基于可靠udp的卫星ip网关设计

《基于可靠udp的卫星ip网关设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com信息系统与网络基于可靠UDP的卫星IP网关设计张永池(西安电子科技大学，陕西西安710071)摘要TCP是面向连接的可靠点到点协议，但是由于卫星网络中典型的长延时、高误码率以及非对称带宽的特点，导致TCP通过宽带卫星网络时，信道利用率非常低。可靠UDP协议基于标准UDP协议并在应用中增加窗口、应答和重传算法来实现。网关采用该协议将TCP连接分段，在应用中明显地改善了TCP在宽带卫星信道上传输的性能，增加TCP的信道利用率。关键词卫星IP网关；可靠UDP；带宽延时积；分段连接中图分类号T

2、N927．2文献标识码ADesignofSatelliteIPGatewayBasedofReliableUDPZHANGYong—chi(XidianUniversity，Xi’ⅡnShanxi710071，China)AbstractTCPisareliablepoint—to—pointconnection—orientedprotocol，butthefeaturesofsatellitenetworksuchaslongdelay．highbitelTor，andasymmetricbandwidthcanresultin

3、verylowchannelutilizationwhenTCPworksoverbroadbandsatelitenetworks．ThereliableUDPProtocolisbaseduponstandardUDPandrealizedthroughaddingwindow，acknowledgements，andretransmissionalgorithmsinapplication．TheIPGatewayusesthisprotocoltosegmenttheTCPconection，improveTCPperfor

4、manceandeficiencyobviouslyandincreasechannelutilizationinapplication．KeywordssateliteIPgateway；reliableUDPprotocol；bandwidthdelayproduct；conectionsegment0引言利用TCP／IP协议，通过卫星网与IP网的结合实现数据传输已成为卫星通信中最重要的研究领域。但由于卫星网络固有的一些特性如：长延时、高误码率、网络不对称性都影响了TCP在高速数据传输中的性能。为提高卫星TCP的性能，人们提出了

5、许多有效的解决方案。这些方案针对长延时、高误码率、网络不对称性带来的不同影响，通过修改流量图1专用卫星网的网络结构控制窗口以及改进拥塞控制算法，实现了卫星TCP的高效传输。本文针对一种专用卫星IP传输网络，在站内的IP网关中，对低速信道配置网络到网解决了卫星长延时带来的影响问题。络的双向路由，对高速信道配置网关到网关的单向路由。站A和站B之间的简单数据信息通过IP网1网络结构及组成关的低速路由实现透明交互；站A中计算机网络中该系统为一非对称型卫星网，网络组成结构如的大数据文件首先传送到本站内的网关，经网关进图1所示。卫星信道由一条单

6、向高速信道和一条双行协议变换后，通过高速信道传送给站B中的IP网向低速信道组成，各地面站内的计算机网络通过IP关，再由网关进行数据还原后转交给目的主机；站B网关接人到卫星信道中。站A通过低速信道同站B通过双向低速卫星信道向站A发送回传请求以及进行一些简单数据交互的同时，通过高速单向信道确认信息。向站B发送大数据文件。收稿日期：2005—11-252006年无线电工程第36卷第5期9维普资讯http://www.cqvip.com信息系统与网络发送到本地的卫星网关，本地卫星网关在以特定的2实现过程协议将数据传递到站B的卫星网关，此卫星

7、网关再将数据通过TCP发送给接收终端。通信过程包括2．1网关协议转换以下几个阶段：建立TCP连接、接收TCP数据、数据由于TCP协议是一种滑动窗口协议，采用请的缓存、数据的拆分、可靠UDP协议传输、数据的组求／确认机制的通信过程，因此最大窗口大小(接收装、发送TCP数据、发送重传请求和重传数据。窗口)与收发双方的链路有关，链路的最大吞吐量受2．2可靠UDP协议实现到链路的往返时间一带宽延时积(R1Tr)的制约，吞吐量、RrITI'以及窗口大小满足如下关系：传输过程中，卫星链路中信息的传递通过可靠吞吐量一。UDP协议实现，它是在标准U

8、DP协议基础上，通过以64kbytes窗13(标准TCP的最大窗13)和卫星网关的协议转换模块为其增加应答控制、重传算法信道往返时间为540的单TCP连接为例计算可以和流量控制等功能，在保证网络数据高效传输的同得出信道的最大吞吐量为：