互联网无中断转发的生存性路由协议

互联网逐渐成为通信基础设施并承载了更多的关键业务流量,即使瞬时中断也会对某些应用造成巨大损失.然而,传统路由协议在出现链路/节点故障等拓扑变化时存在收敛时间长、瞬时不可达以及环路的问题.实际测量发现,路由瞬时失效相当普遍.因此,研究人员提出多种能够保证流量无中断转发和快速恢复的路由协议.在分析瞬时失效现象以后,提出了生存性路由协议的分类方法,重点对一些重要的路由协议的核心路由机制进行深入分析,并比较其特点、性能、开销等.最后,结合该领域研究现状以及存在的问题,指出未来生存性路由的研究重点.     

MFT2-BGP:基于多转发树的无中断域间路由协议

BGP通过触发全局、反应式收敛应对链路或节点失效引起的拓扑变化,然而BGP协议收敛时间长、收敛过程中的瞬时失效严重降低了数据平面转发性能,难以支持关键业务流量.该文提出了容忍失效的MFT2 -BGP,通过利用路径标识符以较低的消息开销构造符合BGP策略的多转发树,使得每个AS获得多样性路径,当出现瞬时失效时,在不改变协议动态性的情况下,允许节点动态切换报文转发路径以实现无中断报文转发,通过嵌入“失效根源信息”以降低收敛时间,抑制瞬时失效以降低路由系统的扰动.通过在Internet-like拓扑上的大量实验表明,在链路失效场景中与其它协议相比,MFT2-BGP能有效改善收敛时间,降低转发中断时间,改善路由系统稳定性.     

BA-BGP:一种基于备份AS通告的域间路由协议

BGP协议通过触发全局、反应式收敛应对网络拓扑和策略变化,然而由于其收敛时间过长、收敛过程中大量AS经历不可达、环路,造成大量转发中断,难以支持VoIP、远程医疗等关键业务的应用。本文提出了一种基于备份AS通告的新型域间路由协议BA-BGP,在不影响BGP协议动态性的基础上,通过在更新报文中增加备份AS属性,使AS节点可以获取到达目标的备份AS地址,当节点面临瞬时失效时可将报文封装转发到与备份AS关联的路径,从而降低了转发中断。大量模拟实验证明,通过采用具有互联网特征的拓扑以及广泛采用的BGP策略,BA-BGP有效降低了链路失效引起的瞬时失效率与转发中断时间,增强了网络可靠性。     

一种时延保证的QoS路由协议

针对无线传感器网络中多跳视频传输实时性难以保证以及节点失效造成的传输中断问题,本文在比较分析了考虑时延的路由协议基础上,提出并设计了一种保证时延QoS要求可自我修复的路由协议(Self Repaired and Delay Guarantee Routing Protocol)。该协议选择时延最短的节点作为路由节点,缩短了多跳传输时间;在路由表中增加备选路由节点,当某个路由节点失效时,自动启用备选节点修复路由,节省了路由重新建立的时间,保证了视频传输持续性。仿真结果表明该路由协议能够较好地满足无线传感器网络中多跳视频传输的时延要求。     

卫星网络路由技术

卫星网络周期性动态变化的拓扑对路由协议的设计提出了新的挑战.由于传统网络的路由协议不再适用于卫星网络,许多针对卫星网络的路由技术被相继提出来.在简要介绍卫星网络架构与拓扑控制策略的基础上,根据卫星网络路由技术的发展脉络,从分类的角度重点阐述了一些关键路由技术的核心机制、特点以及存在的主要问题.最后,针对应用需求,提出了卫星网络路由技术的发展趋势.     

基于路由生命期的动态源路由协议

无线Ad hoc网络拓扑结构的频繁变化以及无线信道的不稳定,使得如何提高路由可靠性成为无线Ad hoc网络路由协议研究的主要目标之一.在动态源路由协议(Dynamic Source Routing,以下简称DSR)基础上提出一个新的基于路由生命期估计的Ad hoc网络路由协议,REBDSR(Route-lifetime Estimation Based Dynamic Source Routing).该协议通过对链路状态预测估计路由生命期;路由发现算法同时使用路由生命期、路由跳数作为路径选择参数;当路由上的链路进入危险期后,启动主动式路由维护机制,发送路由失效警告以保证快速路由切换.REBDSR还以路由生命期为超时值进行路由缓存管理,解决了DSR路由缓存中存在较多过时路由的问题.大量仿真实验表明:在网络中载和重载情况下,REBDSR协议的整体性能要优于DSR协议,特别是在节点运动频繁的网络中,REBDSR协议的性能优势更为明显.     

认知无线电网络备份路由协议研究

在认知无线电网络,由于非干扰性要求,次用户使用的频段会意外被主用户抢占.这种频段抢占可能频繁发生,它给可靠通信带来巨大的影响.提出一种面向可靠路由的备份路由协议,该协议将机会频谱、链路中断及节点失效考虑在内.仿真实验表明,所提出的新协议能有效地克服间歇连接、减小路由开销和提高数据传输的有效负载.     

容延容断网络路由技术

作为一种新型的体系结构,容延容断网络(delay/disruption tolerant network,简称DTN)近年来得到了广泛的研究与应用.由于其面临的应用环境极为特殊,传统网络的路由协议无法适用于DTN,各种针对DTN的路由技术相继提了出来.在对DTN路由进行形式化分析以后,提出了路由技术的分类方法,然后着重分析并比较了当前一些较为重要的路由技术的核心路由机制和特点.最后总结DTN路由技术的研究现状以及存在的问题,指出未来路由研究的重点.     

基于锚节点可靠路由的IMS电话呼叫分拣方法

传统的网络架构在会话过程常发生网络中断从而无法提供足够的安全保障, 针对现有的系统不能获取和组装通话记录, 以及电话终端无法及时可靠地查询员工的通话记录的情况. 提出了一种基于锚节点可靠路由协议的IMS电话呼叫分拣方法, 通过流量捕捉模块将捕获的流量进行端口镜像, 并解析SIP协议数据, 其中流量当前IP报文通过预测链路生命期之后的候选中继节点的存在来识别更可靠的链路进行转发, 以降低数据丢失的频率, 提高员工的行政办公效率. 将本文提出的优化的路由算法RRCP与GBSR和FMHR路由协议算法进行比较, 通过网络仿真技术搭建网络通信模型, 分析并验证上述路由优化协议在路由的故障数, 丢包率, 数据交付延时, 平均跳数上显示出更好的性能, 并在实际的监控系统测试中监控响应时长有效降低.     

BAR-BGP:基于备份通告和恢复转发的可靠域间路由

Internet逐渐成为通信基础设施,而BGP协议通过触发缓慢的反应式收敛过程应对网络拓扑和策略的变化,大量测量表明收敛过程中瞬时不可达以及环路造成很高的报文丢失率,难以支持延迟、中断敏感的应用.BAR-BGP采用了将预获取备份地址与反应式动态计算路径结合的方法以应对瞬时失效带来的转发中断.通告备份AS以较低的开销获得瞬时失效后可将报文封装转发到可行中继节点;在收敛过程中使用失效根源信息消除环路;并当无备份AS可用时,采用恢复转发模式进一步降低转发中断.通过使用Internet-like拓扑模拟实验证明了BAR-BGP有效避免收敛过程的瞬时失效与转发中断,增强网络可靠性.     

A new approach for designing fault-tolerant WDM networks

In recent years, path protection has emerged as a widely accepted technique for designing survivable WDM networks. This approach is attractive, since it is able to provide bandwidth guarantees in the presence of link failures. However, it requires allocating resources for backup lightpaths, which remain idle under normal fault-free conditions. In this paper, we introduce a new approach for designing fault-tolerant WDM networks, based on the concept of survivable routing. Survivable routing of a logical topology ensures that the lightpaths are routed in such a way that a single link failure does not disconnect the network. When a topology is generated using our approach, it is guaranteed to have a survivable routing. We further ensure that the logical topology is able to handle the entire traffic demand after any single link failure. We first present an ILP that optimally designs a survivable logical topology, and then propose a heuristic for larger networks. Experimental results demonstrate that this new approach is able to provide guaranteed bandwidth, and is much more efficient in terms of resource utilization, compared to both dedicated and shared path protection.     

Self-healing routing: failure,modeling and analysis

Network failures occur frequently, and self-healing ability of existing routing protocols cannot guarantee fast route convergence under these failures without impacting packet forwarding. During routing convergence, network routes may be incorrect and even routing black holes and loops occur, which will result in extensive packet loss and thus influence network performance. To solve this problem, several improved routing solutions have been proposed. In this paper, we propose the concept and model of self-h...     

Survivable millimeter-wave mesh networks

Millimeter-wave mesh networks have the potential to provide cost-effective high-bandwidth solutions to many current bandwidth-constrained networks including cellular backhaul. However, the availability of such networks is severely limited due to their susceptibility to weather, such as precipitation and humidity. In this paper, we present a rigorous approach to survivable millimeter-wave mesh networks based on experimentation, modeling, and simulation. Individual link performance is characterised using frame error-rate measurements from millimeter-wave transmissions on test links over a period of one year. A geometric model based on radar-reflectivity data is used to characterise rain storms and determine their impact on spatially correlated links of a mesh network. To mitigate the impact of link impairments on network services, we present two cross-layered routing protocols to route around the failures: P-WARP (predictive weather-assisted routing protocol) and XL-OSPF (cross-layered open shortest-path first). We conduct a performance analysis of the proposed mesh network under the presence of actual weather events as recorded by the US National Weather Service. Results show that the proposed approach yields the highest dependability when compared against existing routing methods.     

Route Maintenance in IEEE 802.11 wireless mesh networks

In this paper, we propose a novel Route Maintenance scheme for IEEE 802.11 wireless mesh networks. Despite lack of mobility and energy constraints, reactive routing protocols such as AODV and DSR suffer from frequent route breakages in 802.11 based infrastructure wireless mesh networks. In these networks, if any intermediate node fails to successfully transmit a packet to the next hop node after a certain number of retransmissions, the link layer reports a transmission problem to the network layer. Reactive routing protocols systematically consider this as a link breakage (and therefore a route breakage). Transmission failures can be caused by a number of factors e.g. interference or noise and can be transient in nature. Frequent route breakages result in significant performance degradation. The proposed mechanism considers multiple factors to differentiate between links with transient transmission problems from those links which have permanent transmission problems and takes a coherent decision on link breakage. The proposed mechanism is implemented in AODV for single-radio single-channel mesh network and an extension is incorporated in multi-radio multi-channel scenarios. Simulation results show substantial performance improvement compared to classical AODV and local route repair schemes.     

无线传感器网络的路由协议研究

无线传感器网络(WSNs)是计算机、通信和传感器3项技术相结合的产物,因其巨大的应用前景受到了越来越广泛的关注。介绍了WSNs的一些特点,指出传统路由协议不能有效应用于WSNs的路由协议;然后分类阐述了当前较为典型的路由协议,分析了它们的优缺点;对比分析了这些协议的特点;总结了路由协议设计应满足的要求、存在的挑战以及可能的研究方向。     

无线传感器网络路由协议安全研究

路由算法是无线传感器网络（WirdessSensorNetworks,WSNs）感知信息传输和汇聚的基础,作为多跳网络,WSNs有其自身的特点,特别是在路由的安全性方面,需要进行深入的研究。文章对近年来的WSNs路由协议安全进行了分析和总结,首先介绍WSNs安全路由的基本概念,接着对路由协议易受到的安全威胁和攻击进行了分类对比,最后对WSNs中几种典型路由协议的安全陛进行了描述和分析。     

基于双毁伤因素的域间路由系统级联失效模型

级联失效建模研究对检测和防御级联失效攻击具有重要意义。针对现有研究存在毁伤因素单一、失效条件不符合实际等问题，提出了基于双毁伤因素的域间路由系统级联失效模型。该模型综合考虑了UPDATE报文和流量重分配对级联失效过程的影响，并基于两者的相互作用关系，系统刻画了级联失效过程。实验结果表明，该模型能够较准确地模拟域间路由系统级联失效过程，验证了模型的有效性。相对于已有模型，使模型与真实数据的预测偏差降低了35%。     

按需式ad hoc移动网络路由协议的研究进展

Ad hoc移动网络是一种完全由移动主机构成的网络，网络拓扑易变，带宽，能源有限是ad hoc移动网络的主要特点，针对这些特点，目前设计的ad hoc路由协议大多采用按需查找方式，该文介绍了这方面研究的最新进展，对几种典型的按需路由协议进行了说明，分析和综合比较，文中分析了目前协议存在的一些问题并提出了相应的改进方法，最后指出了下一步研究方向。