向量网支持的SCTP多路径网络传输的设计与实现

发布时间：2017-04-30 04:14

  本文关键词：向量网支持的SCTP多路径网络传输的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着通信技术的多样化发展,业务对网络资源的需求越来越多,用户对网络服务质量要求也越来越高,因此必须充分地利用网络中的资源,使网络的传输性能得到提升,以满足在不同的网络环境条件下用户对服务质量的要求。传统的TCP/IP网络下的单路径传输的方式,在有些场合已不能满足人们对网络服务质量的需求。流控制传输协议SCTP的出现为我们提供了改进网络性能的方法。SCTP继承了TCP、UDP以及各种主流改进版本的所有功能并弥补了它们的一些不足,同时还具备一些更适宜数据健壮传输的新特点,多宿主特性就是其主要特点之一。SCTP的多宿允许关联的端口绑定多个网络地址,这种绑定允许数据通过不同路径从发送端发送到接收端,从而提高了SCTP偶联的可靠性。SCTP多路径传输网络能够通过路径失败的切换机制来提升网络传输的鲁棒性。用SCTP取代TCP来承载网络的端到端传输业务已成为众多研究者研究的热点。然而,IP网络不能很好支持多路径传输,极大地限制了SCTP的设计初衷,为此我们结合向量网(VN)试图改进网络传输性能。VN是一种分形体系结构的、以向量地址为基础的新型数据通信网,它对应着OSI七层网络模型的第三层——网络层,它用一种新的交换地址,称之为向量地址。向量网是一种安全、可靠、可控并支持QoS的承载和业务独立的网络,是一种在研究下一代网络的大背景下应运而生的全新的网络体系。VN本身的多路径特性决定了其比IP更好地支持多路径传输。因此,在设计多路径传输网络时,本文在分析和总结SCTP特点的基础上,结合向量网的特征,提出了将二者有机结合的设想。本文对SCTP协议结构、特性进行了分析研究,阐述了当前IP网络环境下的SCTP协议性能受到了限制。在此基础上,结合了向量地址的无限多值性、安全性高、轻连接等优点,提出了VN网络对SCTP的支持,设计了SCTP/VN多路径传输网络,分析了向量网环境下的SCTP多路径抵抗单点故障性能的优势。在Dijkstra最短路径算法的基础上,增加了代价修正,获取多条保持一定距离的路径。针对向量地址的无限多值性,本文提出了用多条路径轮流扫描发送的方法来传输数据,代替标准的SCTP的一条主路径传输数据的方式,以丢失数据包得到快速重传。为了进一步提升多路径传输网络的鲁棒性,提出了增量路由以及对故障检测和路径切换机制的改进。本文针对路径发生故障的情况下对提出的故障检测和处理方法进行了VC++仿真,仿真结果表明,提出的方法能够减少由于通信路径故障带来的数据包丢失以及延时,可较好地改善网络的传输性能。
【关键词】：SCTP 向量网 多路径 向量地址 SCTP/VN 单点故障
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN915.02
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 1 绪论12-16
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-14
• 1.3 论文的研究内容14
• 1.4 论文的组织结构结构14-16
• 2 SCTP协议概述16-28
• 2.1 SCTP的体系结构17-21
• 2.1.1 启动(INIT)块的格式19-20
• 2.1.2 选择证实数据块(SACK)的格式20
• 2.1.3 Heartbeat请求数据块(HEARTBEAT)的格式20
• 2.1.4 Heartbeat证实(HEARTBEAT-ACK)数据块的格式20-21
• 2.2 SCTP主要特性21-25
• 2.2.1 多宿主(Multi-homing)特性21-22
• 2.2.2 多流特性22-23
• 2.2.3 安全特性23-24
• 2.2.4 路径故障检测与切换机制24-25
• 2.2.5 SCTP拥塞控制机制25
• 2.3 SCTP与TCP、UDP的区别25-26
• 2.4 本章小结26-28
• 3 向量网体系概述28-41
• 3.1 向量网的网络地址与交换方法29-35
• 3.1.1 向量网的地址编码方法29-31
• 3.1.2 向量包格式定义31-33
• 3.1.3 向量地址交换方法33-35
• 3.2 向量网络的数据面35
• 3.3 向量网的特点35-39
• 3.3.1 分形特征36
• 3.3.2 对象的封装性36
• 3.3.3 向量网的轻连接特性36-37
• 3.3.4 向量地址的特性分析37-39
• 3.4 向量网的向量连接39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 4 SCTP/VN多路径传输网络设计41-52
• 4.1 VN对SCTP的支持41-42
• 4.2 向量连接的多径路由42-43
• 4.3 VN与IP网络环境下多路径对抗单点故障性能比较43-45
• 4.3.1 IP网络局限性对SCTP多路径对抗单点故障的性能影响43-44
• 4.3.2 VN网络对SCTP多路径抵抗单点故障性能的提高44-45
• 4.4 对SCTP传输方法的改进45-51
• 4.4.1 初始主路径的选择45-49
• 4.4.2 故障检测与故障路径丢弃机制49-50
• 4.4.3 增量路由50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 基于SCTP/VN多路径的功能的仿真实现52-58
• 5.1 VS仿真52-53
• 5.1.1 仿真环境52
• 5.1.2 仿真方法52-53
• 5.2 多路径传输网络建立与数据扫描传输53-54
• 5.3 多路径传输网络路径故障的检测与处理54-56
• 5.4 结果分析56
• 5.5 本章小结56-58
• 6 总结与展望58-60
• 参考文献60-63
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果63-65
• 学位论文数据集65

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