發(fā)布時間：2018-02-01 18:36

  本文關(guān)鍵詞： 一體化網(wǎng)絡(luò) 普適服務(wù)層 交換路由層 性能分析　出處：《北京交通大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)在人類社會生活和日常工作中扮演著越來越重要的角色,已經(jīng)成為推動社會發(fā)展的巨大動力。然而,由于互聯(lián)網(wǎng)原始設(shè)計(jì)考慮不足,傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)逐漸暴露出了許多弊端,諸如安全性差、可靠性低、可管性弱等問題。為此,在科技部973項(xiàng)目“一體化可信網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)體系基礎(chǔ)研究”的支持下,本文結(jié)合項(xiàng)目組前期成果,對一體化網(wǎng)絡(luò)在資源存儲、檢索和數(shù)據(jù)傳輸方面的有效性、可靠性和安全性、以及移動性支持等關(guān)鍵技術(shù)及其建模分析展開研究。本文首先對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)測分析,展示現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中存在的安全性和可靠性問題。針對上述問題,本文基于973項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一體化網(wǎng)絡(luò)的兩層架構(gòu),結(jié)合云計(jì)算技術(shù)和多路徑技術(shù)設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)架構(gòu),目標(biāo)是消除傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)在安全性、可靠性等方面存在的缺陷；其次,為了更加快速有效地進(jìn)行資源檢索,本文在普適服務(wù)層為一體化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了一種新型名系統(tǒng)并進(jìn)行了可靠性分析；最后,本文對一體化網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能和移動性能展開研究,展示了改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的高性能。本文主要研究工作與創(chuàng)新點(diǎn)可歸納如下：(1)針對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中對互聯(lián)網(wǎng)用戶網(wǎng)絡(luò)帳號的注冊行為以及移動網(wǎng)絡(luò)彩信的使用行為和存儲規(guī)律進(jìn)行了測量分析。首先,通過對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)用戶網(wǎng)絡(luò)賬號注冊行為進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)用戶密碼較短且復(fù)雜度低、且用戶名和密碼具有較強(qiáng)的相關(guān)性,導(dǎo)致賬號易于被破解、用戶信息在存儲和傳輸過程中容易丟失或被竊取。其次,對傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡(luò)中的彩信數(shù)據(jù)進(jìn)行測量分析,主要發(fā)現(xiàn)：彩信的收發(fā)服從冪率分布,相對收發(fā)終端之間存在應(yīng)答效應(yīng),彩信的大小受到嚴(yán)格限制,相應(yīng)數(shù)據(jù)在彩信中心的存儲時間也較短,這大大降低了用戶體驗(yàn)。(2)針對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)普遍存在的安全性不高,存儲和傳輸效率較低等問題,以安全可靠高效為設(shè)計(jì)目標(biāo),本文針對973項(xiàng)目提出的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)做出進(jìn)一步改進(jìn)。在一體化網(wǎng)絡(luò)兩層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,做出如下改進(jìn)設(shè)計(jì)：在普適服務(wù)層優(yōu)化了資源存儲架構(gòu),引入云計(jì)算技術(shù)用于資源的注冊與檢索,使得網(wǎng)絡(luò)資源的獲取可以不受時間和地點(diǎn)的限制,同時也提升了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性；在交換路由層,提出了多路徑傳輸模式,支持傳輸實(shí)體之間的多通道傳輸,增強(qiáng)了傳輸?shù)陌踩院蛿?shù)據(jù)的保密性,同時可以縮短數(shù)據(jù)傳輸所需時間。通過理論分析和仿真表明改進(jìn)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在安全性、可擴(kuò)展性及可靠性方面都具有優(yōu)勢。(3)針對現(xiàn)有樹狀名系統(tǒng)負(fù)載不均衡、易受DoS攻擊等缺點(diǎn),和提高用戶快速發(fā)現(xiàn)并獲得網(wǎng)絡(luò)資源的性能需求,本文在一體化網(wǎng)絡(luò)的普適服務(wù)層設(shè)計(jì)了一個新的區(qū)域性的名系統(tǒng)。提出了一種基于多路徑技術(shù)結(jié)合Chord算法的名系統(tǒng)解決方案,將一個名字注冊多份并且用戶可從多個服務(wù)器同時收到反饋信息,從而提高了系統(tǒng)的可靠性和時效性。然后,針對該名系統(tǒng)建立了可靠性模型,推導(dǎo)了服務(wù)成功率,分析了系統(tǒng)可靠性。理論分析和仿真結(jié)果證明了基于多路徑技術(shù)的新名系統(tǒng)具有高可靠性。進(jìn)一步對普適服務(wù)層的全局名系統(tǒng)進(jìn)行了分析,得出影響該系統(tǒng)可靠性的重要參數(shù),為設(shè)計(jì)更加合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供了參考。(4)為了檢驗(yàn)改進(jìn)后的一體化網(wǎng)絡(luò)的可靠性和移動性能,本文通過建模和數(shù)據(jù)仿真對一體化網(wǎng)絡(luò)的上述性能進(jìn)行了分析。首先,對一體化網(wǎng)絡(luò)交換路由層的多路徑傳輸性能進(jìn)行了分析,建立了路徑故障恢復(fù)的可靠性模型,仿真結(jié)果表明多路徑傳輸機(jī)制可以極大地提升通信成功率和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃�。然�?通過實(shí)測比較了一體化網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)在移動性方面的性能,發(fā)現(xiàn)在切換頻率相同的條件下,一體化網(wǎng)絡(luò)在丟包率和延時等方面性能都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),可以很好地解決移動環(huán)境下連接持續(xù)性問題。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.02

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本文編號：1482572