软交换技术中服务阻塞问题的研究

论文摘要

随着网络技术的进步和用户对业务需求的不断提升, 以软交换Softswitch 为核心的下一代网络NGN(Next Generation Network)已成为目前网络发展的热点。话音、传真、文本、图像、视频等网络上承载的多媒体业务日益丰富,并成为通信的主流业务,下一代网络对多媒体业务的服务质量要求日益提高,有服务质量保证的多媒体业务将得到快速的发展。但是,因特网只能提供尽力传送的数据服务方式,在流量、延迟和网络带宽管理上功能很弱,不适于传输语音、视频等要求服务质量保证的新业务。近几年来,IETF(Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)在实现网络对服务质量保证方面作了大量的研究工作,提出了多种解决方案,但是这些方案没有考虑网络的阻塞状况。仅仅考虑了对用户的服务质量保证,可能使得同类数据流走相同的路径,势必造成某些链路的阻塞。而且仅仅保证用户业务的服务质量,并不一定能保证网络资源获得较高的利用率。论文从软交换产生的背景、软交换的概念和主要功能、软交换的协议、与传统网络的融合,以及基于软交换的增强型业务框架等方面对软交换技术进行了论述。并且在分析了服务阻塞问题产生的原因以及其造成的后果之后,针对当前的解决方案做了详尽的探讨。最后对当前的QoS 路由机制做了详尽的探讨,引入了阻塞度的概念,提出了基于阻塞约束QoS 路由的新路由算法。算法除了保证用户QoS 要求外,还对网络节点的阻塞程度进行分析,在路由时避开阻塞度高的链路,以调整负载的分布。从网络的能力与负载的关系曲线可以看出,要使网络资源利用率达到最佳,链路的阻塞度应该保持在某个适度水平。基于阻塞约束的QoS 路由算法可以通过设置合适的阻塞度来调整用户接通率,并且使网络的资源得到有效的分配。基于阻塞约束的QoS 路由算法为目前的IP 网络过渡到下一代网络提供了一个较好的QoS 路由方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 下一代网络（NGN）产生的背景及发展状况
• 1.2 下一代网络的特点
• 1.3 本课题的来源及研究内容
• 1.4 本文结构安排
• 第2章 软交换概述
• 2.1 软交换的定义
• 2.2 软交换的特点
• 2.3 软交换主要功能
• 2.3.1 呼叫控制和处理功能
• 2.3.2 业务交换功能
• 2.3.3 协议功能
• 2.3.4 业务提供功能
• 2.3.5 互联互通功能
• 2.3.6 资源管理功能
• 2.3.7 操作维护功能
• 2.3.8 计费功能
• 2.3.9 认证与授权功能
• 2.3.10 地址解析及路由功能
• 2.3.11 语音处理功能
• 2.3.12 媒体网关接入功能
• 2.3.13 其它功能
• 2.4 软交换的协议
• 2.4.1 H.323 协议
• 2.4.2 SIP 协议
• 2.4.3 MGCP 协议
• 2.4.4 H.248 协议
• 2.4.5 SCTP 协议
• 2.4.6 BICC 协议
• 2.5 PSTN 的演进及软交换应用策略
• 2.6 软交换主要应用
• 2.7 引入软交换的意义
• 2.8 软交换的发展方向
• 2.9 本章小结
• 第3章 软交换技术中服务阻塞问题的分析
• 3.1 发展软交换网络面临的主要问题
• 3.1.1 国际上尚无大型网络的组网和运营经验
• 3.1.2 协议尚未做到兼容性标准还在发展之中
• 3.1.3 API 没有成熟的产品
• 3.1.4 业务不明朗
• 3.1.5 网络管理和维护
• 3.1.6 网络QoS 问题
• 3.1.7 网络安全性问题
• 3.1.8 如何实现私网穿透问题
• 3.1.9 商业模型
• 3.1.10 其它
• 3.2 软交换技术中存在的安全问题
• 3.2.1 协议安全
• 3.2.2 计费安全
• 3.2.3 网关的安全
• 3.2.4 网守的安全
• 3.2.5 信令系统
• 3.2.6 软件BUG 和后门
• 3.2.7 网络窃听与地址欺骗
• 3.2.8 TG 软交换等设备的安全问题
• 3.2.9 用户帐号密码等用户数据的安全问题
• 3.3 软交换技术中服务阻塞问题产生的原因及带来的后果
• 3.4 本章小结
• 第4章 服务阻塞问题的解决方案
• 4.1 相关研究
• 4.1.1 集群
• 4.1.2 了解网络载量平衡
• 4.1.3 网络负载均衡集群
• 4.1.4 服务器集群
• 4.2 基本的网络负载均衡算法
• 4.2.1 轮转调度法
• 4.2.2 加权轮转调度法
• 4.2.3 最少连接调度法
• 4.2.4 加权最少连接调度法
• 4.2.5 散列调度法
• 4.2.6 最低缺失调度法
• 4.2.7 最快响应调度法
• 4.2.8 加权调度法
• 4.3 其它措施
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于阻塞约束的QoS 路由
• 5.1 QoS 路由
• 5.2 基于阻塞约束的QoS 路由思想
• 5.3 基于阻塞约束的QoS 路由数学模型的建立
• 5.4 基于阻塞约束的QoS 路由算法实现
• 5.5 基于阻塞约束的QoS 路由算法复杂度分析
• 5.6 基于阻塞约束的QoS 路由算法应用前景
• 5.7 本章小结
• 第6章 实验
• 6.1 实验准备
• 6.1.1 实验环境
• 6.1.2 实验目的
• 6.2 实验过程
• 6.2.1 安装
• 6.2.2 配置
• 6.2.3 使用
• 6.2.4 测试
• 6.3 实验结论
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢