单播路由协议快速收敛算法的研究与应用

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单源最短路径问题作为图论的一个基本问题,广泛运用于现实世界中.在这些应用领域,最短路径树需要存储并在拓扑变化后更新.静态最短路径算法在拓扑变化后无法利用已有的SPT信息,必须重新计算一颗SPT.然而,动态最短路径算法则利用已有的SPT信息,增量的更新旧的SPT而实现SPT的计算.由此,提高了SPT的计算效率.动态最短路径算法在路由协议领域称之为ISPF(Incremental Shorest Path First). ISPF只需要更新最短路径发生变化的节点.不发生变化的节点不需要在SPT上更新.从而,提高路由计算效率并降低网络路由的震荡.同时,动态最短路径算法的实现有利于单播路由协议的PRC(Partial Route Compute). PRC对提高路由协议的运行效率具有重要意义.动态最短路径算法的研究已比较成熟.但是,大部分算法都是点更新算法,处理多链路权值减小的XiaoBin算法是分支更新算法,处理多链路权值增大的动态最短路径算法的研究却很少.另一方面,已有的动态最短路径算法均没有实现负载均衡.然而,这是路由协议中PRC技术必须具备的功能.基于这些问题,本文对现有动态最短路径算法进行深入分析,主要从以下四方面进行了研究.1.提出了一多链路权值增大的分支动态最短路径算法.仿真结果显示该算法相比XiaoBin点更新算法具有更好的时间效率以及更少的冗余计算.2.为了实现PRC,本文提出了一种基于动态最短路径算法的下一跳增量计算算法.3.为了将动态最短路径算法应用到路由协议中,本文提出了一种动态最短路径算法负载均衡扩展的方法,并由此对两个半动态最短路径算法进行了扩展.4.结合扩展的动态最短路径算法以及下一跳增量计算算法,提出了一种PRC的实现方案.
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