MobilityFirst未来互联网测试床设计与实现

发布时间：2020-10-18 00:46

　　 近几年,在未来互联网的研究中,全新网络架构的设计引起了大家的广泛关注。该领域许多的研究项目在美国国家科学基金的支持下先后成立。Mobilityfirst就是其中专门针对移动网络设计的未来网络架构,它深刻地认识到互联网正处在一个历史性的转折点,移动设备正在逐步取代自互联网诞生以来占据主导的固定终端。为了测试和评估网络架构和网络协议的性能,新型未来网络架构通常需要部署在大规模实验网络里。虽然Mobilityfirst的路由和名字解析等功能已经成功地在ORBIT和GENI测试床上实现部署,但是为了将该试验网络用于具有真实用户和应用的现实场景,部署不同的测试床十分重要。在每个测试床上,不同的用户可以根据各自的需求灵活地创建新资源,不同的网络资源既可以被特定域内的用户独立使用,也可以被不同域共享。在本论文中设计的Mobilityfirst跨域测试床被分别部署在中国科学技术大学未来网络实验室和美国罗格斯大学WINLAB实验室ORBIT节点上。该测试床可以为Mobilityfirst提供真实的实验环境,并且能够支持流媒体视频传输服务。接下来,为了在远程的Mobilityfirst中通过当前的网络协议(TCP)进行通信,设计并实现了 MobilityFirst代理(MF代理和UDP代理)。在我们提出的测试床中,MF代理用于通过基于TCP的SSH隧道,在USTC和WINLAB域之间传递MF包,而UDP代理用于GNRS服务器和远程域中的MF路由器之间的GNRS请求/响应。此外,还对测试床的性能进行了测试,包括传输延迟、移动性、可靠性等特性,并给出了 MobilityFirst原型在测试床上获取的实验结果以及经验。为了验证该测试床在真实环境和应用场景中的可用性,我们在Mobilityfirst网络协议下实现了流媒体视频传输系统,其中包括支持Mobilityfirst协议栈的流媒体视频服务器和客户端。实验证明该Mobilityfirst测试床可以支撑高通量实时数据包的传输,进一步说明了该测试床可以用于具有真实用户和应用的现实环境。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP393.0
【文章目录】：
摘要
Abstract
Acknowledgements
List of Abbreviations
1. INTRODUCTION
    1.1. Introduction
    1.2. Future Internet Architecture Projects
        1.2.1. MobilityFirst (MF)
        1.2.2. Named Data Networking (NDN)
        1.2.3. eXpressive Internet Architecture (XIA)
        1.2.4. NEBULA
    1.3. Large-Scale Experimental Testbeds
        1.3.1. PlanetLab
        1.3.2. Emulab
        1.3.3. GENI
        1.3.4. ORBIT
    1.4. Research Objectives
    1.5. Contributions
    1.6. Limitations
    1.7. Thesis Outline
2. MOBILITYFIRST FUTURE INTERNET ARCHITECTURE
    2.1. MobilityFirst Overview
    2.2. Architecture Features
    2.3. Basic Protocols Module
    2.4. Protocol Stack
        2.4.1. Control Plane
        2.4.2. Data Plane
    2.5. Physical Architecture
        2.5.1. NCS
        2.5.2. MF Router
        2.5.3. GNRS
    2.6. MobilityFirst Routing Mechanism
        2.6.1. Hybrid Routing
        2.6.2. Hop-by-Hop Transport
        2.6.3. Mobility Support
3. DESIGN AND IMPLEMENTATION OF MOBILITYFIRST TESTBED
    3.1. Testbed Overview
    3.2. Testbed Architecture Design
    3.3. MobilityFirst Proxies
        3.3.1. MF Proxy
        3.3.2. UDP Proxy
    3.4. Testbed Implementation
    3.5. Components of Testbed
        3.5.1. MF Router(Click-Based Software Router)
        3.5.2. GNRS
        3.5.3. Host Stack and API
    3.6. Testbed Performance and Evaluation
        3.6.1. International MobilityFirst Inter-Domain Testbed
            3.6.1.1. MF-Ping
        3.6.2. Local MobilityFirst Testbed
            3.6.2.1. MF-Ping
            3.6.2.2. Reliability Test
            3.6.2.3. Mobility Test
4. VIDEO STREAMING OVER MOBILITYFIRST NETWORKS
    4.1. Technical Backgrounds
        4.1.1. Streaming Media Technologies
            4.1.1.1. Real Time Streaming Protocols (RTSP)
            4.1.1.2. Real Time Transport Protocol (RTP)
            4.1.1.3. Real Time Control Protocol(RTCP)
        4.1.2. Media System
            4.1.2.1. Mplayer (Client)
            4.1.2.2. Server
    4.2. Proposed MobilityFirst Video Streaming System Model
        4.2.1. Design Overview
        4.2.2. Server Design
            4.2.2.1. Listening Connection Request Module
            4.2.2.2. RTSP Processing Module
            4.2.2.3. RTP/RTCP Module
        4.2.3. Client Design
            4.2.3.1. File-level Input Module Design
            4.2.3.2. Separator Module
    4.3. Experimental Work and Results
        4.3.1. RTSP Interaction Process in MobilityFirst
        4.3.2. MobilityFirst Video Playback Result
5. CONCLUSION AND FUTURE WORK
    5.1. Conclusion
    5.2. Future Work
REFERENCES

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本文编号：2845535