基于MPLS網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡與QoS研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)用戶和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的規(guī)模呈爆炸性增長，網(wǎng)絡(luò)運營商不得不投入大量的成本升級、擴(kuò)容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，以滿足用戶日益增長的帶寬需求。但是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的升級改造卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的增長速度，加之傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計上的不足，導(dǎo)致傳輸過程中出現(xiàn)了大量的網(wǎng)絡(luò)擁塞，引起服務(wù)質(zhì)量的降級，但于此同時，網(wǎng)絡(luò)中部分路徑卻處于空閑狀態(tài)，沒有得到充分的利用。
　　MPLS是一項利用綁定在數(shù)據(jù)包外部的標(biāo)簽值進(jìn)行快速報文轉(zhuǎn)發(fā)的方式。流量工程是一項通過對流量的

2、控制，以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源利用率和降低網(wǎng)絡(luò)擁塞等為目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)，負(fù)載均衡則是其非常重要的組成部分。基于MPLS的流量工程可以利用MPLS提供的顯式標(biāo)簽交換路徑機(jī)(ER-LSP)制建立多條顯式路徑，將指定業(yè)務(wù)流量映射到建立好的路徑上以平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。
　　但是，傳統(tǒng)的顯式路徑建立機(jī)制是一種相對靜態(tài)的方式，一條ER-LSP一旦建立完成后，就不能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實時情況自動動態(tài)調(diào)整所經(jīng)過的路徑，導(dǎo)致?lián)砣麊栴}依舊存在。因此，本文研究了在MPLS下

3、的負(fù)載均衡，以及對ER-LSP的動態(tài)調(diào)整的方案和策略。具體而言，本文的主要工作有:
　　(1)研究總結(jié)了MPLS技術(shù)和現(xiàn)有的基于MPLS的負(fù)載均衡算法或方案，并指出了這些算法或方案的局限。提出了經(jīng)本文改進(jìn)后適合LSP路由選擇的最小帶寬利用率路由選擇算法，并提出了基于優(yōu)先級的LSP調(diào)度算法LBSA(LSP-based Load BalancingSchedule Algorithm)。
　　(2)針對在路徑切換過程中可能會對業(yè)

4、務(wù)流量的服務(wù)質(zhì)量造成重大影響問題，本文提出了兩種標(biāo)簽交換路徑切換方案ADJUST_EXP和REBUILD_LSP，通過實驗評估了兩種方案對丟包率和失序率的影響。通過實驗結(jié)果和理論分析，找出了影響丟包率的三個關(guān)鍵因素。通過該研究得出，在對網(wǎng)絡(luò)擁塞進(jìn)行調(diào)整的過程中，使用REBUILD_LSP方案造成的丟包是非常低的，對原有業(yè)務(wù)流量的服務(wù)質(zhì)量影響很低。
　　(3)設(shè)計和實現(xiàn)了一個基于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、評估反饋、動態(tài)調(diào)整的MPLS網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡原型