VN交换网络的端对端多路径传输方法

摘要

随着网络通信业务尤其是实时业务的不断发展，用户对网络数据传输的质量和可靠性提出了越来越高的要求。为此人们进行了不懈的努力去提高网络的物理性能，其中包括对网络设备进行升级，增加网络带宽等直接投资扩充网络的方法，显然这种方法需要付出昂贵的代价。本论文给出另外一种方法，称为多路径通信方法，可以在不增加网络容量情况下提高用户体验，从而提高网络服务的性价比。
　　利用多路径传输可以显著提高网络传输的质量以及鲁棒性，然而IP网络并不能很好的支持多路径传输，严重限制了这种方法的实施。为此，本文采用了一种网络新技术，即向量网(Vector Network，VN)，它是一种分形体系架构的、以向量地址为基础的新型数据通信网，不仅非常适合多路径传输，而且多路径传输几乎不增加成本。VN根据向量地址确定数据转发路径，以无连接的代价实现有连接的效果，本身的多路径特性决定了其比其它网络可以更好的支持多路径通信。
　　本文在分析了现有的多路径通信方法基础上，结合向量网的诸多特征，设计了一种VN交换网络的多路径通信方法。主要工作和成果是:
　　(1)设计了多路径通信的基本方法，其中主要包括传输路径故障发现方法以及丢包重传机制。采用端对端的传输路径故障发现方法可以在很大程度上减少传统路径故障检测方法的开销;通过在端系统定量缓存数据包，在路径切换时实现快速重传，可以有效减少由于路径故障所产生的丢包。
　　(2)设计了主路径传输和多路径轮流传输两种不同的多路径传输策略，以满足不同业务的传输需求。并在充分分析不同传输策略优缺点的基础上，针对实时流媒体以及域名服务等应用的传输特点，分别设计了相应的多路径传输方案。
　　(3)通过网络编程对所提出的两种多路径传输策略进行了网络仿真实验，验证了本文设计的多路径传输策略的可行性，同时也证明了本文提出的故障发现算法和丢包重传机制的合理性，达到了提高网络传输质量以及鲁棒性的目的。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的研究内容

1．4 论文的组织结构

2 向量网技术概述

2．1 向量地址编码方法

2．2 向量包

2．2．1 向量包分类

2．2．2 向量包格式

2．3 向量交换方法

2．4 向量网络的数据面

2．5 向量网的特点

2．5．1 分形特征

2．5．2 对象的封装性

2．5．4 向量地址的特性分析

2．6 向量网的向量连接

2．7 本章小结

3 VN交换网络的多路径传输设计

3．1 向量连接的多路径路由算法

3．2 VN与IP网多路径对抗单点故障性能比较

3．2．1 IP网络的多路径抗单点故障性能分析

3．2．2 VN网络的多路径抗单点故障性能分析

3．3 VN网络的多路径通信方法

3．3．1 多路径路由机制

3．3．2 路径故障发现方法

3．3．3 丢包重传机制

3．4 VN网络多路径传输策略设计

3．4．1 主路径传输策略

3．4．2 多路径轮流传输策略

3．5 实时媒体业务多路径传输方案设计

3．5．1 实时媒体业务传输特点

3．5．2 流媒体传输路径性能评价

3．5．3 流媒体传输路径故障检测

3．5．4 流媒体多路径轮流传输策略

3．6 域名服务多路径传输方案设计

3．6．1 域名服务传输特点

3．6．2 域名服务传输路径故障检测

3．6．3 域名服务多路径传输策略

3．7 本章小结

4 实验验证与分析

4．1 仿真环境介绍

4．1．1 仿真工具简介

4．1．2 仿真方法介绍

4．2 主路径传输策略实验设计

4．2．1 发送端设计

4．2．2 接收端设计

4．2．3 实验结果展示

4．3 多路径轮流传输策略实验设计

4．3．1 发送端设计

4．3．2 接收端设计

4．3．3 实验结果展示

4．4 本章小结

5 总结与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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