学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于资源统筹的网络传输协议关键技术研究

作　者: 宋飞
导　师: 张思东
学　校: 北京交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 资源统筹吞吐量模型接收缓存阻塞单向性能参数
分类号: TP393.04
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
下　载: 57次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

互联网中的资源包括数据资源和网络资源两部分。前者可理解为某种具体的服务内容(如视频,语音,网页等),后者常用来描述在用户获取服务的过程中网络所能提供的传输条件(如带宽,时延,抖动等)。在知识爆炸的当今社会,数据资源的容量变得越来越庞大,新型的获取方式也层出不穷。用户对于网络资源的要求逐步提高。由于硬件技术的不断发展,网络设备的性能得到了大幅度的提升。各种无线传输技术的出现使得用户在接入互联网时有了更多的选择。终端设备能够为每个网络接口分配独立的地址,从而实现网络层的多家乡。但传统的传输协议只支持在收发两端建立一条路径进行数据传输,很难充分利用网络资源。不难看出日益复杂的数据资源和日趋紧张的网络资源之间存在矛盾,因此合理的进行资源统筹是十分重要的研究课题。本文的工作正是在这样的背景下展开的,主要内容包括：(1)在归纳现有传输协议的前提下,给出了资源统筹的方法和途径,提出了一种多路径传输吞吐量的建模方法。建模过程分析了将单路径传输协议扩展到多路径时可能遇到的问题,考虑了路径丢包率、往返传输时间和拥塞窗口的变化规律。同时给出了一种优化算法用于降低模型的计算复杂度。这部分内容为研究资源统筹提供了理论基础。(2)分析了接收缓存阻塞问题形成的原因,提出了一种多路径环境下接收缓存阻塞问题的建模方法。由于在网络中进行信息交互时可能发生丢包,数据包未必能按序到达接收端。当使用多路径进行传输时,路径的性能参数不同也可能导致从不同路径发送的数据包到达接收端时发生乱序。而乱序问题是导致接收缓存阻塞的主要原因。这部分内容从实际情况出发为研究资源统筹提出了潜在的问题。(3)提出一种多路径环境下网络单向性能参数的测量方法,并给出基于该方法的三个具体应用：重传机制设计、带宽估计和共享瓶颈带宽检测。在传统客户端和服务器模式下,这三个应用可以分别用于缓解接收缓存阻塞、设计合理的数据包发送机制,保证TCP友好性。这部分内容考虑了多路径中网络单向性能参数的重要性,为资源统筹提供了一种具体的解决方案。(4)在一种多路径传输协议中通过两种不同的方法实现了单向时延的比较。通过分析丢包类型与路径当时所属的状态,设计了基于时延的数据包重传机制。为了增强重传机制应对路径故障的能力,引入了路径的潜在失败状态。仿真结果显示两种实现方法都能够获得较高的准确性,同时该重传机制能够在一定程度上缓解接收缓存阻塞的问题。(5)编写程序测试了互联网中不同路径的前向和后向时延差,同时结合一体化网络的设计思想,提出了一种连接标识动态解析映射的方法。当终端具备多种接入方式时,如果能够获得多条路径上网络单向时延差的具体数值,将对设计适用于资源统筹的传输协议非常有益,同时也为测量实际网络中其他单向性能参数提供了基础。这部分内容的研究目标是将已取得的结论应用到新一代网络设计当中。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-8
ABSTRACT  8-13
图目录  13-15
表目录  15-16
简略符号注释表  16-18
第1章绪论  18-30
  1.1 论文研究背景  18-24
    1.1.1 资源统筹的定义  19-20
    1.1.2 TCP协议及其相关研究  20-21
    1.1.3 非TCP协议及其相关研究  21-24
  1.2 论文选题依据  24-26
    1.2.1 资源统筹与多路径传输协议的关系  24
    1.2.2 基于TCP协议的多路径传输研究  24-25
    1.2.3 基于非TCP协议的多路径传输研究  25-26
  1.3 论文主要贡献及创新  26
  1.4 论文组织结构  26-30
第2章多路径并行传输的研究与建模  30-42
  2.1 问题的提出  30-31
  2.2 模型的建立方法  31-36
    2.2.1 不考虑RTO影响时的模型建立方法  32-35
    2.2.2 考虑RTO影响时的模型建立方法  35-36
  2.3 模型的实现与优化  36-38
  2.4 性能评估结果  38-41
  2.5 本章小节  41-42
第3章接收缓存阻塞问题的研究  42-56
  3.1 问题的提出  42-43
  3.2 接收缓存阻塞产生的原因  43-47
    3.2.1 非丢包导致接收缓存阻塞  43-45
    3.2.2 丢包导致接收缓存阻塞  45-47
  3.3 接收缓存阻塞对吞吐量的影响  47-51
    3.3.1 不考虑快速重传对吞吐量的影响  47-49
    3.3.2 考虑快速重传对吞吐量的影响  49-51
  3.4 性能评估结果  51-53
  3.5 本章小节  53-56
第4章网络单向性能参数的研究  56-66
  4.1 问题的提出  56-57
  4.2 相对时延估计算法概述  57-60
    4.2.1 时间戳粒度  59-60
    4.2.2 兼容性问题  60
  4.3 重传机制设计  60-61
  4.4 带宽估计方法  61-62
  4.5 共享瓶颈带宽检测方法  62-63
  4.6 本章小结  63-66
第5章相对时延估计的实现  66-88
  5.1 问题的提出  66-68
  5.2 NcRDE实现方法  68-71
    5.2.1 发送端的处理流程  69-71
    5.2.2 接收端的处理流程  71
  5.3 OcRDE实现方法  71-77
    5.3.1 准备工作  72-75
    5.3.2 发送端的处理流程  75-76
    5.3.3 接收端的处理流程  76-77
  5.4 性能评估结果  77-87
    5.4.1 测试环境搭建  77-79
    5.4.2 场景1:固定单向时延且同步改变路径丢包率  79-81
    5.4.3 场景2:固定单向时延且异步改变路径丢包率  81-83
    5.4.4 场景3:丢包率相同且异步改变单向时延  83-85
    5.4.5 场景4:丢包率不同且异步改变单向时延  85-87
  5.5 本章小节  87-88
第6章相对时延的应用及测量  88-98
  6.1 问题的提出  88-89
  6.2 连接标识解析映射  89-90
  6.3 映射的具体意义及优势  90-92
    6.3.1 动态选择路径建立方式  91-92
    6.3.2 网络时延动态探测  92
  6.4 单向时延差探测方法  92-94
  6.5 测试平台搭建与实验结果分析  94-97
  6.6 本章小节  97-98
第7章结论  98-102
  7.1 全文总结  98-100
  7.2 问题与展望  100-102
参考文献  102-110
作者简历  110-114
学位论文数据集  114

基于资源统筹的网络传输协议关键技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文