拜占庭环境下新成员加入容错组状态同步

在主动复制技术下,为了容忍少量节点的拜占庭错误并提高组成员加入时状态同步的效率,提出了快速状态同步协议FSSP.FSSP利用Erasure Coding将状态数据分成P块,经过线性运算,编码成Q块(QP).新加入节点只需获得Q块中的任意P块数据即可完成解码,获得状态数据.同时FSSP使用Hash技术屏蔽了拜占庭节点带来干扰.仿真实验结果表明:在100M bit/s以太网环境下,网络传输时延是系统的主要瓶颈,无论待同步状态数据驻留在内存还是硬盘中,FSSP均要优于直接同步协议DSSP.这是因为FSSP有效地减少了网络中传输的报文量,以少量的编解码计算代价换取了较大的网络传输时延,最终达到了加快状态同步过程的目的.     

新型工业以太网介质访问控制协议

以太网是一种针对商业使用的非确定性网络，不能满足工业控制中的实时性要求.提出一种新的基于持续竞争的实时以太网介质访问控制协议，该协议能够保证实时信号的发送有确定的最大时延，而且该协议与现有的以太网介质访问控制协议兼容。描述了协议的工作过程，分析了实时信号的最大发送时延和信道吞吐量特性，理论分析和仿真均证明了该协议是可行和有效的。     

基于Internet的短波接入协议设计

为了提高短波通信系统接入Internet的数据传输率,提出一种设计方案.在短波通信系统中,采用一种可变长度数据包,提高传输的有效性;在报文传送过程中,采用"选择重发SW ARQ"模式来同时发送多个数据包,减少协议的空闲时间;在传输层中,采用IP报文代理协议,克服误码率高、时延大等不利于传输的缺点.仿真实验证明,该方案有效提高了短波接入Internet的数据传输率.     

基于时延不对称网络的最小排队转发时延估计

针对精密时间协议(PTP)报文的不确定排队转发时延恶化PTP同步性能的问题,提出最小排队转发时延估计算法.通过对链路时延堆栈式比较,基于筛选出的未受阻塞的幸运报文进行时钟偏移估计,提高了时延不对称网络中的PTP同步性能.算法的边界条件由搜寻幸运报文的平均时间间隔决定,推导了该边界条件公式.测试验证结果表明:在主从链路时延不对称的环境下,相比于无优化情况,链路时延估计精度提高了约25ns,其稳定度提高了近2个数量级;PTP系统同步精度提高了1倍以上,其稳定度提高了近4倍.     

混合式beaconless基于地理位置的路由协议

以减小延迟和冲突为切入点,提出了一种混合式beaconless基于地理位置路由协议(HBGR).HBGR的目标是在减少时延敏感数据报文的端到端时延的同时确保对普通数据报文的影响尽可能小.HBGR通过混合式RTS/CTS握手机制为不同类型的数据提供不同的传输服务,在信道争用过程中为普通数据和时延敏感数据分配不同的争用窗口.与此同时,还提出一种基于距离转发区域划分的方案来优化转发者(下一跳节点)选择.仿真结果表明:在不同的网络拥塞度下,无论是静止场景还是移动场景,与GF,OGF和AODV相比,HBGR在报文可达率、端到端时延以及能量消耗方面都表现良好.     

基于ARM的CAN与RS-232设备以太网接入设计

针对CAN、RS-232接口的工业设备的远程监控问题,提出了以ARM为控制核心,采用μC/OS-Ⅱ实时操作系统,将来自CAN或RS-232接口的上传数据进行相应的协议解析,再添加TCP/IP、以太网协议封装,将数据转发到以太网上;将来自RJ45接口的以太网下发数据进行以太网、TCP/IP协议解析,再进行CAN或RS-232协议封装,将数据下发至相应的接口上.采用ARM芯片LPC2292、网卡芯片DM9000等设计和制作了协议转换系统的硬件电路,并开发了相关软件.其中RS-232、CAN的传输速率可调,USB支持常用的12 Mbps全速设备,以太网传输速率为10 Mbps/100 Mbps自适应,转换时间小于20 ms.基于ARM的协议转换系统实时性强,转换速度快,使用范围广,工作可靠,性能良好,具有实用性.     

一个互连网络系统的设计和研制

本文将论述一个实用的具有点一点通讯功能的以太网和电话网互连系统的分层结构设计,以及 PUP 报文传送协议,文件传送协议,服务器的研制。     

弹性分组环MAC协议的性能分析

报文时延和报文队列长度是衡量通信网性能的两个重要参数.本文针对RPR弹性分组环网中8种报文调度方法的报文时延和报文队列长度,进行了深入的理论分析和计算机仿真.得出:在一定条件下,调度方法会严重影响网络的性能.为了保证等级A与等级B业务的可靠传输,调度方法3/3-1是最佳选择.     

DTN中基于转发概率的散发和等待路由

针对DTN中散发和等待路由中继节点的选择存在盲目性的问题,提出了一种基于转发概率的散发和等待路由协议R-SW.该协议采用"基于转发概率散发+控制拷贝数量"的原则,选择中继节点时进行转发概率的比较,只将报文转发给转发概率较大的中继节点;其次,转发报文数目根据转发概率动态确定,即转发概率高的节点获得较多的转发;另外,加入拥塞控制机制.使用NS2网络模拟软件对算法进行测试,结果表明:所提出的算法可以减少开销和时延,提高报文的投递率,适合在DTN中应用.     

基于BF的单向网络性能抽样测量技术

针对在进行网络单向性能测量时,存在抽样效率不高和报文标识均匀性差等问题,提出了一种基于BF(Bloom Filter)的单向网络性能抽样测量框架及算法,解决了在不同测量点对上从大量背景流量条件下的抽样有效性和报文标识有效性问题.仿真性能表明,待测报文抽样效率与BF理论分析值偏差为0.5%,且报文标识冲突比例仅为3.5%左右,软件实现抽样时间开销为O.1μs量级;该抽样测量技术十分适合于从大量背景流量中快速抽样出少量待测报文,从而有效地测量出诸如单向传输时延、时延抖动及单向报文丢失率等重要网络性能参数.     

基于DM9000A和LPC2468的嵌入式以太网接口设计

文章针对嵌入式以太网接口设计方案,介绍了DM9000A的功能原理并给出了系统的硬件框图;讨论了接口软件部分,重点论述了底层数据的处理过程和通过TCP/IP上层协议的数据收发过程;完成了一个嵌入式以太网接口的设计,实现了数据的传输,并且数据的正确性得到保证.     

基于DSP的新型以太网控制器的应用

采用DSP芯片和网卡接口控制芯片ENC28J60设计以太网控制器,介绍了采用标准SPI串行接口的新型独它以太网控制器ENC28J60的特点以及与外部接口的硬件电路设计,分析了嵌入式TCP/IP协议的选取原则,DSP芯片对网卡接口控制芯片的控制过程和TCP/IP协议处理数据包的流程.该系统可以将数据按网络协议处理,实现数据的以太网传输.     

可重构交换机报文解析器的设计

将以太网交换机转发引擎芯片处理网络数据帧作为研究背景,为满足解析和提取报文关键字段的需求,设计了一种支持软件定义网络(SDN)的可重构报文解析器. 该解析器由若干个结构相同的基本处理单元(PE)和一个提取单元(extractor)级联而成,其中每一个基本处理单元负责解析一层协议的报文头部,它的个数取决于待处理网络协议的层级数,解析器能够实现对网络数据帧关键字段的完整解析和提取. 为验证解析器的功能,根据网络协议对报文解析器进行了实例化,同时将网络封包分析软件撷取的真实网络封包作为输入数据帧,进行功能仿真并得到最终的提取结果,与网络封包软件结果进行对比,结果显示一致.     

基于网络演算的确定性以太网性能评估

采用网络演算理论研究复杂拓扑下确定性以太网的性能,提出级联拓扑和双通道级联拓扑,应用反卷积理论建立两种复杂拓扑下的网络演算模型,并建立相应仿真模型.最后将仿真结果和理论结果进行比较,并且根据不同大小的时间触发数据、速率受限数据和尽力而为数据分别在端到端时延、吞吐量以及丢包率三方面进行性能分析.分析结果表明:理论结果与仿真结果相符合,说明确定性以太网具有良好的确定性和实时性,且在双通道级联拓扑下具有很好的容错能力.     

水下传感器网络中避免时空不确定性影响的MAC协议

水下传感器网络中时空不确定性严重,控制报文易发生冲突.时隙预约类MAC协议中控制报文发生冲突的概率较大,且节点位置变化会给报文接收带来不利影响.在此基础上提出了一种预设收发时间的水下MAC协议——PC-MAC.在PC-MAC协议中,考虑到发送节点位置可能出现变化,接收节点将预先设定接收报文的时间窗口,发送节点以接收窗口为依据,计算报文的发送时刻,从而避免报文冲突.仿真实验表明,根据网络的数据流量合理设定PC-MAC协议的参数,可获得较为理想的网络性能.     

带宽优化的深空快速文件传输协议

针对目前深空文件传输协议可靠传输服务中存在的文件传输时延较长或带宽利用率较低的问题,利用CCSDS文件传输协议(CCSDS file delivery protocol,CFDP)在延迟NAK模式下(deferred NAK)的文件传输时延随协议数据单元(protocol data unit,PDU)长度减小而递减的函数关系,通过优化文件重传阶段的PDU长度,实现高带宽利用率下的文件快速传输. 理论分析和仿真结果表明,在典型的地球-火星通信场景下,本文提出的文件传输协议与CFDP协议相比可以以小于1%的通信带宽为代价缩短文件传输时延约12%,与RSFDP协议相比可以在文件传输时延增加约15%的条件下将通信带宽降低约3%.      

航空货运站物流监控系统通讯协议设计

根据监控计算机和PLC之间的通讯原理,针对航空货站多工位、多路径、多任务实时监控特点,设计航空货运物流监控系统通讯协议.分析设备监控管理层与设备控制层PLC信息交换过程以及航空货运站物流监控的需求.按照标准化、可扩展的要求,设计运动指令和状态指令报文数据结构及相应的报文类型.实际应用表明,该通讯协议能够很好地满足复杂物流监控需求,信息容量大,格式规范新颖,便于软件实现.     

基于iSCSI协议的调度算法性能比较

由于iSCSI协议对于网络的低层没有特别的定义,而各种队列调度算法因其设计目的不同所以在各种特性上表现迥异.文中以仿真的方式,对基于iSCSI数据流的不同队列调度算法进行了性能评估.主要应用网络仿真软件ns-2建立模型和仿真场景,以相同的网络环境,应用Drop Tail、FQ、WFQ和SRR等算法作大量的反复仿真,对所得数据进行统计分析,得到以时延、时延抖动、速率、速率抖动为指标的性能参数.分析比较这些参数的结果,可为iSCSI的其他应用及研究提供参考.     

基于NS2的CSMA/CD协议的模拟及分析

NS2是目前学术界广泛使用的一种网络仿真软件,也常被用于计算机网络课程的教学中。在介绍NS2模拟网络运行的一般流程和一些常用的分析工具的基础上,描述了以太网MAC子层协议CSMA/CD的工作原理,实验模拟运行及对跟踪文件的分析说明了以太网的数据传送方式及性能影响因素,可以很好地用于计算机网络课程中以太网协议内容的教学。     

一种支持综合业务的高效低轨卫星多址协议设计

针对PRMA-HS协议由于连续发送预约请求造成系统在重负载时阻塞严重的问题,提出了一种基于发送重传的改进型协议。该协议通过在卫星基站设置专门的缓冲队列,用来存储具有发送请求的话音和数据终端的IDs,并优先考虑话音终端的预约请求,增加了话音终端的接入成功概率,降低了语音分组的接入时延和端到端时延,设计了基于排队理论的剩余时隙分配机制,有效避免了数据分组长时间得不到时隙的"饿死"现象。利用平衡点分析法对协议的性能进行了理论推导,计算机仿真结果表明,改进后的协议在丢包率、接入时延和端到端时延上均优于PRMA-HS协议。