IP网络流量整形系统研究与实现

发布时间：2017-08-22 07:11

  本文关键词：IP网络流量整形系统研究与实现

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【摘要】：随着以IP为基础的互联网的飞速发展和网络业务的极大丰富,网络应用对服务质量的需求与网络带宽资源间的矛盾日益加剧。越来越多的实时流媒体应用,如音频/视频会议、视频点播、在线游戏等,对网络带宽资源的要求在不断提高,同时大量的P2P应用也让本来就拥塞的网络更加不堪重负,导致许多关键性网络应用的服务质量得不到保障。所以如何管理非关键流量的带宽消耗,保障关键业务流的传输质量,成为了网络运维的重要目标,而网络流量整形正是实现这一目标的重要手段。论文针对网络中的TCP流量整形技术展开研究,主要包括以下工作:(1)研究了TCP的滑动窗口、窗口管理、流量控制、超时重传等机制与原理,分析了TCP吞吐率模型,调研了现有拥塞控制机制和流量控制方法,为本文提出的TCP流量整形方法提供了理论依据。(2)研究了如何在网络上的边界网关处对网络流量进行控制与整形,提出一种基于网络拥塞控制的TCP流量整形方法(TSNCC,Traffic Shaping method based on Network Congestion Control),用户能灵活地控制网络流量来保障关键业务流的传输速率,抑制非关键业务对网络带宽资源的消耗。(3)基于WinPcap框架实现了一个基于TCP拥塞控制方法的网络流量整形系统。该原型系统采用透明网桥方式运行,在实际网络环境中进行了部署验证,实现了IP网络流量整形的目的,达到了设计目标。本文通过理论分析和对比测试,验证了TSNCC流量整形方法的有效性和优势;通过实际部署验证,验证了原型系统的能力。测试结果表明,本文的方法和系统能够对指定的TCP流量进行有效的控制和整形。
【关键词】：流量控制 流量捕获 TCP效率模型 流量整形
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.06
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 研究工作的背景11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 论文主要研究内容13
• 1.4 本论文的结构安排13-15
• 第二章 TCP效率模型与网络流量控制研究15-38
• 2.1 TCP协议分析15-20
• 2.1.1 TCP滑窗机制16-17
• 2.1.2 TCP流量控制17-20
• 2.2 TCP效率模型20-23
• 2.2.1 Mathis模型20-21
• 2.2.2 Padhye模型21-23
• 2.3 网络流量控制23-30
• 2.3.1 队列管理技术23-27
• 2.3.2 分组调度技术27-30
• 2.3.3 流量整形技术30
• 2.4 网络流量整形的相关技术30-37
• 2.4.1 漏桶算法30-31
• 2.4.2 令牌桶算法31-32
• 2.4.3 TCP Rate Control(TCR)算法32-35
• 2.4.4 PostACK算法35-36
• 2.4.5 流量整形对网络流量效率的影响36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第三章 TCP流量整形的TSNCC方法设计38-53
• 3.1 TSNCC方法流程设计38-39
• 3.2 基于丢包控制的TCP流量整形39-44
• 3.2.1 丢包控制介绍39-41
• 3.2.2 丢包对TCP吞吐量影响分析41-42
• 3.2.3 丢包对TCP吞吐量数学分析42-44
• 3.3 基于延迟控制的TCP流量整形44-48
• 3.3.1 延迟控制介绍44-46
• 3.3.2 延迟对TCP吞吐量影响分析46
• 3.3.3 延迟对TCP吞吐量数学分析46-48
• 3.4 基于窗口控制的TCP流量整形48-51
• 3.4.1 窗口控制介绍48-50
• 3.4.2 窗口大小对TCP吞吐量影响分析50
• 3.4.3 窗口大小对TCP吞吐量数学分析50-51
• 3.5 TSNCC方法分析51-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第四章 网络流量整形系统设计与实现53-71
• 4.1 系统总体设计53-60
• 4.1.1 初始化模块54-55
• 4.1.2 透明网桥模块55-56
• 4.1.3 流量分类和统计模块56-59
• 4.1.4 流量整形模块59-60
• 4.2 系统实现60-70
• 4.2.1 关键数据结构60-63
• 4.2.2 系统主控函数实现63-64
• 4.2.3 透明网桥模块实现64-65
• 4.2.4 流量分类和统计模块实现65-66
• 4.2.5 流量整形模块实现66-70
• 4.3 本章小结70-71
• 第五章 实验与分析71-78
• 5.1 测试环境71
• 5.2 测试内容71-73
• 5.3 流量整形系统测试73-77
• 5.3.1 丢包控制的流量整形测试73-74
• 5.3.2 延迟控制的流量整形测试74-75
• 5.3.3 窗口控制的流量整形测试75-76
• 5.3.4 流量整形系统的整形效果76-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 结论与展望78-80
• 6.1 全文总结78-79
• 6.2 后续工作展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84

【参考文献】

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本文编号：717746