论文部分内容阅读
目前卫星移动通信已经得到日益广泛的应用,对卫星通信网络中分布式系统数据同步更新技术的研究也愈来愈重要。相对于地面通信网络分布式系统,在卫星通信网络中,由于LEO卫星围绕地球做高速运动,卫星与地面用户终端间存在频繁的星地链路切换。星地链路切换会引起网络拓扑结构、链路路由的改变,以致于切换前后数据传输发送端与接收端的传播时延也会发生变化。上述改变在接收端可能会引起接收数据包失序,降低了TCP协议的传输性能。针对星地链路切换在卫星通信网络分布式系统数据同步更新中的问题,论文提出了两种改进的卫星网络切换策略—基于网络补偿的切换策略与基于性能增强代理模型的切换策略。网络补偿切换策略是一种借助卫星节点或者地面中继节点缓存能力的补偿切换策略。通过对切换前后传播时延差值进行网络补偿,使得链路发送端到接收端的网络传播时延保持稳定,从而确保接收端数据包可以有序接收。性能增强代理模型则是一种应用于异构网络边缘的性能代理。该代理可以代替接收端向发送端提前发送ACK确认,同时也可以代替发送端响应接收端的重传请求。这样性能增强代理模型屏蔽了接收端对发送端的影响,提升了链路的传输效率。网络仿真表明采用两种切换策略的数据同步更新策略在网络时延稳定性、平均吞吐量、平均时延等性能指标上具有一定改善。其中平均吞吐量由几十KB提升至接近100KB,另外平均链路传播时延也由原来的0.16ms降至0.05ms左右。在研究论文相关算法的同时,论文通过NS2网络仿真对发送端与接收端仅存在一条路径的情况进行了研究,验证了单条路径有多条TCP链接的情况下,上述两种切换策略可以满足TCP链接间的公平性并且可以提高网络的平均吞吐量(几十KB到接近100KB)、传播时延稳定性。未来研究会针对在发送端与接收端具有多条路径的复杂网络场景下,将单条路径的星地链路切换策略推广到具有多条路径的卫星通信网络中。