无线CORBA中UTP隧道协议适配机制的研究

论文摘要

传统的CORBA架构长久以来都是通过对TCP/IP协议族进行GIOP（通用网间互操作协议）的映射以形成IIOP协议,借助于ORB（对象请求代理）,客户桩（Stub）,服务框架（Skeleton）和可移动对象适配器（POA）等进行异构通信和互操作,它能很好地满足基于有线网络的大型分布式计算系统。新一代的CORBA规范的扩展——Wireless CORBA的出现,它将分布式系统延伸到无线移动网络的终端,采用服务代理和传输隧道的方式来实现,不再受主机移动的影响,并且有较强的越区切换能力,有效解决了无线接入和终端移动两个关键问题,是移动网络分布式系统问题的新一代解决方案。 针对解决无线CORBA体系架构下的GIOP隧道协议的映射问题,出现了一种新的协议层——GIOP隧道适配协议层。由于在无线移动网络中,传统的TCP传输协议容易引起网络系统的吞吐量下降和时延的增加,而UDP传输协议又是非连接不可靠的传输服务。因此研究GIOP隧道的适配层UTP在无线CORBA体系中的实现就显得很有必要。 首先,本文系统地展现,归纳和评述了无线CORBA的总体系统结构,原理,规范,与核心支撑技术。其次,本文从系统软件角度的通信协议层面对无线CORBA的通信体系结构进行了详尽的剖析,并指出了移动网络对GIOP隧道适配协议层设计的影响。并且比较分析了在移动网络环境下SAW,GBN,和SR等确认重传算法进行可靠数据传输时的特点。 一个完整的适配层通信协议模型由协议的语法行为,协议数据和协议功能三部分组成。所以,在上述研究与分析的基础上,通过对协议的语法,语义和功能的定义,设计了一个基于UDP传输层的GIOP隧道适配层协议-UTP的形式化协议模型。 然后,基于以上设计的扩展有限状态机模型,实现了一个UTP原型系统,通过采用层次化模块结构,并且分别采用了GBN和SR两种不同的确认重传机制,以最大程度地保证了移动网络环境下的数据传输的可靠性,它不仅是完成了到UDP传输层协议的适配,还具有结构清晰、面向连接、可靠性较强等特点。 论文的最后使用模拟仿真工具Seawind对基于UDP传输层UTP适配层原型系统的进行了功能和性能测试。测试结果表明:在错误率高,环境的变化明显,带宽低的移动网络情况下,采用SR自动重传算法的UTP适配层的性能优于采用GBN自动重传算法的UTP适配层。选择性重传这一特性使其在构建无线通信服务时具有一定优势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究动机与意义
• 1.2 研究的目的与内容
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 论文结构
• 第2章 相关研究综述
• 2.1 CORBA分布式对象计算及其发展趋势
• 2.2 无线CORBA体系结构
• 2.3 GIOP隧道及其映射机制
• 2.4 无线网络技术特点简明分析
• 2.5 小结
• 第3章 自动重复请求算法分析
• 3.1 引言
• 3.2 确认重传机制
• 3.2.1 SAW自动重复请求算法
• 3.2.2 GBN确认重传算法
• 3.2.3 SR确认重传算法
• 3.2.4 确认重传算法的比较
• 3.3 小结
• 第4章 UTP模型的设计与分析
• 4.1 无线CORBA通信体系的分层协议栈结构
• 4.2 UTP适配层协议概述
• 4.3 UTP适配层协议的设计目标与原则
• 4.4 UTP适配层协议的形式化设计与分析
• 4.4.1 协议行为的扩展有限状态机模型设计
• 4.4.2 协议语义定义
• 4.4.3 协议功能
• 4.5 小结
• 第5章 UTP适配层原型系统的实现
• 5.1 UTP适配层原型系统实现框架
• 5.2 UTP适配层有限状态机的实现
• 5.3 UTP适配层中两种不同的自动确认重传实现机制
• 5.4 终端桥UTP适配层的可靠性传输实现
• 5.4.1 主要数据结构
• 5.4.2 终端桥的适配层API函数
• 5.5 访问桥UTP适配层的可靠性传输实现
• 5.5.1 访问桥的适配层API函数
• 5.6 小结
• 第6章 仿真实验与数据分析
• 6.1 Seawind模拟器
• 6.2 集成测试环境
• 6.3 测试方案与数据分析
• 6.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A （攻读硕士期间发表论文目录）
• 附录 B （名词术语）