基于ＲＳＶＰ協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性研究

摘要： 本文圍繞基于Internet的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性問(wèn)題，基于RSVP協(xié)議的實(shí)時(shí)性改善方案等方面進(jìn)行了較系統(tǒng)、深入的研究。

關(guān)鍵詞： RSVP協(xié)議 NS2網(wǎng)絡(luò)模擬器 試驗(yàn)

1.RSVP協(xié)議

Internet工程任務(wù)組的綜合服務(wù)工作組于1993年提出了一種增強(qiáng)Internet服務(wù)模型，包括盡力而為服務(wù)和實(shí)時(shí)服務(wù)。該模型與資源預(yù)留協(xié)議、實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議、實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議一起，能夠?yàn)橛脩籼峁M足其服務(wù)質(zhì)量所需服務(wù)類型。RSVP用于在Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多媒體通信。1997年，IETF工作小組制定了RSVP的基本功能。RSVP協(xié)議運(yùn)用在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的路由器、交換機(jī)的端口，以及端主機(jī)系統(tǒng)中，運(yùn)用資源預(yù)約協(xié)議和資源調(diào)度算法調(diào)度相應(yīng)的資源，去改善傳輸延遲、抖動(dòng)、丟失率、帶寬要求、吞吐量等指標(biāo)，從而提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量QoS。

2.仿真環(huán)境

我們采用NS2網(wǎng)絡(luò)模擬器對(duì)支持RSVP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真。NS2是最流行的網(wǎng)絡(luò)模擬軟件之一，已被科研院所和各大高校廣泛的用于網(wǎng)絡(luò)分析、研究和教學(xué)。我們的仿真試驗(yàn)便是基于NS2的。

3.擴(kuò)充RSVP協(xié)議

由于NS2本身并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)RSVP，為了支持資源預(yù)留，我們?cè)诖朔抡孳浖袛U(kuò)充了RSVP協(xié)議。可見(jiàn)，我們的仿真層次是基于C++和OTcl編程的層次。我們采用了由德國(guó)波恩大學(xué)Marc Greis開(kāi)發(fā)的rsvp/ns網(wǎng)絡(luò)仿真模塊，此模塊對(duì)大多數(shù)RSVP對(duì)象有很好的支持。rsvp/ns的最新修訂版本是rsvp-patch-ns-2.28。

在NS2中擴(kuò)充RSVP協(xié)議的步驟：

添加文件rsvp/rsvp.h、rsvp/rsvp-link.h、rsvp/rsvp-messages.h、rsvp/rsvp-objects.h、rsvp/wfq.h。這些文件定義或繼承相關(guān)的C++協(xié)議類；添加文件rsvp/rsvp-link.cc、rsvp/rsvp.cc、rsvp/rsvp-messages.cc、rsvp/wfq.cc、rsvp/rsvp-objects.cc，這些文件實(shí)現(xiàn)了該類成員函數(shù)和協(xié)議算法，并將C++代碼綁定到TCL；添加文件ns-rsvp.tcl，該文件定義TCL相關(guān)的類和變量；修改/common/packet.h文件，添加RSVP包類型；修改/FILES文件，添加新加入的文件；修改/tcl/lib/ns-lib.tcl、/tcl/lib/ns-packet.tcl文件，添加ns-rsvp.tcl和RSVP類型；修改makefile文件，添加rsvp/wfq.o rsvp/rsvp.o rsvp/rsvp-objects.orsvp/rsvp-messages.o rsvp/rsvp-link.o\\，重新編譯生成ns.exe文件。當(dāng)我們將舊版本下的rsvp/ns移植到我們的仿真系統(tǒng)中后，通過(guò)編寫OTcl程序構(gòu)建我們的虛擬網(wǎng)絡(luò)、配置測(cè)試參數(shù)。

4.試驗(yàn)運(yùn)行

仿真程序運(yùn)行截圖如下：

5.試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與結(jié)論

我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均記錄在各個(gè)tace（跟蹤）文件里面。我們按照上節(jié)中的數(shù)據(jù)提取方法，將我們所關(guān)心的數(shù)據(jù)提取出來(lái)，然后通過(guò)開(kāi)源作圖軟件Xgraph繪制數(shù)據(jù)的變化曲線，從而使我們更好地分析數(shù)據(jù)變化特征。在上面的TCL程序中，我們將n0中來(lái)自n2的流量數(shù)據(jù)記錄在文件tp2.tr中，將n0中來(lái)自n3的流量數(shù)據(jù)記錄在文件tp3.tr中，將n0中來(lái)自n4的流量數(shù)據(jù)記錄在文件tp4.tr中，Ifu所有數(shù)據(jù)包的傳輸情況均記錄out.tr文件中。同樣，我們將n0中來(lái)自n2的數(shù)據(jù)流的丟包率記錄在文件loss2.tr中，將n0中來(lái)自n3的數(shù)據(jù)流的丟包率記錄在文件loss3.tr中。

6.小結(jié)

基于RSVP協(xié)議的實(shí)時(shí)性改善方案旨在運(yùn)用資源預(yù)約協(xié)議和資源調(diào)度算法調(diào)度相應(yīng)的資源，去改善傳輸延遲，丟包率，帶寬要求和吞吐量等指標(biāo)，從而提高網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性。我們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模擬器NS2（Network Simulator）對(duì)支持RSVP的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了仿真，并通過(guò)對(duì)所獲得的仿真數(shù)據(jù)的分析，得出了基于RSVP辦議的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試系統(tǒng)實(shí)時(shí)性改善方案的結(jié)論。

然而RSVP協(xié)議仍存在著很多不足之處，能夠提供RSVP支持的路由器尚沒(méi)有普遍使用，在以后的道路上，還需要對(duì)它不斷地進(jìn)行補(bǔ)充和完善，但它已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注和支持，相信在不久的將來(lái)，它將會(huì)無(wú)處不在。

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