容延容断网络验证平台的设计与实现

发布时间：2017-07-26 12:22

  本文关键词：容延容断网络验证平台的设计与实现

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【摘要】：车联网、水下传感器网络、深空通信网络等具有长时延、连接频繁断开等特征,传统网络架构已不再适用,为此人们提出容延容断网络以适应这类网络的通信需求。DTN网络的关键问题包括移动模型、路由机制、拥塞控制策略、安全策略、能量消耗模型等,虽然已有大量的研究成果,但在模型、机制和方法等诸多方面仍有待完善。诸如卫星网络试验等验证方式成本高、部署复杂;而现有仿真验证系统和方法逼真度和可信度较低,难以对研究结果进行较好评估,从而制约了研究成果向实际应用的转化。为此,本论文主要做了以下工作:(1)分析了现有DTN网络验证方式的工作原理和优缺点,如试验床、集中式软件仿真ONE、基于网络实验平台仿真系统TUNIE。其中,基于ONE的集中式软件仿真是当前受欢迎的一种验证方式,但是缺少相关仿真模型和具体实现流程的说明文档,这就制约了研究人员对ONE的有效利用。因此,本文详细分析了ONE的仿真模型,包括仿真初始化流程、仿真运行流程、网络更新流程、路由更新流程等,整理出ONE仿真模型的详细说明,以便于其他研究者使用或后续改进。(2)在分析ONE实现原理的基础上,对ONE仿真模型中的一些关键环节进行改进,以提高仿真逼真度和可信度。针对路由更新流程,对建立发送连接的流程、需要消耗的时间,以及发送连接的通信方式等方面提出改进的方法;针对仿真场景的设置,分析了仿真场景相关参数的配置是否合理;针对ONE自带的报文产生器不能满足不同节点独立产生报文、适用于分布式仿真的需求,提出一种新的报文产生器模型;针对仿真时钟步长对仿真机时和仿真精度的约束,提出一种确定仿真时钟步长的方法。(3)JDTN是Bundle协议的软件实现,可以模拟DTN网络中节点“存储-携带-转发”报文的功能。JDTN仿真系统的部署存在运行环境不安全、硬件资源消耗大等问题,这些都不利于大规模节点的仿真。同时,JDTN本身不支持移动模型、报文产生器、仿真结果统计等功能,这些都需要通过手动操作。为了扩大仿真节点的规模,支持在普通实验室环境中灵活部署,提高仿真逼真度和可信度,本文提出了一种新的DTN网络验证方式——基于Docker的分布式仿真系统,并通过融合Docker容器虚拟化技术、ONE仿真软件、Bundle协议组件JDTN实现该仿真系统。
【关键词】：容延容断网络 仿真模型 ONE JDTN Docker
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN915.0
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 缩略词对照表10-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题背景和意义11-12
• 1.2 研究现状12-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 1.4 本文的结构安排14-15
• 第二章 容延容断网络及验证方式15-31
• 2.1 容延容断网络简介15-18
• 2.2 验证方式 1：试验床18-19
• 2.3 验证方式 2：软件仿真19-24
• 2.3.1 基于ONE的集中式软件仿真19-22
• 2.3.2 基于网格的分布式软件仿真22-24
• 2.4 验证方式 3：基于网络实验平台TUNIE的仿真系统24-26
• 2.4.1 网络实验平台TUNIE介绍24-25
• 2.4.2 基于TUNIE的DTN网络仿真系统25-26
• 2.5 现有验证方式的不足26-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第三章 ONE仿真模型分析及改进31-57
• 3.1 ONE的仿真模型分析31-41
• 3.1.1 仿真整体运行流程31-32
• 3.1.2 仿真初始化流程32-34
• 3.1.3 仿真运行流程34-36
• 3.1.4 网络模块更新流程36-38
• 3.1.5 路由模块更新流程38-41
• 3.2 ONE的仿真模型改进41-56
• 3.2.1 路由模块更新流程的改进41-46
• 3.2.2 报文产生器的模型46-51
• 3.2.3 仿真场景相关参数的配置51-52
• 3.2.4 仿真时钟步长的确定52-56
• 3.3 本章小结56-57
• 第四章 基于Docker的分布式仿真系统57-86
• 4.1 Bundle协议组件JDTN57-63
• 4.1.1 JDTN相关的命令58-61
• 4.1.2 JDTN的路由策略和部署61-63
• 4.1.3 JDTN的不足63
• 4.2 Docker开源项目介绍63-69
• 4.2.1 Docker项目简介63-65
• 4.2.2 Docker核心概念65-66
• 4.2.3 Docker核心技术66-67
• 4.2.4 Docker容器集群的通信方式67-69
• 4.3 仿真系统的设计与实现69-81
• 4.3.1 整体架构69-73
• 4.3.2 仿真系统的实现73-81
• 4.4 仿真系统的部署与测试81-85
• 4.5 本章小结85-86
• 第五章 总结与展望86-88
• 5.1 全文总结86-87
• 5.2 未来展望87-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-92
• 攻读硕士期间取得的研究成果92-93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 龚宇;李帅;李勇;苏厉;金德鹏;曾烈光;;基于云计算的网络创新实验平台[J];计算机工程;2012年24期

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本文编号：576377