双栈环境下多出口链路选优技术的研究与应用

发布时间：2017-05-23 06:25

  本文关键词：双栈环境下多出口链路选优技术的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着计算机网络与信息技术的发展和广泛应用,人们对网络的性能与服务质量提出了更高的要求。针对IPv4网络技术存在的固有缺陷,IPV6网络技术应运而生,经过多年的研究与发展,IPV6互联网络逐渐开始商用部署,如今,Internet互联网形成了IPv4与IPV6共存的局面。由于国内互联网存在多运营商提供服务的现状,不同运营商网络的互联互通和网络信息资源的不均衡分布给用户的入网体验带来了挑战。园区网络大多采用了接入多个不同运营商网络的方式来改善网络的访问性能,但同时也面临着出口链路的选择和流量在不同链路上负载均衡的问题。如何在IPv4/IPv6双协议栈环境下实现多出口链路选优己成为目前提高网络访问性能所迫切要解决的问题。 论文对网络性能探测方法、探测过程、性能评价指标等方面进行了研究与分析,论述了DNS域名解析的工作原理和基于ICMP、TCP、HTTP/HTTPS协议的网络性能探测方法,提出了一种支持双协议栈的多出口链路网络访问选优的实现框架,即以改进的DNS域名优化解析服务器为核心组件,对访问目标域名解析的IP地址列表与出口链路构成的组合,通过基于应用层的性能探测得出通过各个组合访问目标域名的网络时延、延时抖动、丢包率、DNS解析时间、连接建立时间、数据传输时间以及数据传输速率等网络性能衡量参数,并对其进行归一化处理,结合论文提出的多参数融合为综合性能衡量指标的算法,选取访问目标域名的最佳可用IP地址和生成最佳出口链路路由。接着,对多出口链路选优系统进行了设计与代码实现,并完成了系统的可视化管理和结果展示部分。 最后,通过选取有代表性的测试样本网站,从北京交通大学校园网不同出口链路分别访问样本网站,对访问的平均连接建立时间、数据传输时间和数据传输速率进行对比分析,得出从不同出口链路访问同一样本网站存在性能差异。然后比较了普通方式和选优方式下访问样本网站的DNS解析时间、连接建立时间、数据传输时间等网络性能衡量参数,通过对这些参数的对比与分析,验证了论文所实现的选优系统能在一定程度上对网络访问性能有所改善。
【关键词】：双协议栈 多出口链路 DNS选优解析 网络出口选择 网络性能
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.04
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-18
• 1.1 选题背景12-13
• 1.1.1 IPv6的商业部署12
• 1.1.2 IPv4/IPv6双协议栈的应用12-13
• 1.1.3 多链路接入的应用13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.3 研究意义16-17
• 1.3.1 理论意义16
• 1.3.2 现实意义16-17
• 1.4 论文组织结构17-18
• 2 双协议栈多出口链路选优基础18-30
• 2.1 IPv4/IPv6与双协议栈18-21
• 2.1.1 IPv4与IPV618-19
• 2.1.2 IPv4/IPv6双协议栈19-21
• 2.2 多链路接入21-22
• 2.3 DNS域名解析22-25
• 2.3.1 DNS域名系统22-23
• 2.3.2 BIND域名系统23
• 2.3.3 域名解析过程23-25
• 2.4 网络性能探测25-29
• 2.4.1 基于网络层ICMP协议的性能探测26
• 2.4.2 基于传输层TCP协议的性能探测26-28
• 2.4.3 基于应用层HTTP协议的网络探测28-29
• 2.5 链路出口路由29
• 2.6 本章小结29-30
• 3 双协议栈多出口链路选优关键技术30-40
• 3.1 网络性能探测30-34
• 3.1.1 基于httplib实现的HTTP/HTTPS客户端协议32
• 3.1.2 基于PycURL实现的Web服务质量探测32-34
• 3.2 网络性能探测指标34-35
• 3.3 网络性能综合衡量参数35-37
• 3.4 选优DNS解析37-39
• 3.4.1 Python Twisted介绍37-38
• 3.4.2 基于Twisted的选优DNS域名解析服务器38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 4 链路选优系统设计与实现40-59
• 4.1 系统设计方案概述40-41
• 4.2 系统概要设计41-42
• 4.3 系统实验环境介绍42-47
• 4.3.1 网络环境配置42-43
• 4.3.2 Python编程语言43-44
• 4.3.3 Django框架44
• 4.3.4 Nginx与uWSGI44-45
• 4.3.5 MySQL数据库45-46
• 4.3.6 操作系统及系统配置46-47
• 4.4 系统实现47-58
• 4.4.1 数据表及字段含义47-49
• 4.4.2 DNS域名解析模块49-51
• 4.4.3 探测与选优模块51-56
• 4.4.4 路由更新模块56-57
• 4.4.5 可视化管理模块57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 5 出口链路选优与普通方式访问性能对比59-68
• 5.1 样本网站选取59
• 5.2 不同网络出口访问性能对比59-62
• 5.3 选优DNS与普通解析时间对比62-63
• 5.4 采用多链路选优与普通访问方式对比63-67
• 5.5 本章小结67-68
• 6 总结与展望68-70
• 6.1 工作总结68
• 6.2 未来工作展望68-70
• 参考文献70-73
• 附录A73-76
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果76-78
• 学位论文数据集78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张冬艳;胡铭曾;张宏莉;;基于测量的网络性能评价方法研究[J];通信学报;2006年10期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 邱全杰;基于IPv6的校园网技术升级及性能测量研究[D];重庆大学;2012年

  本文关键词：双栈环境下多出口链路选优技术的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：387056