基于bfd的ip快速重路由的研究与实现

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文基于BFD的IP快速重路由的研究与实现研究生：陈瑞森指导教师：胡建萍教授2012年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchandImplementationofIPFast-ReroutebasedonBFDCandidate:ChenRuiSenSupervisor:Prof.HuJianpingDecember，2012杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论

2、文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅

3、论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要IP网络目前被广泛地应用在互联网业务中，更进一步被应用在各种电信业务的承载中。IP网络在设计之初其设计原则是为网络业务提供“尽力而为”的服务，无法保证网络数据传输的可靠性，在网络故障发生时无法实现快速度的故障修复。且随着现在越来越多的像语音、视频等实时性网络业务运行在IP网络上，短时间的网络故障就将严重地影响这些业务的服务质量，因此现在对IP承载网络的高

4、可靠性及故障快恢复性的需求越发迫切，许多运营商期望将故障导致的断流时间控制在50ms以内甚至是更低。传统的网络故障修复是单纯地依靠上层路由协议的重收敛来实现，但这种方法已很难满足50ms以内的要求。因此目前研究如何实现IP网络故障的快速修复处理、保证网络可靠性运行具有重大的实际意义。本文对IP网络的故障快恢复技术进行了相关的研究，设计实现一种结合BFD快速检测机制的IP快速重路由技术，能够大幅度提高网络的故障恢复速度，减少报文丢失，可实现将故障断流时间控制在50ms以内的要求。本论文首先探讨了网络故障检测和恢复技术背景及国内外研究现状。通过介绍目前这

5、方面的一些相关技术，分析各自的优缺点，引出本文主要叙述的BFD检测和IPFRR技术。本文探讨了传统的路由协议重路由技术与IPFRR技术，通过比较说明IPFRR技术提出的必要性。接下来分别介绍了IPFRR技术的几个主要的技术方案，并比较各方案的优缺点，无环替换路径方案以其所具有的技术成熟、实现简单等优点被选取作为最终的实现方案，为实际实现该方案还需改进现有算法以实现主备两路径的同时计算。为实现网络故障的快速检测，系统采用BFD检测机制，这是一种标准化、与接口介质无关、与各上层协议无关、通用的快速故障检测技术。本文详述BFD技术的设计细节，包括协议报文的

6、格式、会话运行模式、状态机迁移及会话建立和参数协商的过程等。传统的SPF路由算法同个路由目的地只能找寻到单条路径，本课题在传统的最短路径优先算法的基础上设计一种与无环替换路径方案相结合的多路径路由算法，可同时计算得到IPFRR主备两条路由。为了实现故障时主备路径的快速切换，修改路由转发表项组织结构，增加一条VN表项，从而避免了在大量FIB前缀关联相同下一跳情况下路径切换对各条前缀的逐条刷新，加快路径的切换速度。具体描述了在增加VN结构后各表项关联、下驱动、重刷等处理流程。之后对IPFRR与BFD联动实现进行了具体的阐述。章节最后描述了系统各模块间的关

7、联互动情况。本文最后对设计实现的系统进行系统测试，介绍了测试的目的和环境并详述测试方案和测试过程，通过对最终的测试结果进行分析，表明本系统可有效提高网络故障的修复速度，做到50ms以内的快速切换。关键词：IP快速重路由，双向转发检测，无环替换路径，备用路径，路径切换I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTIPnetworksiswidelyappliedininternetnowadays,whichisappliedinavarietyoftelecommunicationsservicebearingfurther.Thedesignpri

8、nciplesofthetraditionalIPnetworkistoprovidetheserviceo