【摘 要】
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随着网络技术的发展,不断扩大的网络规模与不断提高的网络服务质量（Quality of Service,QoS）需求形成一对矛盾。同时,现有运行网际互连协议（Internet Protocol,IP）的网络因网络规模有限、路由性能存在瓶颈、不支持QoS保证等一系列难以解决的问题面临前所未有的挑战。向量网络作为一种新型网络结构,不仅解决了当前网络遇到的很多难题,而且实现代价极低,多路径路由问题就是其中
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随着网络技术的发展,不断扩大的网络规模与不断提高的网络服务质量（Quality of Service,QoS）需求形成一对矛盾。同时,现有运行网际互连协议（Internet Protocol,IP）的网络因网络规模有限、路由性能存在瓶颈、不支持QoS保证等一系列难以解决的问题面临前所未有的挑战。向量网络作为一种新型网络结构,不仅解决了当前网络遇到的很多难题,而且实现代价极低,多路径路由问题就是其中之一。为了发挥向量网络相较于IP协议网络的优势,本文提出了一种基于代价惩罚的多路径多约束路由算法,并将其引入到向量网络中。本文的具体工作内容如下:（1）提出一种多约束的路由算法,结合提出的拓扑路径间距离、代价惩罚函数,提出了一种平面内的代价惩罚多路径多约束路由（Planar Multi-Path Multi-Constrain routing,PMPMC）算法。该算法能够在平面拓扑中找到多条满足多个QoS约束且互相有一定距离的路径,经仿真实验验证,该算法能实现网络中的负载均衡。（2）结合向量网络的分层特性,设计了一种向量网络对等组间的多路径整合方法,提出了适用于向量网络的代价惩罚多路径多约束路由（Hieratical Multi-Path Multi-Constrain routing,HMPMC）算法。该算法解决了向量网络中的多路径问题,实现了向量网络的QoS保证,经仿真实验验证,使用该算法的向量网络在相同的网络规模下拥有比传统网络更大的网络容量。（3）考虑到向量网络的大规模网络仿真需求,设计了大规模网络的网络拓扑模型与用户分布模型,给出了用户流量在网络拓扑上的部署方法,提出了一种在大规模网络中对网络容量进行统计的方法,使用该方法能够较为简便地对大规模网络中的网络容量进行仿真统计。总之,本文提出了适用于平面拓扑与向量网络分层拓扑的代价惩罚多路径多约束路由算法,并通过仿真实验验证了PMPMC算法在相同的网络环境中能得到在端对端吞吐量、丢包率、故障恢复方面比最短路径路由更好的性能,同时实现了网络的负载均衡;仿真实验还验证了HMPMC算法实现了向量网络的多路径路由与QoS保证,在相同的网络规模中使用HMPMC算法的向量网络能够获得比使用最短路径路由的传统网络更好的网络容量。
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