基于虚电路的微通信元系统架构的QoS建模研究

摘要

实用的网络体系结构都是层次结构,目前互联网使用的主流网络体系是TCP/IP。由于最初的TCP/IP协议栈本来就是为了窄带文本数据而开发的,但是随着全球互联网的蓬勃发展,人们对网络的利用和依赖的增加,各种新的网络服务不断涌现,从而对网络的性能提出了更高的要求,TCP/IP层次网络体系所带来的矛盾也不断突出。现在对网络体系结构的研究表现在两个方面:一、是在TCP/IP体系结构上进行改进,难以解决层次结构自身存在的问题。二、是针对现在网络通信技术发展的特点,结合网络应用的需要,进行新型网络体系结构的研究,这是解决层次网络体系结构存在问题的根本途径。本文介绍了一种新型的网络体系结构——服务元网络体系结构,分析了服务元网络体系结构的特点、节点模型、服务元的定义以及提供的服务等,并引出了微通信元系统架构。因为基于虚电路的通信方式比基于数据报的通信方式能更好地保证网络的QoS、能更好地对网络进行安全控制,因此在微通信元系统架构中采用了虚电路的通信方式,文中对基于虚电路的的QoS进行了深入细致的分析和研究,在此基础上,本文系统地介绍了Petri网和着色Petri网的数学定义以及应用范围,着重利用着色Petri网和仿真工具CPNTools,对微通信元系统架构的虚电路通信进行了建模分析,并进行了详细的仿真分析和状态空间分析;同时,详细介绍了在微通信元系统架构中的间隙整形算法,对此进行仿真和状态空间分析,得出结论,进一步证实间隙整形算法的有效性、正确性。最后,文章对目前工作作了总结,并分析了其中的不足,提出了下一步要做的工作。本论文的重点:使用着色Petri网和CPNTools建模工具,一、对在微通信元系统架构中,采用虚电路进行数据通信的方式,进行了建模分析验证,得出了结论;二、对其中保证我们网络的QoS的通信量整形的关键算法:间隙整形算法,进行了建模分析和验证,得出了结论。

目录

中文摘要

Abstract

缩略语

第一章 引言

1.1 课题背景

1.2 课题任务简介及本人工作

1.3 本论文结构

第二章 服务元网络体系结构和微通信元系统架构

2.1 现有层次网络体系结构存在的问题

2.2 国外网络体系结构相关研究介绍

2.3 服务元网络体系结构

2.3.1 服务元网络体系结构的节点模型

2.3.2 服务元网络体系结构中的网络地址

2.3.3 服务功能元素和服务

2.3.4 服务元的分类定义

2.4 微通信元系统架构

2.4.1 微通信元系统架构的参考模型

2.4.2 微通信元系统架构中的网络地址

2.4.3 基于虚电路的微通信元系统架构的包格式

2.4.4 微通信元系统架构中的MTU

2.5 层次网络体系结构向服务元网络体系结构的过渡

2.6 服务元网络体系结构的扩展性

2.7 本章小结

第三章 基于虚电路的微通信元系统架构的QoS

3.1 微通信元系统架构的虚电路通信

3.1.1 虚电路标识的分配方法

3.1.2 对虚电路的微通信元系统架构中的服务类型的讨论

3.1.3 基于虚电路的微通信元系统架构的网络拓扑图

3.1.4 微通信元系统架构的虚电路通信的工作原理

3.2 各种网络体系结构对QoS 的支持及其特点

3.2.1 现有TCP/IP 网络和其他的层次结构网络对QoS 支持及其特点

3.2.2 基于虚电路的微通信元系统架构对QoS 的支持

3.3 基于虚电路的微通信元系统架构的QoS 间隙整形算法

3.3.1 通信量整形的必要性及现有的两种通信量整形的算法

3.3.2 间隙整形算法的分析

3.3.3 采用间隙整形算法的微通信元系统架构网络的优点

3.4 本章小结

第四章 着色Petri 网及仿真工具CPN Tools

4.1 Petri 网

4.1.1 Petri 网理论的基本概念

4.1.2 Petri 网的特性

4.2 着色Petri 网

4.2.1 着色Petri 网(CPN)的特点

4.2.2 着色Petri 网(CPN)定义

4.3 着色Petri 网(CPN)的动态分析方法

4.3.1 仿真分析

4.3.2 状态空间分析

4.4 仿真工具CPN Tools

4.5 本章小结

第五章 微通信元系统架构的虚电路通信的建模分析

5.1 在微通信元系统架构中的虚电路通信的三种基本方式

5.2 在微通信元系统架构中实现虚电路通信的CPN 模型

5.2.1 建模仿真环境和目标

5.2.2 实现虚电路通信的CPN 模型前的一些抽象、简化和限制

5.2.3 数据类型、全局变量和函数定义

5.2.4 实现虚电路通信的CPN 模型

5.3 仿真分析和结论

5.3.1 仿真分析

5.3.2 仿真结论

5.4 状态空间分析和结论

5.4.1 状态空间分析

5.4.2 状态空间分析后得出的结论

5.5 本章小结

第六章 基于虚电路的间隙整形算法的建模分析

6.1 基于虚电路的间隙整形算法的CPN 模型

6.1.1 建模仿真环境和目标

6.1.2 间隙整形算法的CPN 模型的一些抽象、简化和限制

6.1.3 数据类型、全局变量和函数定义

6.1.4 虚电路的间隙整形算法的CPN 模型

6.2 仿真分析和结论

6.2.1 仿真分析

6.2.2 仿真结论

6.3 状态空间分析和结论

6.3.1 状态空间分析

6.3.2 状态空间分析后得出的结论

6.4 本章小结

结束语

一、全文总结

二、创新性和难度

三、下一步要做的工作

参考文献

致谢

个人简历