上下文感知自治网络中基于业务感知的自治QoS系统的设计与实现

摘要

随着网络应用的发展，当前IP网络架构的弊端日益显现，对新型网络体系架构的研究也正在展开。网络自治化是其中的一个重要的研究方向。所谓自治化，指的足在网络体系结构的设计中加入自治化的网络功能实体，以便实现自感知，自管理，自配置，自优化等自治特性。随着互联网业务的不断丰富，业务感知成为自感知的一项重要内容。在自治化网络中引入业务感知技术，可使网络感知不同业务的特性和需求，从而使自治网络应用其自配置和自优化特性更好的保证业务的服务质量。
　　 本论文依托于国家863项目“广义上下文感知的自治网络体系结构模型研究”（CAANM），致力于自治化网络体系原型中自治QoS系统的设计与实现。本文参照区分服务模型，以自治为目的，在Linux系统上设计并实现了基于业务感知的自治QoS系统。该系统通过业务感知，业务反馈，自治标记器以及业务终端认证等功能实现了自治化网络的自感知，自配置，自管理，自优化等特性，从而能够更好保障业务的服务质量。
　　 本文首先介绍了基于业务感知的自治QoS系统中用到的相关技术，包括Linux流量控制框架，深度包检测，IP队列，IPv6对QoS的支持及其扩展头技术等。接着介绍了系统的总体结构和主要业务流程，然后描述了系统的设计与实现，包括总体架构，各模块的详细设计与实现等。最后介绍了系统在实际网络上测试的情况。
　　 论文最后对全文进行了总结，分析了存在的不足和进一步工作，并总结了本人在硕士研究生期间的工作和成果。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题研究内容

1.3 主要工作内容

1.4 论文结构

第二章 相关技术综述

2.1 Linux对QoS的支持

2.1.1 Linux流量控制框架

2.1.2 流量控制框架对QoS的支持

2.2 IP队列

2.3 Linux的即插即用支持

2.3.1 udev规则

2.4 公开密钥加密技术

2.5 IPv6对QoS的支持以及IPv6扩展头技术

2.5.1 IPv6对QoS的支持

2.5.2 IPv6扩展头

2.6 深度包检测

第三章 基于业务感知的自治QOS系统的总体功能

3.1 系统的整体结构

3.1.1 业务终端结点

3.1.2 边缘结点

3.1.3 核心结点

3.2 系统的总体功能

3.2.1 IPv6包拦截

3.2.2 业务感知

3.2.3 业务流参数的测量和统计

3.2.4 业务终端的身份认证

3.2.5 标记器

3.2.6 QoS队列的配置

第四章 基于业务感知的自治QOS系统的设计与实现

4.1 总体架构设计

4.2 主要模块设计

4.2.1 包拦截模块

4.2.2 端到端控制流处理模块

4.2.3 业务感知模块

4.2.4 业务参数统计与反馈丢包率模块

4.2.5 标记模块

4.2.6 认证模块

4.2.7 队列配置模块

第五章 基于业务感知的自治QOS系统的测试与分析

5.1 测试环境说明

5.1.1 测试床网络拓朴

5.1.2 测试所用软件说明

5.2 测试场景

5.2.1 功能测试

5.2.2 性能测试

5.2.3 白盒测试

第六章 结束语

6.1 全文总结

6.2 不足和下一步工作

6.3 研究生期间工作

6.3.1 mSpace网络带宽预测算法

6.3.2 广义上下文感知的自治网络体系结构模型的研究

6.3.3 硕士研究生期间提交的文档

参考文献

附录 缩略语表

致谢