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中断容忍网络网络层协议研究

发布时间:2018-10-29 21:35
【摘要】:随着科技不断进步,技术不断革新,卫星网络越来越多的被投入到实际应用中来。在下一代互联网建设中,卫星通信网络是其重要的组成部分。但卫星网络具有链路时延大、误码率高、链路状态频繁变化、端到端路径可能长时间无法连通等特点。由于这样的特点不满足标准TCP/IP协议中关于网络特点的前提假设,无法直接将标准TCP/IP协议应用于卫星通信网络。为了在下一代互连网建设中使卫星网络融入其中,因此需要研究适用于卫星通信网络特点的网络协议。本文首先介绍了卫星网络的优势、典型应用、自身缺点及现有卫星通信网络;然后介绍了目前应用于卫星网络中的网络协议,包括CCSDS协议与Bundle协议中一些关键技术和特性。针对标准TCP/IP协议,详细分析了其直接应用于卫星通信网络时存在的问题及性能限制。针对卫星通信网络环境下使用TCP/IP协议存在的问题,本文提出了一种适用于卫星通信网络的网络协议DTN-IP协议。该协议加入了对节点位置信息的获取及利用,并使用数据存储发送机制,以适应卫星链路断续连通及一段时间内不存在端到端链路的特点。所提的网络层改进协议充分考虑到了网络中宝贵的连通时间,避免了大量链路状态信息的交互,降低了信令开销,提高了数据分组成功投递的概率。最后根据提出的DTN-IP网络协议,本文搭建了演示验证平台,并在Linux系统上进行实现。在实现方案中介绍了方案总体架构和协议软件主要功能模块。针对总体方案,设计了可直接反映性能优劣的多个测试脚本,并对各个脚本测试所得的参数与标准协议进行了对比分析,进而证明了实现方案的完整性和所提出的改进协议的性能优势。
[Abstract]:With the development of science and technology, more and more satellite networks have been put into practical application. In the next generation Internet construction, the satellite communication network is its important component. However, satellite networks are characterized by large link delay, high bit error rate, frequent changes in link state, and end-to-end paths that may not be connected for a long time. Because this characteristic does not satisfy the premise assumption of the standard TCP/IP protocol about the network characteristic, it can not directly apply the standard TCP/IP protocol to the satellite communication network. In order to integrate satellite network into the next generation interconnection network, it is necessary to study the network protocol suitable for satellite communication network. This paper first introduces the advantages, typical applications, shortcomings and existing satellite communication networks of satellite networks, and then introduces the network protocols used in satellite networks at present, including some key technologies and characteristics of CCSDS protocol and Bundle protocol. Aiming at the standard TCP/IP protocol, the problems and performance limitations of its direct application in satellite communication network are analyzed in detail. Aiming at the problem of using TCP/IP protocol in satellite communication network environment, this paper presents a network protocol DTN-IP protocol suitable for satellite communication network. The protocol includes the acquisition and utilization of node location information, and uses the data storage and transmission mechanism to adapt to the characteristics of the satellite link connected intermittently and the end-to-end link does not exist for a period of time. The proposed improved network layer protocol fully takes into account the valuable connection time in the network, avoids the interaction of a lot of link state information, reduces the signaling overhead, and improves the probability of successful delivery of data packets. Finally, according to the proposed DTN-IP network protocol, this paper built a demonstration verification platform, and implemented it on the Linux system. The overall architecture and the main function modules of the protocol software are introduced. According to the overall scheme, several test scripts are designed to reflect the performance directly, and the parameters of each script are compared with the standard protocol. Furthermore, the integrity of the scheme and the performance advantages of the proposed improved protocol are proved.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN915.04;TN927.2

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本文编号:2298895

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