【摘 要】
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传统MPLS的控制平面太过复杂,控制平面和数据平面紧耦合的特征使得控制平面的功能难以扩展,同时采用分布式而不是集中式的方式做带宽优化,会导致缺乏可扩展性,缺乏最优性,缺乏可预见性,收敛速度慢。但是用类似Open Flow的技术来实现集中式优化将会导致在集中式控制器和分布式单元之间太多的交互。伴随着软件定义网络（Software Defined Network,SDN）以及分段路由（Segment
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传统MPLS的控制平面太过复杂,控制平面和数据平面紧耦合的特征使得控制平面的功能难以扩展,同时采用分布式而不是集中式的方式做带宽优化,会导致缺乏可扩展性,缺乏最优性,缺乏可预见性,收敛速度慢。但是用类似Open Flow的技术来实现集中式优化将会导致在集中式控制器和分布式单元之间太多的交互。伴随着软件定义网络（Software Defined Network,SDN）以及分段路由（Segment Routing,SR）的兴起,通过使用SDN集中式控制器的全局视图能力来将网络中去往某个目的地的支持ECMP（Equal Cost Multi-path）的最短路径（Prefix Segment）组合起来形成任意想要的显示路径,能实现集中式优化和分布式智能结合的混合模式。本文主要针对分段路由中的流量工程和快速重路由展开研究,其主要研究工作和内容如下:（1）现有流量工程普遍存在的缺点是消耗大量的时间,牺牲大量链路利用率。为解决这些问题,本文提出分段路由路径约束算法（SRPA）,该算法首先找到与每条TE路径对应的最小长度分段路由路径,然后设置分段路由路径约束变量L和分段路由路径约束条件来限制可用的分段路由路径长度和中间节点的数量,从而能够快速确定整个网络的最终分段路由路径。最后实验结果表明本文所提的算法SRPA在减少计算时间的同时能更好地优化链路利用率。（2）现有快速重路由普遍存在的缺点是不能应对多种失效场景,没有考虑链路负载分布,响应时间过长造成数据丢失。为解决这些问题,本文制定了备份路径规划问题,分别为单链路失效场景和多链路失效场景有效地计算和选择合适的备份路径,然后将备份路径划分为若干段,以满足数据包标签栈深度的最大限制。所有备份路径都是预先部署的,恢复过程不需要等待控制器部署回应。最后实验结果表明本文所提的快速重路由恢复速度快,流表开销小,且能对恢复后网络进行负载均衡,从而避免拥塞。
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