基于Overlay網(wǎng)絡的多層網(wǎng)絡生存性研究.pdf

1、因特網(wǎng)的快速發(fā)展給人類社會帶來了跨時代的改變，其在社會活動、日常生活等方面發(fā)揮的作用也日趨重要。一旦發(fā)生網(wǎng)絡故障，將給人們的生活帶來極大的不便，甚至可能使整個社會陷入癱瘓。網(wǎng)絡的生存性體現(xiàn)在網(wǎng)絡的容錯容侵方面，具體是指網(wǎng)絡在遭受攻擊、出現(xiàn)故障或重大意外事故時，仍能夠及時完成任務的能力，包括故障檢測、故障定位、故障通知和故障恢復四個方面。 網(wǎng)絡的分層特性，決定了網(wǎng)絡的生存性尤其是多層網(wǎng)絡的生存性成為急需發(fā)展的關鍵技術。Overla

2、y網(wǎng)絡是架構在IP網(wǎng)絡之上，利用網(wǎng)絡分層特性來提高網(wǎng)絡生存性的典型范例，被認為是解決IP網(wǎng)絡異常的一種有效替代方法。Overlay網(wǎng)絡大致可以分為兩類，Routing Overlay和Storage and Lookup Overlay，RoutingOverlay節(jié)點具有路由功能，例如RON網(wǎng)絡；Storage and Lookup Overlay用在分布式系統(tǒng)中，例如P2P網(wǎng)絡(本文所研究的Overlay網(wǎng)絡如不做說明，都是指Rou

3、tingOverlay)。該論文詳細介紹了Overlay網(wǎng)絡的平臺類型、拓撲結構、安全機制和路由算法，并對網(wǎng)絡的失效檢測協(xié)議做了詳細的分析，包括OSPF協(xié)議中的Hello協(xié)議和雙向轉發(fā)檢測機制。在此基礎上，本文對Overlay網(wǎng)絡的鏈路故障檢測模型、節(jié)點故障和鏈路故障的區(qū)分方法和雙重路由協(xié)調恢復機制三個方面做了詳細的研究。 本文主要工作與創(chuàng)新： 1．詳細分析了Overlray網(wǎng)絡的鏈路故障，包括鏈路中斷、鏈路擁塞。在分析

4、現(xiàn)有Overlay網(wǎng)絡鏈路故障檢測模型的基礎上，針對該模型的不足，提出了一種改進的Overlay網(wǎng)絡鏈路故障檢測模型，經(jīng)仿真驗證該模型可以有效減少探測包的發(fā)送數(shù)量，同時使得檢測到的鏈路故障數(shù)更接近真實的鏈路故障數(shù)。采用該鏈路故障檢測模型后，可以降低網(wǎng)絡的擁塞，提高鏈路故障恢復的準確率。 2．0verlay網(wǎng)絡故障可分為鏈路故障和節(jié)點故障，詳細分析了不同故障對網(wǎng)絡造成的不同影響，指出應當合理區(qū)分節(jié)點故障和鏈路故障，從而可以采取合理

5、的恢復方法。本文提出了一種Overlay網(wǎng)絡節(jié)點故障和鏈路故障的區(qū)分方法，該方法可以有效的區(qū)分兩種故障，并指出對于鏈路故障應當采用重路由機制恢復；而對于節(jié)點故障，最好在網(wǎng)絡上進行廣播通告，使得其他節(jié)點停止向該節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包，這樣可以降低網(wǎng)絡擁塞，加快網(wǎng)絡收斂。 3．分析了Overlay網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡雙重路由(Dual Rerouting)恢復鏈路故障的問題。當IP網(wǎng)絡發(fā)生鏈路故障時，Overlay網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡都會檢測到該故障，

6、并都試圖采用各自的重路由機制獨立恢復故障；如果不采取相應的協(xié)調方法，任由兩種恢復機制獨立運行，將會產(chǎn)生恢復的沖突和網(wǎng)絡資源的浪費。本文在分析現(xiàn)有雙重路由協(xié)調機制的基礎上，針對現(xiàn)有機制的不足，提出了一種基于不同自治域的雙重路由協(xié)調機制。所提出的機制可以不用考慮先檢測到故障的網(wǎng)絡層次，從而可以采用統(tǒng)一的協(xié)調恢復機制對網(wǎng)絡鏈路故障進行恢復處理。由于Overlay網(wǎng)絡本身具有恢復自治域間故障的優(yōu)勢，所以自治域間的故障最好使用Overlay網(wǎng)絡的