收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

融合网络传输性能的优化

王献冠  
【摘要】:随着电信网、广播电视网以及互联网三网融合的进一步推进,各大运营商的业务互相渗透,衍生出了更加复杂的新业务,对网络系统提出了新的需求。对于广电运行商,有线电视网的双向网改造的日益深入和下一代广播电视网战略的进一步实施,用户的双向交互数据业务需求日益增加,使得对带宽资源的竞争也日益激烈。如何有效地利用已有的资源,保证业务的QoS需求,提高系统的传输效率,创造最大化的价值,是目前急迫需要解决的问题。 本文主要的研究目标在于定位融合网络环境下传输性能的瓶颈和影响因素的同时,提出适用于融合网络的解决方法与技术,着重解决IP over DVB封装协议和调度算法、传输控制协议TCP以及网络层与传输层协议报头优化在融合网络中面临的问题,对应的主要贡献和创新点总结如下所示。 首先研究IP over DVB封装协议和调度算法的优化,主要包括以下两点: 1.针对现有IP over DVB封装协议存在的硬件支持不好或者封装效率低下的问题,提出了一种兼容DSM-CC段格式的,支持将多个IP数据包在同一个封装段中传输的封装协议(高效段封装协议)。通过理论与实验证明该封装协议在保证一定灵活性的同时,与多协议封装相比,在实际实验场景中的封装效率平均提高1.4%,特别针对小数据包,如100字节的IP数据包,封装效率最大可由53.2%提升至95.7%。 2.针对DVB-C2下传统调度算法时延特性差和系统吞吐率下降的问题,提出了一种考虑DVB-C2链路容量可变且其数据调度与系统的传输效率紧耦合特点的两级调度模型,并在该模型的基础上,提出了考虑DVB-C2系统传输效率以及业务类型的二级调度算法。该模型与算法具有良好的时延特性、公平性和复杂度,而且仿真实验表明该模型与算法适用于链路容量变化的场景,与WRR等传统调度算法相比,更好的保证了业务的时延需求,系统的吞吐率提升了10.7%。 其次,研究融合网络传输控制协议TCP优化,主要贡献和创新点如下: 3.针对融合网络下传输控制协议TCP吞吐率降低的问题,提出了一种适用于融合网络的,基于区分数据包类型的分裂连接方法,并在有线电视网端采用了定制的TCP拥塞控制算法。仿真实验与分析表明本文所提算法与传统算法相比,具有更高的系统吞吐率。 4.为进一步提升融合网络中有线电视网端TCP性能和能够更好的满足业务QoS需求,提出了应用于有线电视网的,基于业务感知的跨层传输层协议优化方法:根据预分配的带宽以及业务的QoS需求,统计最小拥塞窗口,初始慢启动阈值以及最大拥塞窗口等参数。实验与分析表明,在带宽预分配网络环境中,与传统的TCP协议相比,所提算法在吞吐率、公平性、以及稳定性方面均有明显的提升,同时能够更好的满足业务的QoS需求。 最后,研究和解决网络层与传输层协议报头优化在融合网络中面临的问题: 5.为了减少IP/UDP协议报头冗余信息带来的额外开销,提高带宽利用率,结合传统报头压缩技术和融合网络的特点,提出了一种应用于HFC的IP/UDP报文传输优化方法,利用IP over DVB封装协议中reserved、MAC等字段或者逻辑通道定位方法等方式来唯一标识报文,压缩IP/UDP全部报头字段而不引入其他字段,提高了系统的报头压缩增益、时延增益、带宽增益以及封装效率,同时考虑终端不还原UDP/IP头部的情形,为终端提供灵活的接收方式。 6.针对TCP的SACK选项冗余信息的问题,为提升TCP性能,特别是非对称融合网络下的性能,提出了修正的自适应调整SACK机制,让SACK块描述字段大小根据网络实时特性进行自适应调整,并通过MA-SACK-Filtering机制,减少不必要的上行MA-SACK,最后通过仿真实验,验证了算法的有效性,与SACK算法相比,系统吞吐率最多提升了78.1%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李凯;薛一波;王春露;汪东升;;千兆网络入侵防御系统高速数据包处理的研究与实现[J];小型微型计算机系统;2006年09期
2 黄昆;张大方;;一种面向深度数据包检测的索引拆分Bloom过滤器[J];中国科学:信息科学;2010年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许利;缪玲娟;沈军;;串行数据接收通路的优化设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
2 袁方方;安宝宇;郑世慧;;基于Netfilter的内容过滤系统的研究与实现[A];第十三届中国科协年会第11分会场-中国智慧城市论坛论文集[C];2011年
3 魏家好;侯整风;;基于加速引擎提升防火墙性能[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
4 周鹏;郑康锋;;基于网络处理器高速深度检测防火墙的研究与设计[A];第十三届中国科协年会第11分会场-中国智慧城市论坛论文集[C];2011年
5 胡淮杨;郑康锋;;一种基于网络处理器的IPTV负载均衡方案[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
6 阮卫挺;马兆丰;;高速网络下的恶意流量检测研究[A];2010年全国通信安全学术会议论文集[C];2010年
7 彭钊;谷利泽;;一种小型网络入侵防御系统的研究与实现[A];2010年全国通信安全学术会议论文集[C];2010年
8 周泉;;矿区局域网的安全控制与病毒防治策略[A];煤矿自动化与信息化——第20届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第2届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2010年
9 刘明;张少波;党力明;;基于IXP1200的DDoS攻击防御系统设计与实现[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
10 张治洲;郑康锋;;一种高效的网络处理器资源访问算法[A];第十三届中国科协年会第11分会场-中国智慧城市论坛论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁博;面向深度处理的网络处理器体系结构研究[D];清华大学;2013年
2 郭林;基于Space Wire的空间数据网络关键技术研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
3 李锐;IP网业务识别关键技术研究[D];北京邮电大学;2010年
4 肖寅东;网络状态监测仪中丢包检测算法及其实现的关键问题研究[D];电子科技大学;2013年
5 林国庆;网络信息安全体系中关键技术的研究[D];西安电子科技大学;2009年
6 胥小波;新型蜜网体系结构及告警聚类的关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年
7 刘期烈;机会网络中路由机制与缓存管理策略研究[D];重庆大学;2012年
8 郭秀岩;面向多核的多层次实时网络数据流调度技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 国林;基于层次模型的数据容灾技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 孙伟;TCP友好性流媒体传输速率控制协议中若干问题的研究[D];东北大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何金龙;基于LINUX大规模TCP连接研究与设计[D];太原科技大学;2011年
2 李沛霖;基于IXA的网络信息流分析系统的设计[D];电子科技大学;2010年
3 李彬彬;基于流量特征的P2P应用分析与控制[D];北京交通大学;2010年
4 金瓯;基于TCP协议的网络数据流实时替换框架及实现[D];上海交通大学;2010年
5 李凯;千兆网络入侵防御系统包处理技术的研究[D];北京邮电大学;2006年
6 谢志远;基于组合公钥的IP安全通信系统[D];华南理工大学;2010年
7 聂黎敏;高速率网络环境下基于说话人识别的VoIP语音审计系统[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 孔玉;基于NetFPGA的动态可配置在线过滤技术研究与实现[D];济南大学;2011年
9 杨尚楠;IPv4/IPv6隧道安全应急处理的研究与实现[D];华南理工大学;2010年
10 任江宁;在线网络数据包高速采集器的设计与实现[D];西安电子科技大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 本报记者 张彤;802.11n新主流[N];网络世界;2010年
2 烽火网络;烽火DPI方案保障网络安全[N];通信产业报;2011年
3 本报记者 李映;SoC敲开微基站市场之门[N];中国电子报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978