢量函数提出一种路径收敛机制,无重合确定数据包传输主路径和备用路径。理论和仿真结果证明,相比于传统路由算法,所提算法降低了路由存储和开销,随着中断概率的增大,提高了星座的吞吐量,降低了端到端时延。

空间信息网络的中断容忍路由策略

在大规模空间信息网络中,频繁的星间链路(Inter-satellite link,ISL)切换会导致业务中断。与地面网络相比,传统的分布式/集中式路由策略的路由收敛时间过长,其原因是星间链路时延和链路状态同步时间长。在路由收敛过程中,由于缺乏最新的链路状态信息,可能会导致严重的丢包。考虑到卫星星座的星间链路切换是可预测的,且星间链路切换信息已上注至卫星中,本文提出了基于OSPF(open shortest path first)的自更新路由方案来解决星间链路频繁切换导致的路由收敛问题。在自更新路由方案中,对于可预测的星间链路切换,根据本地预存储的链路切换信息直接更新路由表,同时避免泛洪;另外,对于意外的链路故障,通过OSPF原有机制更新路由表。该方案通过避免可预测的星间链路切换导致的链路状态数据同步,进而缩短路由收敛时间。仿真结果表明,在拓扑切换期间,平均丢包率比标准OSPF(需要3个Hello报文确认)和OSPF-IS(不需要3个Hello报文确认)分别降低了90.5%和61.3%,平均端到端延迟也分别降低了47.6%及9.6%。此外,在相同时间内增加拓扑切换的次数时,自更新路由方案的平均丢包率保持不变。

ATM管理信息网快速构建路由算法研究

ATM管理信息网是机动组网的最优先业务,不仅要适应网络拓扑的频繁变化,而且要尽可能低地占用传输资源。基于网络开通的预先规划,在研究RIP、OSPF路由协议的基础上提出了基于ATM组播实现的快速收敛路由算法,该算法通过环路检测机制防止组播风暴发生,路由交互信息由一个ATM信元封装完成,占用极低的传输带宽,通过专用信息格式、入网认证等机制进行了安全设计。该算法适合通信节点不超过20的组网应用,具有很强的抗毁顽存能力。

一种适用于城市道路LTE-V网络的快收敛蚁群优化算法

针对城市道路车辆密集的特点,利用LTE-V定期发送位置信息的机制,提出了一种快速收敛的蚁群优化算法,通过确定节点选择带的预处理方法,减少了参与蚁群优化节点的数量,进而了提高算法的收敛速度。同时,在信息素初始值设定中,低概率增加选择带以外的节点的参与程度,降低了蚁群优化不能收敛的风险。仿真结果显示,优化后的蚁群算法,收敛速度获得显著提升。

IP网络的快速故障恢复

随着互联网的迅速发展,人类通信对其依赖性日益增强,而IP层故障恢复能力低下,阻碍了互联网性能的提高.近些年来,国际学术界对IP网络快速故障恢复的方案研究异常活跃,提出了加快故障恢复速度的三条途径:(1)加快IP路由收敛;(2)使用主动式故障恢复;(3)提高故障检测的速度与准确性.针对已有解决方案的不足,本文得出,要推动IP网络的快速故障恢复方案的实现,必须做好:(1)故障后的通信负载均衡;(2)互操作测试及路由器体系结构的重新设计.

互联网4byte自治域标识过渡研究

互联网将逐渐向4byte的自治域号码过渡。过渡过程中,新、旧两种路由器的互操作性成为网络运营商十分关注的问题。本文就过渡过程对路由收敛性和路由策略的影响进行了深入的分析,并通过试验床进行了验证。针对这些影响,本文提出了相应的应对措施。此外,针对4byte自治域号码路由,作者设计的故障排查服务系统,能够方便系统管理员对路由故障进行排查和诊断。

基于拉格朗日乘子优化传输控制消息间隔的OLSR协议

针对链路状态路由(LSR)协议利用距离向量能提高路由收敛性,但仍遭受控制消息开销和路由收敛的权衡问题,提出基于拉格朗日乘子优化传输控制消息间隔模型(LMM)的最优链路状态路由(OLSR)。计算节点失效所产生的路由损失和控制开销;依据基于给定的控制开销,最小化路由损失的原则,建立目标函数;利用拉格朗日乘子算法求解目标函数,得到最优的控制消息间隔;将LMM应用于OLSR协议,记为LMM-OLSR。实验仿真结果表明:与传统的OLSR协议相比,LMM-OLSR协议能够有效地降低端到端传输时延和数据包丢失率。

BFD技术在武汉气象信息网络中的应用

在对BFD工作原理分析研究基础上,结合武汉气象信息网络建设实际和要求,引入BFD技术,应用BFD的双向检测机制,在出现线路故障时,能够实现气象通信网络路由的快速收敛和通信线路的瞬时切换,确保气象信息网络传输稳定。

网络流量转发性能和可靠性提升

随着互联网发展日新月异,网络应用层出不穷,无论是运营商网络还是企业网络的规模都日渐壮大,承载业务的种类越来越多,路由协议和设备网元,作为一个数据通信网络的两大组件,不仅要实现互联互通,还要最大程度降低路由震荡、设备故障对网络流量转发带来的影响。笔者主要介绍路由协议的增强特性和设备网元的可靠性特性,通过路由协议的增强特性加快路由收敛、提升流量转发性能,通过设备网元的可靠性特性实现流量转发不间断、提升网络可靠性。