未来网络传输协议设计与实现

发布时间：2017-04-28 10:04

  本文关键词：未来网络传输协议设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：兴起于上世纪六十年代的互联网在经过多年的发展后,已经给人们的学习、工作和生活带来了巨大的改变。但是,随着日益骤增的实时音视频等通信业务,传统的网络体系结构已经越来越不适应发展的需求。尤其是在大规模数据传输、实时数据的处理能力等方面受到越来越大的挑战。在这种背景下,基于内容命名的未来网络越来越得到人们的关注。信息中心网络(Information Centric Networking, ICN)是未来网络中被公认是最有前途的方案。与传统的TCP体系架构中的端到端的通信机制不同,信息中心网络是以内容为中心,将内容与地理位置相剥离。也就是说,在信息中心网络中,用户关注的是信息本身,而不再关注信息具体在什么位置。 普遍缓存是ICN中的显著特征,因此在信息中心网络中存在多源的现象。在这种情况下,传统的TCP传输控制协议无疑会造成网络冗余骤增,效率低下等弱点。网络编码通过对数据包进行编解码则能很好的解决乱序、冗余等缺点。因此,将网络编码融入信息中心网络的研究是本文的一大亮点。 本文首先对信息中心网络的体系架构以及网络编码的概念原理以及优缺点进行介绍,然后我们设计了一种基于网络编码且源可动态选择的传输控制协议。该协议是接收方驱动,所有的控制模块全部放在接收端来完成。网络编码的使用能极大的消除源的差异性,并且可以显著提高传输效率,降低网络冗余。信息中心网络中源的易变性使得源选择也是非常必要的。该协议可以对源进行预测同时可以在众多的源中选择最佳的若干源进行数据传输,从而保证网络性能的最优化。 最后,我们在ndnSIM网络仿真平台上对我们的协议进行实现并仿真验证,并对仿真结果进行详细分析。结果表明,我们的这种基于网络编码且可动态选择源的传输协议能显著的提高网络吞吐量,降低网络冗余等。
【关键词】：信息中心网络 网络编码 源动态选择 ndnSIM
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.02
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 当前研究现状10-11
• 1.3 课题主要研究内容11
• 1.4 论文结构11-13
• 第二章 CCN体系结构研究13-19
• 2.1 CCN体系结构特点13-15
• 2.2 CCN中的包格式15-16
• 2.3 CCN的节点模型与转发机制16-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 网络编码综述19-29
• 3.1 网络编码的概念与基本原理19-20
• 3.2 网络编码的优势20-24
• 3.2.1 均衡流量20-21
• 3.2.2 提高带宽利用率21
• 3.2.3 提升吞吐量21-24
• 3.3 网络编码的不足24
• 3.4 网络编码的分类24-26
• 3.4.1 喷泉码25
• 3.4.2 随机线性编码25-26
• 3.4.3 系统码26
• 3.5 本章小结26-29
• 第四章 基于CCN的网络编码设计29-37
• 4.1 基于网络编码的CCN网络模型29-30
• 4.2 随机线性网络编码设计30-34
• 4.2.1 编码方式的选择30-31
• 4.2.2 chunk大小的选择31-33
• 4.2.3 CCN传输单元格式33
• 4.2.4 随机线性编码的编解码分析33-34
• 4.3 编解码流程34-36
• 4.4 本章小结36-37
• 第五章 基于网络编码的传输协议设计37-49
• 5.1 协议架构37-41
• 5.1.1 调度控制模块38-39
• 5.1.2 拥塞控制模块39
• 5.1.3 解码模块39-41
• 5.2 多源选择算法41-47
• 5.2.1 网络参数的定义41-42
• 5.2.2 层次分析方法建模42-46
• 5.2.3 接收端控制算法46-47
• 5.3 本章小结47-49
• 第六章 仿真平台实现并验证49-65
• 6.1 仿真平台介绍49-53
• 6.1.1 ndnSIM平台设计概览49-52
• 6.1.2 ndnSIM仿真模拟数据处理流程52-53
• 6.2 平台安装与实现53-57
• 6.2.1 安装53-54
• 6.2.2 实现54-57
• 6.3 仿真验证57-63
• 6.3.1 Chunk大小设定58-59
• 6.3.2 冗余分析59-61
• 6.3.3 吞吐率分析61-62
• 6.3.4 Chunk平均传输时延分析62-63
• 6.4 本章小结63-65
• 第七章 总结与展望65-67
• 7.1 总结65-66
• 7.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71

【共引文献】

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本文编号：332595