IP网络流量整形系统研究与实现

摘要

随着以IP为基础的互联网的飞速发展和网络业务的极大丰富，网络应用对服务质量的需求与网络带宽资源间的矛盾日益加剧。越来越多的实时流媒体应用，如音频/视频会议、视频点播、在线游戏等，对网络带宽资源的要求在不断提高，同时大量的 P2P应用也让本来就拥塞的网络更加不堪重负，导致许多关键性网络应用的服务质量得不到保障。所以如何管理非关键流量的带宽消耗，保障关键业务流的传输质量，成为了网络运维的重要目标，而网络流量整形正是实现这一目标的重要手段。
　　论文针对网络中的TCP流量整形技术展开研究，主要包括以下工作：
　　(1)研究了TCP的滑动窗口、窗口管理、流量控制、超时重传等机制与原理，分析了TCP吞吐率模型，调研了现有拥塞控制机制和流量控制方法，为本文提出的TCP流量整形方法提供了理论依据。
　　(2)研究了如何在网络上的边界网关处对网络流量进行控制与整形，提出一种基于网络拥塞控制的TCP流量整形方法(TSNCC，Traffic Shaping method based on Network Congestion Control)，用户能灵活地控制网络流量来保障关键业务流的传输速率，抑制非关键业务对网络带宽资源的消耗。
　　(3)基于WinPcap框架实现了一个基于TCP拥塞控制方法的网络流量整形系统。该原型系统采用透明网桥方式运行，在实际网络环境中进行了部署验证，实现了IP网络流量整形的目的，达到了设计目标。
　　本文通过理论分析和对比测试，验证了TSNCC流量整形方法的有效性和优势；通过实际部署验证，验证了原型系统的能力。测试结果表明，本文的方法和系统能够对指定的TCP流量进行有效的控制和整形。

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第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要研究内容

1.4 本论文的结构安排

第二章 TCP效率模型与网络流量控制研究

2.1 TCP协议分析

2.2 TCP效率模型

2.3 网络流量控制

2.4 网络流量整形的相关技术

2.5 本章小结

第三章 TCP流量整形的TSNCC方法设计

3.1 TSNCC方法流程设计

3.2 基于丢包控制的TCP流量整形

3.3 基于延迟控制的TCP流量整形

3.4 基于窗口控制的TCP流量整形

3.5 TSNCC方法分析

3.6 本章小结

第四章 网络流量整形系统设计与实现

4.1 系统总体设计

4.2 系统实现

4.3 本章小结

第五章 实验与分析

5.1 测试环境

5.2 测试内容

5.3 流量整形系统测试

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献