流标签在服务质量管理中的应用及生成机制的研究

摘要

通信网络随着时代的发展必将走向一个融合的网络，不但多种业务要基于融合的网络进行承载，多种技术也日趋融合；互联网协议（IP）在全球未来的互联网和移动网络演进融合的道路上将迎接电信级可靠性的挑战。下一代互联网协议IPv6引入的流标签字段，蕴藏着提供可靠服务质量（QoS）保证的巨大潜力。流标识功能对网络QoS准确、有效的实施至关重要，是各种网络支持QoS的先决条件，也是助力未来网络更加安全有序的必要手段。研究如何充分发挥流标签的流标识特性将成为一把钥匙，引领我们通向未来融合可靠的网络之门。流标签作为IPv6固定包头的字段，长度为20比特。目前该技术尚处于理论研究阶段，在支持流标识功能方面天然具备以往任何传统流标识方式都无法与之比拟的优势：流标签技术能够有效屏蔽分段技术、加密技术和扩展包头技术等多种干扰，专注于网络层对单流的标识与识别。尽管Ipv6正在全球飞速发展，但有关流标签技术在具体应用方向的研究还鲜有成果，致使流标签技术在业界的认知与发展相对滞后，因此，流标签技术在全球范围内的推广工作亦不可轻视，设计和实现系统中流标签的生成与识别机制等相关问题亟待解决。
　　 本文主要研究当前在传统互联网和演进分组网络中服务质量管理方面存在的问题，并结合流标签的技术特点，分别提出了两个创新性的解决方案。在传统互联网中若要实现端到端QoS保证，必须摆脱当前网络环境跨域异构的困扰。复杂的网络环境使得流的原始信息提取困难、QoS实施混乱，而传统粗放的QoS对象识别手段面对这个问题束手无策。基于流标签的跨域异构网络QoS模型通过协商时对业务流合理绑定、通信时精确映射有效的解决了这个问题。通过OPNET仿真，该模型在提高端到端QoS方面取得的显著成效进一步得到了有力的证明。在演进分组网络中，三大问题阻碍了QoS在该网络的发展：QoS协商与授权过程繁杂、QoS实施过程效率低、设备资源开销大和策略与计费控制架构不统一。基于流标签的演进分组网络QoS模型成功的克服了这三大问题，改变了QoS受理与实施流程，屏蔽了不同网络技术向演进分组网络演进过程中在QoS方面的差异。在提出上述两个应用模型的基础上，本文对流标签的生成机制等功能进行了设计与实现，详细介绍了各功能模块的设计思想，并给出了系统实现的伪代码与实验结果，供流标签技术后续研究工作的开展与参考。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 课题背景

1.2 研究内容及创新点

1.3 论文的组织结构

第二章 QoS机制与流标签技术简介

2.1 国内外QoS机制研究

2.1.1 传统互联网QoS主流机制研究

2.1.2 演进分组网络QoS机制研究

2.2 IPv6流标签技术研究

第三章 基于流标签的跨域异构网络QoS模型研究

3.1 跨域异构网络QoS问题研究

3.2 基于流标签的跨域异构网络QoS模型

3.2.1 设计动因

3.2.2 模型特点

3.2.3 模型中流标签的定义及生成

3.2.4 模型网络元素

3.2.5 模型协议流程

3.2.6 模型的优缺点

3.3 IPv6网络流标签模型仿真

3.3.1 OPNET仿真设计与环境搭建：

3.3.2 流标签模型仿真与对比

3.3.3 OPNET仿真结果

3.4 本章小结

第四章 基于流标签的演进分组网络QoS模型研究

4.1 演进分组网络的QOS问题研究

4.1.1 当前EPS Qos与计费模型的协商与更新过程

4.1.2 当前EPS QOS的实施过程

4.1.3 当前PCC的双重结构

4.1.4 问题总结

4.2 演进分组网络IPv6的流标签模型

4.2.1 设计动因

4.2.2 新的QoS ID

4.2.3 新ID的产生、标记和识别

4.2.4 新QoS ID在EPS中的预配置

4.2.5 新的QoS协商与更新过程

4.2.6 新的QoS实施过程

4.2.7 新模型中PCC的统一结构

4.3 本章小结

第五章 流标签的生成机制研究与实现

5.1 基于流标签的生成机制研究

5.2 基于流标签的生成机制设计

5.3 基于流标签的生成机制实现

5.4 基于流标签的生成机制试验结果

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 流标签对网络QoS的意义

6.2 未来技术展望

参考文献

致谢

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