基于IPv6的ANYCAST路由协议的设计与实现

论文摘要

网络技术在当今时代占有举足轻重的地位,所以对网络及其相关技术和理论的研究也就必然成为计算机研究领域的主流。IPv6中定义了一种新型的服务Anycast服务。它的主要作用是提供这样一种机制:允许客户从一组具有相同地址的服务中选取对自己而言“最优”的一个。基于IPv6下的Anycast服务能够带给网络用户前所未有的优质服务,它在网络负载均衡、主机自动配置等方面的应用都非常广泛。因此,关于Anycast的研究将变得越发重要。而对Anycast路由协议进行研究是确保Anycast服务能否实现的关键,Anycast路由协议的好坏直接决定了Anycast服务的可用性和效率,但是这方面的工作却还处于起步阶段。本文对Anycast路由协议作了具体的研究和实现工作。本文首先介绍了Anycast服务的概念、特点以及研究现状;在分析了路由协议的一些相关知识和当今Anycast路由协议的研究现状的基础上,提出了一种新的Anycast服务模型,即:基于地址映射封装策略的RBME模型。在该模型的基础上,提出了一个Anycast路由协议--ACRP协议。在路由协议的设计中,基于地址映射封装转发的机制能够在不改变现有各层协议的基础上使Anycast报文透明通过非Anycast路由器,这种方法实现简单、方便,对现有协议的其它部分不作改动,就可实现Anycast地址到Unicast地址转换,同时也减少了路由器之间数据包交换的次数,另外,由于它不对现有的路由协议做任何改变,而是通过单独设计一个新的路由协议算法来实现Anycast路由功能,从而在一定程度上解决Anycast的可扩展性问题。然后,在网络仿真平台NS2的基础上,根据ACRP路由协议的特点,有针对性地给出了ACRP路由协议的设计模块,完成了ACRP路由协议在NS2下的设计方案,并仿真实现了该路由协议。最后,通过建立仿真系统和实验对比,得出实验统计数据,验证了它的正确性和可行性,并定量地测定了本路由协议算法在单程延迟和吞吐量方面所具有的优越性。总之,本论文对Anycast路由及其实现技术进行了深入的研究,为进一步探讨Anycast及相关应用提供科学的参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 ANYCAST概述
• 1.2 课题研究的背景及意义
• 1.3 ANYCAST研究现状
• 1.4 本课题的主要工作
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 本文的组织结构
• 第二章 ANYCAST路由协议
• 2.1 路由协议概述
• 2.2 ANYCAST路由协议概述
• 2.2.1 应用层ANYCAST路由服务
• 2.2.2 网络层Anycast路由服务
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于地址映射封装策略的ANYCAST服务模型-RBME模型
• 3.1 ANYCAST服务模型
• 3.1.1 设计新的路由协议算法
• 3.1.2 对现有路由协议进行改进
• 3.2 本文相关术语定义
• 3.3 RBME服务模型的总体结构
• 3.4 RBME服务模型特点
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于RBME模型的ANYCAST路由协议-ACRP路由协议
• 4.1 封包转发子协议
• 4.2 路由表建立子协议
• 4.2.1 组成员AS与Anycast路由器AR之间信息交换
• 4.2.2 Anycast路由器AR之间信息的动态交换与更新
• 4.3 协议功能模块设计
• 4.3.1路由模块设计
• 4.3.2 节点模块设计
• 4.3.3 数据包报头模块设计
• 4.3.4 路由表维护模块设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 仿真系统设计与验证
• 5.1 网络模拟器NS2仿真工具分析
• 5.1.1 NS2各模块及功能
• 5.1.2 NS2结构分析
• 5.1.3 TclObject类功能模块简析
• 5.1.4 NS2的网络仿真
• 5.2 仿真系统设计
• 5.2.1 仿真系统网络拓扑结构的建立
• 5.2.2 仿真系统网络节点的配置
• 5.2.3 仿真系统网络协议的配置
• 5.2.4 Trace文件的设置
• 5.3 仿真系统验证
• 5.3.1 实验分析前的准备工作
• 5.3.2 协议性能分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 进一步的研究内容
• 参考文献
• 致谢