一种新的RUDP协议设计及其Golang实现

采用先进的Golang网络编程语言,设计和实现了一种新的RUDP(reliable user datagram protocol)传输协议,部署在实际的远距离Internet网络中,对新RUDP协议进行实验验证和性能测试分析。实验结果表明:新RUDP传输协议是可行的,实现了确认、序列号、重传、拥塞控制、滑动窗口、差错检测等可靠通信机制,保证了传输数据的可靠交付;在相同的实验条件下,新RUDP的丢包率与TCP(transmission control protocol)的相同为0%;新RUDP的端到端时延和时延抖动总体上都比TCP的要小,在一些常见的通信链路中,新RUDP的端到端时延、时延抖动与TCP的之间存在显著性差异,新RUDP的带宽占有率比UDP(user datagram protocol)的显著性低;从实测结果来看,新RUDP比TCP、UDP更适合应用于这类低时延高可靠性的网络新应用。最后,对新RUDP的协议参数进行了部分优化,为这类网络新应用提供性能更好的传输服务质量。

空间信息网络可靠传输协议研究

设计了与传统TCP相兼容的空间信息网络可靠传输协议STP。协议针对空间环境特点从慢启动算法、拥塞避免算法、快速重传和快速恢复算法等多方面对传统TCP进行综合改进,仿真分析结果表明STP协议比传统TCP性能有较大提升,也比主要针对卫星通信的TCP改进协议的性能有一定改善。能较好地适应空间信息网络中的信息可靠传输需求。

基于动态连接的RDMA可靠传输协议设计

未来100P/E级高性能计算机系统对网络的传输可靠性、性能均衡性、可扩展性方面有更高的需求。本文提出的RDMA传输模型,采取配置少量资源,动态连接使用的策略实现端到端的数据可靠传输。与传统的可靠通信协议如Infiniband相比,本方案的优势为:(1)支持自动重路由,可绕过网络故障区域保证消息的可靠传输;(2)支持报文乱序到达,支持源和目的间的多路径传输,提供消息的流控机制,能较好地均衡网络整体性能,减少网络热点和缓解网络拥塞;(3)基于通信接口硬件实现可靠性数据结构,不需要消耗主存为通信建立连接,具有极高的系统可扩展性。初步测试结果表明,采取了优化措施后,该协议不会增加小于4K字节消息的传输延迟。

一种基于跨层设计的简单可靠UDP协议

为了解决TCP(transmission control protocol)和UDP(user datagram protocol)在诸如卫星信道和无线信道等高误码率信道中遇到的问题,提出了一种基于跨层设计的简单可靠UDP协议。通过增加2个字节的包头建立了确认机制和重传机制,保证了数据包的可靠交付;通过增加1个字节的跨层信息,建立了自适应变包长机制,提高了协议效率。分析和仿真结果表明,该协议兼有UDP协议高效和TCP协议保证可靠交付的优点,可以很好地适用于卫星、无线等高误码率信道。

无线传感器网络中面向紧急信息可靠传输协议

在无线传感器网络的监测领域,紧急信息的可靠传输成为关键问题。该文研究了面向紧急信息可靠传输的特点,提出一种适用于无线传感器网络的紧急信息可靠传输协议。该协议采用全新的拥塞控制方式,将缓冲区队列长度与队列长度变化率相结合,并引入状态机对节点的拥塞程度进行评估。节点在本地计算其拥塞度,并以此对其工作状态进行划分,进而采用不同的速率、带宽调整策略。仿真结果表明,该协议保证了紧急信息的可靠传输。

一种基于NIC的RDMA可靠传输协议的设计与实现

高性能计算机不断增长的规模和复杂性使得可靠性成为影响高性能计算机系统可用性的关键因素,系统互连网络是高性能计算机的重要组成部分,其可靠性是高性能计算机系统设计必须考虑的重要问题。针对高性能计算机系统互连网络可能出现的故障,提出一种基于NIC实现的RDMA可靠传输协议,给出了一种通用的设计实现方案,并对该方案的几种具体优化设计实现方法进行了讨论。提出的可靠传输协议及实现方案能容忍系统互连网络可能出现的多种网络故障,并能尽量减少实现可靠传输所带来的额外开销。实验结果表明,所提出的RDMA可靠传输的实际测试性能与无连接RDMA传输相当。

可靠组播协议的比较研究

IP组播是在标准的IP技术上的一个扩展,由于它有效降低了网络带宽和服务器负载,所以在视频会议、分布式交互仿真、交互式协同应用和数据分发等领域得到广泛的应用。但是,其固有的不可靠、多副本和无序的缺点阻碍了它的进一步发展。于是,一系列可靠组播协议被提了出来。论文首先介绍了当前对可靠组播模型流行的分类方法,然后选取了当前有代表性的四个可靠组播协议,研究了它们的应用背景,工作机制,分析了它们各自的优点和不足。最后,文章分析了分布式会议控制对可靠组播的应用需求,并针对这一应用背景提出了一个新的层次化可靠组播通信模型。

使用主动前向纠错技术的可扩展的可靠组播协议

在分析研究了一些现有可靠组播协议的基础上,提出了一种主动前向纠错的可扩展可靠组播协议AFR,该协议能够使传送丢失数据的恢复包本地化,且只能到达需要它的组播接收者,从而节省了网络资源,降低了对接收者处理能力的要求,而所需要的开销也非常小.

基于ACK和NAK的可靠组播传输协议的性能分析和比较

本文在目前各种可靠组播传输协议的基础上 ,归纳构建了两类基本的可靠组播传输协议—基于确认(ACK)的和基于否定确认 (NAK)的可靠组播传输协议 .在典型的组播网络系统模型基础上 ,对这两类协议以及一种主要的改进协议在占用网络带宽和可扩展性方面的性能特点进行了定性的分析和比较 .性能分析结果表明 ,基于否定确认且采用否定确认压缩策略 (NAKCompression)的可靠组播传输协议成功传输组播数据包所需要的带宽较小 。

短波数据通信可靠多播协议研究

针对短波数据通信的特点,提出了一种可靠多播中反馈信息的信道争用方式,使第二代短波通信实现可靠多播传输。同时将改进的可靠多播协议RMTP应用到短波可靠多播传输中,首次提出"一层发送,逐层补充,分层分步反馈"的思想。通过仿真表明,改进后的RMTP协议满足可靠多播传输要求,与未使用该协议的可靠多播传输相比多播传输延时明显缩短。

基于逻辑环的可靠多播协议

随着计算机网络的发展，计算机支持的协同工作（CSCW）受到了越来越多的研究，而多播作为协同应用的一个重要组成部分，在视频会议，协同编著方面发挥着越来越重要的作用。文章总结了可靠协议中需要解决的问题、它们的实现方式，在此基础上提出了一种可靠多播协议的实现算法。该协议比较好地解决了确认的爆炸问题，同时具有很大的灵活性，能够适应不同的应用需求。

一种卫星网络中基于Agent的可靠组播传输协议

IP组播技术是一种可以把单个数据信息同时分发到不同的用户去的网络技术。卫星网络固有的广播信道特性使得它很适合组播应用。然而目前针对卫星网络的可靠组播服务研究很少,虽然已经有一些关于地面Internet组播协议建议,但他们并不适合于卫星网络。在卫星网络组播传输中的一个关键技术是传输协议设计。该文提出一种基于Agent的宽带卫星网络可靠组播传输协议(ASMTP)。该协议利用接收端Agent来实现卫星组播,采用分组级FEC和本地差错恢复纠正传播中的非相关错误和相关错误。在ASMTP中,还实现了流量控制和拥塞控制机制。仿真结果表明,在卫星网络环境中,ASMTP性能优于MFTP(MulticastFileTransportProtocol),同时具有较好的网络可扩展性。

适用于分布交互仿真的分布式可靠多播协议

在大规模分布式应用中,可靠的多播协议是非常重要的。这些应用需要通信协议支持:广泛的数据分布、及时的报文丢失检测和恢复、低延迟的报文传输、最小的报文标头以及细粒度的多播分组。迄今为止,很少有协议能完全支持以上特性。本文介绍了分布式可靠多播协议,论述并评估了使用该协议支持高性能仿真程序的优化方法,最后讨论了如何把该协议移植到更广泛的网络应用。

无线自组织网络可靠组播MAC协议

为了在无线自组织网络的MAC层中更好地提供可靠组播,在尽量少修改IEEE 802.11协议的原则下提出了一个可靠组播MAC协议RMMP(reliable multicast MAC protocol).首先由源节点组播RRTS(reliable RTS)帧,各接收节点依次回复RCTS(reliable CTS)帧;源节点在收到所有RCTS后,组播N个RDATA(reliable DATA)帧,各接收节点收到第N个要求回复的RDATA帧后依次回复RACK(reliable ACK)帧,然后源节点重传丢失帧.RMMP协议提高了MAC层组播可靠性.最后运用NS-2仿真软件对该协议进行验证,结果表明,RMMP在包投递率、吞吐量性能上都有很大的提高,实现了MAC层可靠组播,其代价是平均端到端时延略大.

无线传感网络中双路径可靠路由协议

为了解决无线传感网络数据传输的盲目性问题,通过对泛洪协议的研究,设计了一种双路径可靠路由协议(Double Parents And Reliable Protocol,简称DPRP)。该协议定义了父节点和级别值概念,利用节点的级别数和自身ID来限制数据报文在网络中的广播范围,以此减少网络路由能量消耗,提高数据传输的实时性和可靠性。研究结果表明:DPRP协议消除了基本泛洪协议数据传输过程中数据传输的盲目性,极大提高了网络的能量利用率,节点自身的能量消耗降到了最低,极大地延长了节点的使用寿命,具有很强的实用价值。

基于卫星的可靠组播协议研究

卫星组播是未来网络通信发展的方向之一,卫星由于其自身独特的特点内在地支持组播,但另一方面又因为大时延和相对复杂的无线信道特性降低了组播业务的可靠性。针对这一问题,在单向链路卫星组播结构基础上,融合分组级FEC和自适应速率技术,提出了一种新的可靠组播协议,经过理论分析可知,新的协议具有较好的差错控制和拥塞控制能力。

一种基于UDP协议混合反馈机制的可靠传输协议

针对TCP协议存在的带宽利用不足以及UDP协议传输可靠性差的问题,提出一种基于UDP协议的QRUDP(Quick Reliable UDP)协议。该协议支持数据的可靠传输,同时采用丢包与时延混合的拥塞算法,并用局部最小RTT的算法以准确计算最小RTT的值。仿真实验表明,该协议在高带宽时延积,高误码率的网络环境下能获得更好的性能并具有较好的公平性。

两种可靠多播协议(SRM和TORM)的差错修复性能比较

主要从差错修复的角度,比较了两种可靠多播协议: SRM/Adaptive和TORM协议。在两种典型的网络拓扑下，分析和采用软件模拟的方法比较这两种协议随着节点数目和链路丢失率的变化对数据修复延迟和重复请求包数的影响;并实际实验了基于TORM协议开发的应用软件SameView。软件模拟结果说明SRM对于大规模的实时交互应用是很不适合的,它的数据修复延迟会变的很大,分布不稳定,并且重复数据请求也会很多。TORM在软件模拟和实际应用中都表现了较好的性能。由于具有很多特性,比如流量和拥塞控制、局部恢复等，因此TORM对于大规模的实时交互应用是比较适合的。

可靠多播协议中信息爆炸问题的解决方法

信息爆炸是传输层的多播协议设计中普遍存在的问题。简要介绍了解决信息爆炸问题的几种常用方法，提出了一种新的方法。此方法综合了延迟法、周期法和轮询法，在避免信息爆炸的同时对提高协议性能也作了较深入的考虑。

空间相关丢包条件下基本可靠组播传输协议研究

针对目前可靠组播传输协议研究中存在的两个问题 ,即缺乏统一的数学模型和对空间相关丢包条件下协议性能的分析 ,归纳构建了两类基本的可靠组播传输协议———基于确认的和基于否定确认的可靠组播协议 .利用数学方法在具有空间相关丢包特性的系统模型上分析了这两类协议模型 .目的在于从数学的角度定性地分析这两种协议在网络带宽和可扩展性方面各自的性能特点 .性能分析结果表明基于否定确认且采用否定确认抑制策略的可靠组播传输协议成功传输组播数据包时所需要的带宽较小 。