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1、基于不相交路径的域内路由保护方案耿海军刘洁琦张举山西大学软件学院摘要：业界提出利用路由保护方法来提高网络的可用性。但是，目前采用的路由保护方案有下面两个问题（1）备份路径和默认路径交叉度比较高。（2）为了寻找交叉度较低的两条路径，默认路径可能不利用最短路径。因此，本文首先将问题描述为整数规划模型，接着利用遗传算法计算近似最优解，最后在大量拓扑结构上对算法进行了模拟。模拟结果表明，本文的方案大大降低了默认路径和备份路径的交叉度，从而提高了网络的可靠性，提升了用户体验。关键词：默认路径；备份路径；网络故障;整数线性规划;遗传算法;作者简介：耿海军（1
2、983-），男，山西太原人，讲师，博士，主要研究方向为网络体系结构和路由算法等（ghjl23025449@163.com）。作者简介：刘洁琦（1995-），男，山西太原人，木科生，主要研究方向路由算法（liujieqiyan@qq.com）。作者简介：张举（1972-），男，山西太原人，讲师，硕士，主要研究方向为SDN网络和路由算法等（zj4090@139.com）。基金：国家自然科学基金（61702315）Intra-domainRoutingProtectionSchemebasedonDisjointPathsHaijunGengJieqi
3、LiuJuZhangSchoolofSoftwareEngineering,ShanxiUniversity;Abstract：Academicsandindustryhaveproposedtoemployreactiveroutingprotectionsolutionstodealwithnetworkfailuresinthenetwork.However,theexistingroutingprotect!onalgorithmsarefacingtwoproblems:(1)ThedisjointnessofthedefauItpat
4、hwithrespecttothebackuppathisverylow.(2)Inordertocomputctwopathswhichhavehighdisjointness,somerestrictionmustbeputondefaultpath,i.e.,thedefaultpathisnottheshortestpath.Inthispaper,wefirstintroducetheproblemofconstructingdisjointpathsintointegerprogrammingproblems,andthenpropo
5、setousethegeneticalgorithmtocalculatetheapproximeiteoptimeilsolution.Finally,thealgorithmsarecarriedoutinthereal,measuredandgeneratednetworks.Theexperimentalresultsshowthattheproposedalgorithmscangreatlyenhancethedisjointnessoftheshortestpathandthebackuppath,andimprovethenetw
6、orkavailabi1ity.Keyword：defaultpath;backuppath;networkfailure;integerlinearprogramming;geneticalgorithm;0引言在设计Z初互联网主要用于部署一些非实时应用Ill,但是目前许多实时应用[2][3][4]也部署在了互联网之上,实时应用对网络的性能提出更加严格的要求[5][6][7]°很多研究已经表明网络中的故障经常岀现[8][9][10],但是目前的路由协议很难应对频繁发牛的突发故障。为了解决上述出现的问题，业界提出了路由保护方案[11H12],该方
7、案利用预先计算岀的备份路径来应对主路径岀现断路的情况。下面介绍一些常见的路由保护方案。多配置路由[13](MultipleRoutingConfigurations,MRC)利用多拓扑结构的思想为每条链路存储备份路径，但是该方案的计算开销过大，消耗了大量的计算资源。FCP[14](FailureCarryingPacket)将故障信息存储在报文的头部，然后利用给信息事先计算相应的备份路由表，但是该方案对路由协议的改变较大，无法在互联网屮部署。IP快速重路由[15](IPFastRe-Route,1PFRR)是一种较为简单的路由保护方案，该方案利用
8、无环路规则预先计算备份路由表，但是该方案的故障覆盖率较低。为了进一步提升LFA的故障保护率，作者在文章葩中提TU-turn方案，该方案可
