基于虚电路的微通信元架构基本模型的实现

论文摘要

从20 世纪90 年代开始,在国际网络界就进行了许多关于高性能的网络体系结构的研究。但由于这些研究都是基于传统的层次结构网络,所以虽然它能对网络的性能进行改善,但难以解决层次结构自身存在的问题。由于传统的层次结构网络存在层间功能重叠和复杂的分层处理过程所带来的网络服务效率低下的问题,通过对现有网络中服务类别的分析、归纳,提出了一种基于服务元的网络体系结构。本课题是在我研究室的第一个基于数据报的模型成功实现的基础上进行的。在对当今网络性能方面的各种需求的分析后,我们作出了通过基于虚电路的微通信元架构彻底解决网络服务质量问题的决定。之所以采用基于虚电路的方案,是因为当今的各种研究表明在采用数据报传递的网络架构中要从根本上解决网络服务质量的问题是不可能的。我们的微通信元体系架构的提出就是要彻底的解决网络服务效率低和服务质量差的弊端。所以理所应当的我们在实现了基于数据报的基本模型后,立即转入了对基于虚电路的微通信元架构的研究与实现。本篇论文主要讲述我们在充分的研究与建模验证之后,在PC 的硬件平台和Linux 操作系统下对基于虚电路的微通信元架构基本模型的实现方案,以及对他性能的验证与测试。文中主要阐述了采用虚电路结构的微通信元系统架构的主要特点,重点讲述了虚电路建立、传输、维护以及撤销的整个过程。分析了主机和路由器如何协作实现微通信元系统架构中的虚电路通信过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略词
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 课题提出的背景
• 1.2 课题任务简介及本人工作
• 1.3 本论文的结构
• 第二章 服务元网络体系结构
• 2.1 目前网络的特点及存在的缺陷
• 2.1.1 层次结构的特点
• 2.1.2 TCP/IP 协议存在的缺陷
• 2.2 国内外网络体系结构相关研究介绍
• 2.3 服务元网络体系结构
• 2.3.1 服务元的分类模型
• 2.3.2 层的地址和端地址
• 2.3.3 服务元功能元素及服务
• 2.3.4 服务元网络体系的节点模型
• 2.3.5 服务元网络体系的优势
• 2.3.6 层次网络体系结构向服务元网络体系结构的过渡
• 第三章 微通信元系统构架
• 3.1 微通信元系统构架的参考模型
• 3.2 微通信元系统架构的地址
• 第四章 基于虚电路的微通信元架构基本模型的实现环境与总体策略
• 第五章 基本模型中虚电路的设计方案
• 5.1 虚电路的建立
• 5.2 数据的传输
• 5.3 虚电路的维护
• 5.4 虚电路的撤消
• 第六章 基于虚电路的微通信元架构基本模型的详细设计
• 6.1 Linux 内核编程技术
• 6.1.1 Linux 内核缓冲区的申请
• 6.1.2 Linux 文件系统
• 6.1.3 Linux 网络中断服务机制
• 6.1.4 Linux 系统调用
• 6.1.5 内核中的互斥操作
• 6.1.6 定时器的实现
• 6.2 基本数据结构
• 6.2.1 基本包头结构
• 6.2.2 数据包缓冲区结构
• 6.2.3 虚电路表结构
• socket 的建立'>6.3 su_socket 的建立
• socket 结构'>6.3.1 su_socket 结构
• 6.3.2 socket 系统调用
• 6.3.3 bind 系统调用
• 6.4 主机上虚电路的建立
• 6.4.1 listen 系统调用
• 6.4.2 accept 系统调用
• 6.4.3 connect 系统调用
• 6.5 路由器上虚电路的建立过程
• 6.6 主机节点上数据收发过程
• 6.6.1 send 系统调用
• 6.6.2 recv 系统调用
• 6.7 路由器上的数据转发过程
• 6.8 NIC 服务元
• 6.8.1 NIC 服务元的接收过程
• 6.8.2 NIC 服务元的发送过程
• 6.9 主机节点上的网络中断处理
• 6.10 路由器节点上的网络中断处理
• 6.11 虚电路的维护
• 6.11.1 虚电路存活计时机制
• 6.11.2 虚电路断裂自动重建机制
• 6.12 虚电路撤消过程
• 第七章 基于虚电路的微通信元架构基本模型的测试
• 7.1 测试环境
• 7.2 具体测试
• 7.2.1 测试目标
• 7.2.2 测试过程
• 第八章 结束语
• 8.1 论文总结
• 8.2 实用性分析
• 8.3 后续研究内容
• 致谢
• 参考文献