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本科毕业设计--supanet中数据流适配层协议的研究.doc
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西 南 交 通 大 学
研 究 生 学 位 论 文
专 业 计算机应用技术
SUPANET 中数据流适配层协议的研究
基于角色的访问控制的研究
Classified Index: TP393.09
U.D.C: 618.14
Southwest Jiaotong University
Master Degree Thesis
RESEARCH ON STREAM ADAPTATION
PROTOCOL IN SINGLE PHYSICAL LAYER
USER PLATFORM ARCHITECTURE
May.2005
�Grade: 2003
�Candidate: Liang Wei
�Academic Degree Applied for: Master
�Major: Computer Application
Supervisor: Dou Jun
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 I 页
摘 要
密集波分复用技术为将电视网、电话网和传统计算机网络合并为一个
数字化、分组化的集成的网络提供了高速通信条件,而现有的 Internet 的
三层/两层的用户数据传输平面的传输效率低下、难以对未来不同服务质
量的应用数据流提供服务质量保障,在这种背景下,作者所在的实验室提
出了单物理层用户数据传输平面的体系结构(SUPA)。该全新的网络体系
结构,利用带外信令控制技术,将服务质量保证体系的控制点的协议层次
降低到物理层,并简化用户数据传输平面为单层平面。
本论文研究的主题是单物理层用户数据传输平面体系结构(SUPA)
的应用数据流适配层(SAL)及其适配协议,其重点是为不同的服务质量
需求的应用数据流提供适当的数据封装格式,从而实现应用数据流适配层
在高层用户数据与物理帧之间进行适配,不必象传统数据网络中对用户数
据进行层层封装,而是将高层的用户数据直接封装成物理帧,通过交换的
虚线路(VL),在物理层实现对用户数据的高速交换,从而提高用户数据
的传输效率。
在全新的网络体系结构 SUPA 中,作者首先对未来网络中的众多应用
数据做了较深入的分析和比较,将高层应用数据分为恒定比特率数据流、
可变比特率数据流和恒定/可变比特率的非实时数据流。又利用分层概念,
将应用数据流适配层(SAL)分成两个子层(汇聚子层和拆装子层),提
出并设计了 3 种面向“三网合一”需求的全新的应用数据流适配协议
(SAL1、SAL2 和 SAL3)。这 3 种适配协议分别适配高层 3 类不同服务
质量需求的应用数据。
其中,SAL1 用于适配恒定比特率的实时数据流(第 1 类),作者利
用了这类数据对于瞬时的数据错不敏感,特别设计了零功能的汇聚子层
(即只需完成数据分割或重组),从而满足该类数据在传输时要求尽可能
小的传输时延抖动的需要;SAL2 用于适配可变比特率的实时数据流(第
2 类),SAL2 允许不同的 SAL2 连接复用一条虚线路的设计更加充分适应
短用户数据的传输需要,使得用户数据的传输效率得到大大提高,而且
SAL2 仅仅对头部信息的差错控制使得在低误码率的网络环境里数据传输
的实时性得到更好的保证;SAL3 用于适配恒定/变长比特率的非实时数据
流(第 3 类),SAL3 在功能上的设计与 IP 网络的紧密联系,为 Internet 向
SUPANET 的过渡提供有力支持。同时,为了适配传输速率变化很大的数
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 II 页
据业务,在 SAL3 中定义了两种业务传送工作模式,即成块传输模式(适
用于实时性要求不高的场合)和管道传输模式(适用于具有低时延要求的
低速数据传输)。
最后,本论文还利用 OPNET 网络仿真软件建立一个简化的 SUPA 网
络拓扑结构,对 3 种适配协议进行端到端时延的仿真,仿真实验结果表明
3 种适配协议基本满足高层 3 类应用数据传输对实时性的要求。
关键字 SUPA;SAL;三网合一;带外信令控制
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 III 页
ABSTRACT
The background of the work presented in this dissertation is the
SUPANET (Single physical layer User-Platform (U-platform) Architecture
NETwork) introduced by Sichuan Network Communication Key Laboratory
(SC-Netcom Lab) to meet the needs of QoS for future merged networks. The
SUPANET simplifies the user-data transfer platform (U-platform) into a single
physical layer, which can greatly improve efficiency as well as QoS
provisioning for user data in the U-platform while remains interoperable with
existing Internet.
This dissertation focuses on adaptation issues between user traffic and the
basic data units (i.e. EPF - Ethernet-like Physical Frame) of the SUPANET
with regard to QoS requirements (throughput, transit delay, jitter, data loss rate,
etc.), data formats and lengths in the U-platform of SUPA. In order to provide
a systematic approach towards adaptation functions, this thesis defines
2-sublayer architecture for the SAL, SAR (Segmentation And Reassembly)
sublayer at the bottom and CS (Convergence Sublayer) at the top.
In view of application traffic can be classified into three groups on the
basis of nature of application traffic:CBR-T (Constant Bit Rate Time critical)
data flow、VBR-T (Variable Bit Rate Time critical) data flow and C/VBR-N
(Constant/Variable Bit Rate Non-time critical) data flow, three adaptation
protocols have been defined in the author’s work, they are:
A. SAL1 for CBR-T to ensure high data rate, low latency and jitters
B. SAL2 for VBR-T to with less critical constraints on traffic delivery but
with minimal error checking facility.
C. SAL3 for C/VBR-N with an emphasis on reliable data delivery.
Because CBR-T data flow requests transfers delay and jitter as little as
possible, SAL1segments user data and encapsulates Physical Frame,
appending nothing for user data. The reason for definition of SAL1 is that the
Bit Error Rate has been reduced to 10
-10
~10
-12
with continuous improvement
in communication technique and CBR-T data flow is not sensitive to
instantaneous data error. Due to the transfer’s less delay and reliability
requirements of such streams, SAL2 PDU provides length and CRC fields to
satisfy requirements of transfer. C/VBR-N data flow, which is non-time
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