多出口园区网对外访问区分服务的研究

论文摘要

随着因特网业务量的增长以及各种网络多媒体应用（视频会议、视频点播、IP电话、远程教育等）的出现，传统的“尽力而为”服务已经无法满足目前人们对网络传输不断增长的需求。区分服务（DS）和IP网络服务质量（QoS）成为人们关注的热点，各种国际组织、科研机构、高等院校以及公司纷纷提出自己的网络服务质量保证模型。 本论文的研究课题——多出口园区网对外访问区分服务的研究——正是在此背景下提出的。本文首先分析了当前区分服务技术现状：阐述DiffServ模型和MPLS技术的特点，比较区分服务中应用的各种队列管理和拥塞避免算法。然后结合园区网对外访问特点，提出在多出口园区网环境下，对外访问时区分服务的一种廉价解决方案CMODSS（Cheap Multi-output Differentiated Services System）：可以用普通服务器代替昂贵的网络设备来实现策略路由和区分服务功能，用户可根据对外访问资源的不同，选择不同的策略对应不同的网络出口和区分服务级别，从而达到保证服务质量的目的。CMODSS可在不同的园区网中按照需求进行配置实施。 本文应用了Windows操作系统下的NIDS中间件技术和Linux操作系统下的Netfilter框架分别设计、实现了区分服务系统的客户端和服务器端，并在大连海事大学校园网上对CMODSS进行了测试，系统达到了预期效果。最后，在论文的结论部分对课题完成情况、课题难点以及进一步的工作进行了说明。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 论文概述
• 第2章 问题的提出
• 2.1 区分服务技术当前现状
• 2.2 问题的提出
• 第3章 相关技术介绍
• 3.1 QoS性能参数
• 3.2 区分服务（DiffServ）
• 3.3 多协议标签交换（MPLS）
• 3.3.1 MPLS的起源
• 3.3.2 MPLS的基本结构
• 3.4 队列管理算法介绍
• 3.4.1 队列管理对 QoS的意义
• 3.4.2 先进先出队列（FIFO）
• 3.4.3 优先级队列（PQ）
• 3.4.4 公平队列（FQ）
• 3.4.5 加权公平队列（WFQ）
• 3.5 拥塞避免算法介绍
• 3.5.1 尾部丢弃算法（DT）
• 3.5.2 随机早期检测算法（RED）
• 3.5.3 加权随机早期检测算法（WRED）
• 第4章 CMODSS总体结构设计
• 4.1 CMODSS系统设计
• 4.1.1 CMODSS设计目标
• 4.1.2 CMODSS总体设计
• 4.2 区分服务级别的定义
• 4.2.1 TOS定义的几种服务级别
• 4.2.2 各种网络服务对网络性能的需求
• 4.2.3 “流”与 TOS级别的映射
• 4.3 策略字符串协议格式设计
• 4.4 数据包格式设计
• 4.4.1 系统数据包格式
• 4.4.2 系统 IP数据包头格式
• 4.4.3 系统 UDP数据包头格式
• 4.5 区分服务算法选择
• 4.5.1 算法指标（特点）
• 4.5.2 算法选择
• 第5章 CMODSS系统的实现
• 5.1 客户端 NDIS中间层驱动技术介绍
• 5.2 客户端实现用到的相关数据结构
• 5.3 接收和分析策略模块的实现
• 5.4 接收和分析策略模块与用户数据包处理模块的通信
• 5.5 NDIS中间层驱动的实现
• 5.6 Linux下 Netfilter框架介绍
• 5.7 服务器区分服务模块在 Linux下的实现
• 5.7.1 相关数据结构
• 5.7.2 用户数据流链表
• 5.7.3 区分服务模块数据包处理流程
• 5.8 服务器 TOS级别存储与内核通信
• 5.8.1 服务器 TOS级别存储格式
• 5.8.2 应用/PROC虚拟文件系统完成内核通信
• 第6章 CMDOSS系统测试
• 6.1 试验环境
• 6.2 测试结果
• 第7章 总结与展望
• 7.1 CMODSS完成情况
• 7.2 解决的重要难点
• 7.3 进一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历