智慧协同网络数据传输关键技术研究
发布时间：2022-10-03 18:17
随着互联网的部署规模迅猛扩张,互联网服务深入人们生活各个角落。与过去有线、静态的传统网络环境相比,高干扰、高动态的网络场景广泛出现。这对网络数据传输性能提出了严苛的需求,亦成为网络架构革新的主要推动力之一。智慧协同网络是一种全新设计的未来网络体系架构。它具有泛在缓存和族群适配的先进能力,赋予未来网络动态感知、自我调节的综合性、智能化功能,广泛适应未来网络性能、规模、移动性、安全性等更加复杂的需求。其中,高干扰、高动态网络场景下数据传输技术的性能、安全与协同,是智慧协同网络数据传输关键技术的核心子集,成为本文的研究重点。本文在全面调研和深入分析国内外研究现状的基础上,依托智慧协同网络设计思想,分别针对性能、安全和协同三个问题展开研究:第一,在高干扰网络环境中,现有端到端传输机制吞吐量低,而现有逐跳传输机制时延高,尚不存在一种兼备高吞吐量、低时延的高性能传输机制。第二,在高动态环境中,现有逐跳传输机制存在安全性设计缺陷,缺乏对链路洪泛攻击的防御能力。第三,在高干扰、高动态的复杂网络环境中,尚不存在一种完美适应该环境的传输机制,且现有传输机制之间缺乏协同实现高性能传输的方法。在这三个问题中,...
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
主要缩略语对照表
1 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景与研究现状
1.2.1 未来网络体系架构
1.2.2 智慧协同网络CoLoR协议体系
1.2.3 CoLoR传输层的设计挑战
1.2.4 现有数据传输机制
1.3 提出问题与研究意义
1.4 论文主要工作与创新点
1.5 论文组织结构
2 高干扰环境面向数据流的逐跳传输机制
2.1 引言
2.1.1 EF-TP的速率问题
2.1.2 HC-TP的时延问题
2.2 总体设计
2.2.1 控制模型
2.2.2 内容标识体系
2.2.3 优先级转发
2.2.4 单路由规则
2.3 可靠性控制机制
2.3.1 逐跳可靠性控制
2.3.2 端到端可靠性控制
2.4 拥塞控制机制
2.4.1 逐跳拥塞避免
2.4.2 逐跳拥塞缓冲
2.4.3 端到端拥塞恢复
2.5 仿真结果与性能评估
2.5.1 原型系统的设计与部署
2.5.2 流开始时延
2.5.3 流结束时延
2.5.4 带宽利用率
2.5.5 带宽公平性
2.5.6 缓存开销
2.5.7 经济开销
2.6 本章小结
3 高动态环境传输安全防御机制
3.1 引言
3.1.1 高动态环境中链路洪泛攻击的新特点
3.1.2 现有防御机制的失效
3.1.3 僵尸网络分布的不均匀性
3.2 主动防御机制
3.2.1 攻击检测
3.2.2 攻击溯源
3.2.3 流量标记
3.2.4 流量拦截
3.3 被动防御机制
3.3.1 日常时段流量监测
3.3.2 攻击时段源域身份识别
3.3.3 攻击时段源域流量过滤
3.4 有效性分析与评估
3.4.1 测试系统的设计与部署
3.4.2 LFA暴露时间的验证
3.4.3 主动防御的有效性
3.4.4 被动防御的有效性
3.4.5 被动防御的防御效率
3.4.6 被动防御的附带损伤
3.4.7 被动防御的攻击成本
3.5 本章小结
4 高干扰高动态复杂环境协同传输方法
4.1 引言
4.1.1 传输兼容问题
4.1.2 传输互联问题
4.2 并行兼容方法
4.2.1 数据包格式
4.2.2 优先级队列
4.2.3 路由器架构
4.3 串行互联方法
4.3.1 协议栈设计
4.3.2 传输机制互联方案
4.3.3 传输机制切换方案
4.4 仿真结果与性能评估
4.4.1 测试系统的设计与部署
4.4.2 并行兼容方法的有效性
4.4.3 并行兼容方法在高干扰环境中的性能
4.4.4 并行兼容方法对常规并发服务的支持
4.4.5 并行兼容方法的服务质量
4.4.6 链路永久中断时的传输性能
4.4.7 链路间歇中断时的传输性能
4.4.8 高动态场景中的缓存完整性
4.4.9 高动态场景中的缓存利用率
4.4.10 串行互联方法的传输性能
4.4.11 串行互联方法的动态全局最优
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 未来研究工作展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]智慧协同网络系统及应用[J]. 张宏科. 北京交通大学学报. 2016(04)
[2]CoLoR网络体系与传统互联网的一种过渡方案[J]. 胡梦春,王兆旭,罗洪斌,陈功. 电信科学. 2015(12)
[3]智慧协同网络体系基础研究[J]. 张宏科,罗洪斌. 电子学报. 2013(07)
[4]关于下一代互联网“十二五”发展建设的意见[J]. 信息技术与信息化. 2012(02)
[5]深空通信DTN应用研究[J]. 叶建设,宋世杰,沈荣骏. 宇航学报. 2010(04)
博士论文
[1]智慧协同网络下基于需求感知的资源适配方法研究[D]. 徐雅琨.北京交通大学 2017
[2]智慧协同网络基于路径标识的路由体系及安全性研究[D]. 陈哲.北京交通大学 2016
[3]智慧协同网络中缓存机制与算法研究[D]. 张萌.北京交通大学 2015
本文编号：3684580
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
主要缩略语对照表
1 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景与研究现状
1.2.1 未来网络体系架构
1.2.2 智慧协同网络CoLoR协议体系
1.2.3 CoLoR传输层的设计挑战
1.2.4 现有数据传输机制
1.3 提出问题与研究意义
1.4 论文主要工作与创新点
1.5 论文组织结构
2 高干扰环境面向数据流的逐跳传输机制
2.1 引言
2.1.1 EF-TP的速率问题
2.1.2 HC-TP的时延问题
2.2 总体设计
2.2.1 控制模型
2.2.2 内容标识体系
2.2.3 优先级转发
2.2.4 单路由规则
2.3 可靠性控制机制
2.3.1 逐跳可靠性控制
2.3.2 端到端可靠性控制
2.4 拥塞控制机制
2.4.1 逐跳拥塞避免
2.4.2 逐跳拥塞缓冲
2.4.3 端到端拥塞恢复
2.5 仿真结果与性能评估
2.5.1 原型系统的设计与部署
2.5.2 流开始时延
2.5.3 流结束时延
2.5.4 带宽利用率
2.5.5 带宽公平性
2.5.6 缓存开销
2.5.7 经济开销
2.6 本章小结
3 高动态环境传输安全防御机制
3.1 引言
3.1.1 高动态环境中链路洪泛攻击的新特点
3.1.2 现有防御机制的失效
3.1.3 僵尸网络分布的不均匀性
3.2 主动防御机制
3.2.1 攻击检测
3.2.2 攻击溯源
3.2.3 流量标记
3.2.4 流量拦截
3.3 被动防御机制
3.3.1 日常时段流量监测
3.3.2 攻击时段源域身份识别
3.3.3 攻击时段源域流量过滤
3.4 有效性分析与评估
3.4.1 测试系统的设计与部署
3.4.2 LFA暴露时间的验证
3.4.3 主动防御的有效性
3.4.4 被动防御的有效性
3.4.5 被动防御的防御效率
3.4.6 被动防御的附带损伤
3.4.7 被动防御的攻击成本
3.5 本章小结
4 高干扰高动态复杂环境协同传输方法
4.1 引言
4.1.1 传输兼容问题
4.1.2 传输互联问题
4.2 并行兼容方法
4.2.1 数据包格式
4.2.2 优先级队列
4.2.3 路由器架构
4.3 串行互联方法
4.3.1 协议栈设计
4.3.2 传输机制互联方案
4.3.3 传输机制切换方案
4.4 仿真结果与性能评估
4.4.1 测试系统的设计与部署
4.4.2 并行兼容方法的有效性
4.4.3 并行兼容方法在高干扰环境中的性能
4.4.4 并行兼容方法对常规并发服务的支持
4.4.5 并行兼容方法的服务质量
4.4.6 链路永久中断时的传输性能
4.4.7 链路间歇中断时的传输性能
4.4.8 高动态场景中的缓存完整性
4.4.9 高动态场景中的缓存利用率
4.4.10 串行互联方法的传输性能
4.4.11 串行互联方法的动态全局最优
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 未来研究工作展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]智慧协同网络系统及应用[J]. 张宏科. 北京交通大学学报. 2016(04)
[2]CoLoR网络体系与传统互联网的一种过渡方案[J]. 胡梦春,王兆旭,罗洪斌,陈功. 电信科学. 2015(12)
[3]智慧协同网络体系基础研究[J]. 张宏科,罗洪斌. 电子学报. 2013(07)
[4]关于下一代互联网“十二五”发展建设的意见[J]. 信息技术与信息化. 2012(02)
[5]深空通信DTN应用研究[J]. 叶建设,宋世杰,沈荣骏. 宇航学报. 2010(04)
博士论文
[1]智慧协同网络下基于需求感知的资源适配方法研究[D]. 徐雅琨.北京交通大学 2017
[2]智慧协同网络基于路径标识的路由体系及安全性研究[D]. 陈哲.北京交通大学 2016
[3]智慧协同网络中缓存机制与算法研究[D]. 张萌.北京交通大学 2015
本文编号：3684580
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