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流标签在异构网络服务质量管理中的应用研究

作　者: 高程
导　师: 马严
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机应用
关键词: 流标签 服务质量管理(QoS) 异构网 流标识
分类号: TN915.07
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


未来的通信网络是一个包含多种不同技术的异构网络,异构网络环境中一个端到端的QoS会话可能要跨越多个不同的网络类型,如UMTS网络、IP网络、WLAN网络等,每一种类型的网络分别由不同的标准化组织进行规范,都定义了各自网络基于QoS所支持的业务类型以及主要的具体的QoS参数或指标来确保业务在各自网络上的QoS。因此,保证端到端的QoS业务需要涉及到的所有网络能够统一协商QoS。但是,使得不同类型网络上的QoS分类和QoS参数能够互相映射是一个尚待解决的问题。在分析现有QoS机制的基础上,我们发现流识别能力是解决异构网络QoS的一个关键点。在下一代的网络协议IPv6中定义了两个域来标记流从而支持QoS管理,20比特的流标签域和8比特的流量等级域。20比特的流标签域加上8比特的流量类别域可以提供大量的流量类别空间。流标签位于主报头,可以避免封装(如MPLS)和分解(如ATM)也不需要其他层对包添加流标识。基于报头中的流标签进行相关的QoS处理,包的大小不包括额外的标签位,减少了潜在的违背最大传输单元的风险。增强了网络的灵活性并且同时可以考虑增强安全性。本文主要研究流标签在异构网络服务质量管理中的应用,并提出了可行的应用方案。针对已有的QoS网络模型,结合流标签的特性,本文提出了两种流标签在异构网络服务质量管理中的应用模型。分别是基于协商的QoS模型和基于流标签直接映射的模型。基于协商的QoS模型保证了单流的区分,利用协商产生的流标签实现了各个异构网的QoS等级映射,从而保证端到端的服务质量。而基于流标签的直接映射模型不同于以往的QoS映射技术,每个QoS等级不需要在所有的网络中都寻找其对应的等级,它只需要在同一的QoS空间里找到自己的位置,也就是流标签的值。两个模型各有优缺点及适用范围。在提出应用模型的基础上,本文借助OPNET软件对模型进行仿真以验证其性能。在仿真过程中设计并开发了新的支持流标签的网络模块。仿真结果表明,本文所提出的基于流标签的异构网QoS应用模型可以保证端到端的服务质量等级,并且在性能上优于纯DiffServ网络。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-9
目录  9-11
第一章 引言  11-13
  1.1 课题研究背景及意义  11-12
  1.2 课题研究内容及创新点  12
  1.3 论文的组织结构  12-13
第二章 现有的网络服务质量管理模型分析  13-23
  2.1 QoS相关概念  13-17
    2.1.1 QoS的定义及关键因素  13-14
    2.1.2 IP QoS机制分析  14-17
  2.2 异构网QoS现状  17-21
    2.2.1 异构的概念  17-18
    2.2.2 各种网络环境QoS模型调研  18-21
  2.3 QoS等级分类分析与比较  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 流标签简介  23-31
  3.1 流标签的相关概念  23-24
    3.1.1 流标签在RFC3697中的定义  23
    3.1.2 流标注要求  23-24
    3.1.3 流状态建立要求  24
  3.2 流标签发展现状  24-27
    3.2.1 国内外流标签的最新研究成果  24-26
    3.2.2 国内外最新QoS模型与框架  26-27
  3.3 流识别在QoS管理中的作用  27-29
    3.3.1 流(flow)与类(class)的定义  27
    3.3.2 流识别的重要性  27-29
  3.4 流标签的特点及应用  29-30
  3.5 本章小结  30-31
第四章 基于流标签协商的异构网Qos模型  31-43
  4.1 基于流标签的异构网络拓扑模型  31-35
    4.1.1 模型特点  31-32
    4.1.2 模型实体  32-33
    4.1.3 模型协议流程  33-35
    4.1.4 模型中流标签的定义及产生  35
    4.1.5 模型的优缺点  35
  4.2 基于SIP的流标签协商机制  35-41
    4.2.1 SIP协议简介  36-39
    4.2.2 SIP与QoS结合现状  39-40
    4.2.3 基于SIP的流标签协商机制  40-41
  4.3 SIP消息实现  41-42
  4.4 本章小结  42-43
第五章 基于流标签的QoS映射机制  43-53
  5.1 异构网络中的映射  43-46
    5.1.1 映射需求分析  43-44
    5.1.2 映射方法  44-46
  5.2 支持QoS映射的流标签定义  46-47
  5.3 流标签在异构网中QoS映射模型  47-50
    5.3.1 QoS服务等级规范  48
    5.3.2 流标签映射函数  48-50
    5.3.3 基于流标签的异构网QoS架构  50
  5.4 两种模型的分析与比较  50-51
  5.5 本章小结  51-53
第六章 模型仿真实现与分析  53-65
  6.1 基于流标签的OPNET仿真实现  53-57
    6.1.1 背景介绍  53
    6.1.2 模型设计  53-54
    6.1.3 OPNET中模型实现  54-55
    6.1.4 仿真设计和结果验证  55-57
    6.1.5 小结  57
  6.2 端到端的异构网络模型仿真分析  57-64
    6.2.1 基于流标签协商的异构网络模型仿真分析  57-61
    6.2.2 基于流标签的QoS映射模型仿真分析  61-64
  6.3 本章小结  64-65
第七章 总结与展望  65-67
  7.1 总结  65
  7.2 展望  65-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
攻读学位期间发表的学术论文目录  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 网络管理
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