數(shù)字集群IP網(wǎng)絡及其QOS研究.pdf

1、集群通信系統(tǒng)屬于專用移動通信系統(tǒng)，主要用于調度指揮。傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡采用電路交換方式，可以滿足以話音為主要業(yè)務的通信需求。但因為其資源利用效率和可靠性低，越來越不能滿足急劇增長的數(shù)據(jù)、多媒體通信需求。隨著通信需求從以語音業(yè)務為主轉向數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務為主的轉變，以及科技的發(fā)展，集群系統(tǒng)必將以IP網(wǎng)絡作為其傳輸網(wǎng)。
　　IP分組傳輸方式的引入，必將引起原來業(yè)務與控制一體化的網(wǎng)絡架構的變革。但緣于Internet的IP網(wǎng)絡采用一種盡力而為

2、的服務，無法保障集群系統(tǒng)的服務質量QoS。本文根據(jù)集群通信系統(tǒng)的特點，在分析IP協(xié)議的基礎上，提出了基于IP協(xié)議的數(shù)字集群傳輸新結構，并就影響服務質量的有關參數(shù)進行了計算機仿真分析，得出了相關參數(shù)設置對QoS的影響關系，以作為今后工程設計的參考。
　　本文首先簡要介紹了集群通信的發(fā)展史和目前的應用，預測了今后集群發(fā)展的趨勢。簡單介紹了集群通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡構架。
　　然后對電路交換和分組交換的優(yōu)缺點及其應用進行了分析，并就分組交

3、換的兩種情況，即基于IP的時分復用(TDM over IP)和全IP進行了理論分析、比較，指出：全IP是未來集群通信的最佳選擇。
　　接下來分析了TCP/IP協(xié)議族以及RTP協(xié)議、IP路由選擇理論，并分析了不同的集群業(yè)務需求在服務質量方面的差異。在此基礎上，為不同的業(yè)務確定了不同的協(xié)議選擇，并提出了新的傳輸模塊構架。
　　最后,利用OPNET軟件，模擬仿真了TCP/IP協(xié)議的幾個重要參數(shù)對服務質量(QoS)的影響。首先分析了

4、語音業(yè)務中帶寬對鏈路時延、時延抖動以及丟包率的影響，給出了帶寬的范圍。然后針對數(shù)據(jù)業(yè)務，分別仿真分析了帶寬與數(shù)據(jù)輸入反應時間、數(shù)據(jù)排隊反應時間、TCP時延的影響，并仿真分析最大分段尺寸(MSS)與TCP連接時延、IP業(yè)務丟失的關系，緩存(Buffer)與TCP連接時延、IP業(yè)務丟失的關系。在仿真的基礎上，確定了帶寬、最大分段尺寸(MSS)、緩存(BUFFER)參數(shù)的設置范圍。這些關于服務質量QoS參數(shù)的仿真分析，可以為今后的實際系統(tǒng)提供