空间信息网络规模化链路模拟器的设计与实现
发布时间：2021-01-29 04:07
相比地面网络,空间信息网络的传输链路具有传播延时长,误码率高和链路易中断等特点。并且随着空间技术的发展、卫星节点数量的增长以及网络服务需求的增加,空间信息网络的网络规模也随之越来越庞大。现有的一些研究工作表明,地面成熟的网络技术若直接运用于空间信息网络,难以发挥其作用。因此,针对空间信息网络的测试、验证及评估迫切需要建立一个真实可靠的模拟实验环境,而链路模拟则是此类环境构建中的一个关键性的技术。链路模拟技术也被广泛地应用于一些仿真环境的构建中。链路模拟器经过了几十年的发展,已经具有一定的成熟度,但是将现如今的一些链路模拟器直接运用于空间信息网络的模拟,仍然存在一些不足。因此需要设计出一款能够更好地应用于空间信息网络的链路模拟器。本文设计出了一款能够运用于空间信息网络的链路模拟器。该链路模拟器主要分为三个模块:链路模拟模块、带宽分配模块以及带宽扩展模块。链路模拟模块通过对Traffic Control（TC）和iptables的改善,在原有TC只能模拟单条链路的链路特性的基础上,实现了对空间信息网络中多链路的链路特性的模拟。带宽分配模块利用软件定义网络（Software Defined ...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３链路模拟器集中式结构??传统的链路模拟技术已经发展的十分成熟，并且现有的链路模拟器种类繁多，各种??链路模拟器都能够根据需求模拟出地面网络中链路所需要的时延、丢包和带宽等链路特??性
由上图的结果可以知道，３节点间ｈｉ和ｈ２及ｈｉ和ｈ３之间分别设置了?５００ｍｓ的延??时和２０％的丢包以及１０００ｍｓ的延时和１０％的丢包。而最后得到的模拟结果为５００．２３２ｍｓ??延时、１８％的丢包和丨０００．２０９ｍｓ延时、１０％的丢包，模拟结果与设置结果基本相同，存??在较小的误差。因此链路模拟器模块能够实现对空间信息网络中多节点间链路的不同时??延和丢包的模拟，保障／链路模拟器最基本的功能。??２．３本章小结??本章首先介绍了链路模拟器的基本结构和模块组成，链路模拟器主要是由链路模拟??模块、带宽分配模块和带宽扩展模块三部分组成，然后详细介绍了链路模拟器的基本工??作流程。接着详细介绍了链路模拟器中的链路模拟模块的实现原理和实现方法，该模块??是链路模拟器的核心模块。最后对链路模拟模块的功能进行简单的验证，结果表明该模??块能够实现对网络中多条链路的不同链路特性进行模拟，为后续模块的实现提供了基本??。??
ＳＤＮ的特点可以总结为以下三个方面：??（１）转控分离??控制平面在控制器上，负责协议计算，产生流表；而转发平面在网络设备上。??（２）集中控制??网络单元通过控制器集中管理和下发流表，此时不需要对设备进行逐一操作，只需??要对控制器进行配置即可。??（３）开放接口??第三方的应用只需要通过编程方式自定义一个新的网络功能，然后直接运行在控制??器上。??ＳＤＮ由下至上分为数据平面、控制平面和应用平面。数据平面与控制平面之间通过??南向接口进行数据通信，目前主要采用ＯｐｅｎＦｌｏｗＭｌ协议。数据平面是系统的执行单元，??一方面向控制平面上报网络状态信息，另一方面接收控制平面下发的信息。数据平面主??要由交换机以及一些通用硬件组成，交换机中存储着各设备通信的ＳＤＮ流表１３｜１，而各??
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向天地一体化信息网络的卫星链路仿真研究[J]. 刘渊,张浩,叶海洋,李剑锋,王晓锋,张桂珠. 通信学报. 2018(04)
[2]卫星链路延时模拟器设计与实现[J]. 吕朋泽,乔庐峰,陈庆华,陈倩,梅立春. 通信技术. 2017(04)
[3]对中国建设天、空、地一体化信息网络的几点认识[J]. 顾学迈,赵康僆,贾敏,张乃通. 中兴通讯技术. 2016(04)
[4]OpenFlow交换机流表转发设计与实现[J]. 张俊帅,杨昊. 中国计量学院学报. 2015(03)
[5]基于SDN的链路聚合在信号系统安全数据网中的仿真测试[J]. 马婕,闫连山,李赛飞. 铁道通信信号. 2015(08)
[6]对建设我国“天地一体化信息网络”的思考[J]. 张乃通,赵康僆,刘功亮. 中国电子科学研究院学报. 2015(03)
[7]空间激光通信进展及在天基网中应用构想[J]. 常呈武,程砾瑜,罗丹,杨森. 飞行器测控学报. 2015(02)
[8]软件定义网络（SDN）研究进展[J]. 张朝昆,崔勇,唐翯翯,吴建平. 软件学报. 2015(01)
[9]天线指向不精确时的GMR-1卫星同步[J]. 刘乃金,钱晋希,陈东,杨京辉,袁骥德. 北京邮电大学学报. 2014(05)
[10]linux下启用ip转发功能[J]. 晓亮. 计算机与网络. 2013(23)
博士论文
[1]空间信息网高性能路由协议研究[D]. 刘小跃.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]面向空间信息网络的LTP协议性能研究[D]. 张文瑞.南京大学 2018
[2]基于SDN的空间信息网络路由协议半实物仿真研究[D]. 陆天舆.南京大学 2018
[3]面向空间网络的星地链路模拟器设计与实现[D]. 王会强.国防科学技术大学 2015
[4]空间信息网络路由算法与协议体系研究[D]. 金麟.西安电子科技大学 2014
本文编号：3006244
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３链路模拟器集中式结构??传统的链路模拟技术已经发展的十分成熟，并且现有的链路模拟器种类繁多，各种??链路模拟器都能够根据需求模拟出地面网络中链路所需要的时延、丢包和带宽等链路特??性
由上图的结果可以知道，３节点间ｈｉ和ｈ２及ｈｉ和ｈ３之间分别设置了?５００ｍｓ的延??时和２０％的丢包以及１０００ｍｓ的延时和１０％的丢包。而最后得到的模拟结果为５００．２３２ｍｓ??延时、１８％的丢包和丨０００．２０９ｍｓ延时、１０％的丢包，模拟结果与设置结果基本相同，存??在较小的误差。因此链路模拟器模块能够实现对空间信息网络中多节点间链路的不同时??延和丢包的模拟，保障／链路模拟器最基本的功能。??２．３本章小结??本章首先介绍了链路模拟器的基本结构和模块组成，链路模拟器主要是由链路模拟??模块、带宽分配模块和带宽扩展模块三部分组成，然后详细介绍了链路模拟器的基本工??作流程。接着详细介绍了链路模拟器中的链路模拟模块的实现原理和实现方法，该模块??是链路模拟器的核心模块。最后对链路模拟模块的功能进行简单的验证，结果表明该模??块能够实现对网络中多条链路的不同链路特性进行模拟，为后续模块的实现提供了基本??。??
ＳＤＮ的特点可以总结为以下三个方面：??（１）转控分离??控制平面在控制器上，负责协议计算，产生流表；而转发平面在网络设备上。??（２）集中控制??网络单元通过控制器集中管理和下发流表，此时不需要对设备进行逐一操作，只需??要对控制器进行配置即可。??（３）开放接口??第三方的应用只需要通过编程方式自定义一个新的网络功能，然后直接运行在控制??器上。??ＳＤＮ由下至上分为数据平面、控制平面和应用平面。数据平面与控制平面之间通过??南向接口进行数据通信，目前主要采用ＯｐｅｎＦｌｏｗＭｌ协议。数据平面是系统的执行单元，??一方面向控制平面上报网络状态信息，另一方面接收控制平面下发的信息。数据平面主??要由交换机以及一些通用硬件组成，交换机中存储着各设备通信的ＳＤＮ流表１３｜１，而各??
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向天地一体化信息网络的卫星链路仿真研究[J]. 刘渊,张浩,叶海洋,李剑锋,王晓锋,张桂珠. 通信学报. 2018(04)
[2]卫星链路延时模拟器设计与实现[J]. 吕朋泽,乔庐峰,陈庆华,陈倩,梅立春. 通信技术. 2017(04)
[3]对中国建设天、空、地一体化信息网络的几点认识[J]. 顾学迈,赵康僆,贾敏,张乃通. 中兴通讯技术. 2016(04)
[4]OpenFlow交换机流表转发设计与实现[J]. 张俊帅,杨昊. 中国计量学院学报. 2015(03)
[5]基于SDN的链路聚合在信号系统安全数据网中的仿真测试[J]. 马婕,闫连山,李赛飞. 铁道通信信号. 2015(08)
[6]对建设我国“天地一体化信息网络”的思考[J]. 张乃通,赵康僆,刘功亮. 中国电子科学研究院学报. 2015(03)
[7]空间激光通信进展及在天基网中应用构想[J]. 常呈武,程砾瑜,罗丹,杨森. 飞行器测控学报. 2015(02)
[8]软件定义网络（SDN）研究进展[J]. 张朝昆,崔勇,唐翯翯,吴建平. 软件学报. 2015(01)
[9]天线指向不精确时的GMR-1卫星同步[J]. 刘乃金,钱晋希,陈东,杨京辉,袁骥德. 北京邮电大学学报. 2014(05)
[10]linux下启用ip转发功能[J]. 晓亮. 计算机与网络. 2013(23)
博士论文
[1]空间信息网高性能路由协议研究[D]. 刘小跃.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]面向空间信息网络的LTP协议性能研究[D]. 张文瑞.南京大学 2018
[2]基于SDN的空间信息网络路由协议半实物仿真研究[D]. 陆天舆.南京大学 2018
[3]面向空间网络的星地链路模拟器设计与实现[D]. 王会强.国防科学技术大学 2015
[4]空间信息网络路由算法与协议体系研究[D]. 金麟.西安电子科技大学 2014
本文编号：3006244
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