The Internet in space: problems and solutions

With the advent of direct broadcast satellites and inexpensive minidishes, satellite broadcasters are competing with cable television providers by delivering hundreds of channels of digital video services to millions of customers without a wired infrastructure. Many of these broadcasters also want to compete with Internet service providers by delivering high-speed Internet access to homes and businesses. If satellite services have their way, users will no longer have to wait to enjoy multimegabit Internet data connections until the telephone company provides them with fiber-optic cable. The paper considers how space-based Internet service must overcome a fundamental problem before it can realize its full potential. While it is possible to bounce Internet data packets off geosynchronous-Earth-orbit (GEO) communication satellites, the protocol that ensures that the packets will arrive safely (TCP/IP) also slows satellite-based traffic to a relative crawl. This is because in space TCP/IP must carry data over distances that are much longer than the protocols were designed for. This creates transmission delays that make it impractical to download the large files of data, including images and multimedia products, that many organizations need. However, researchers who are looking for solutions to this problem have come up with several promising proposals     

Architecture for a hardware-based, TCP/IP content-processing system

The transmission control protocol is the workhorse protocol of the Internet. Most of the data passing through the Internet transits the network using TCP layered atop the Internet protocol (IP). Monitoring, capturing, filtering, and blocking traffic on high-speed Internet links requires the ability to directly process TCP packets in hardware. High-speed network intrusion detection and prevention systems guard against several types of threats. As the gap between network bandwidth and computing power widens, improved microelectronic architectures are needed to monitor and filter network traffic without limiting throughput. To address these issues, we've designed a hardware-based TCP/IP content-processing system that supports content scanning and flow blocking for millions of flows at gigabit line rates. The TCP splitter2 technology was previously developed to monitor TCP data streams, sending a consistent byte stream of data to a client application for every TCP data flow passing through the circuit. The content-scanning engine can scan the payload of packets for a set of regular expressions. The new TCP-based content-scanning engine integrates and extends the capabilities of the TCP splitter and the old content-scanning engine. IP packets travel to the TCP processing engine from the lower-layer-protocol wrappers. Hash tables are used to index memory that stores each flow's state.     

卫星单向广播链路IP数据传输技术

针对卫星单向广播链路的特点,论述了传输控制协议/网际互联协议(TCP/IP)数据在卫星单向广播链路上的传输方式。基于典型的网络组网结构,分析了链路层和网络层协议在单向链路上的应用方式,最后提出了一种改进方案,解决了协议无关组播(PIM)、地址解析协议(ARP)、逆向路径转发检查(RPF)等协议和过程在单向链路上的应用和部署难题,实现了卫星单向广播链路IP数据的传输。     

SCTP: new transport protocol for TCP/IP

For the past 20 years (1980-2000), applications and end users of the TCP/IP suite have employed one of two protocols: the transmission control protocol or the user datagram protocol. Yet some applications already require greater functionality than what either TCP or UDP has to offer, and future applications might require even more. To extend transport layer functionality, the Internet Engineering Task Force approved the stream control transmission protocol (SCTP) as a proposed standard in October 2000. SUP was spawned from an effort started in the IETF Signaling Transport (Sigtrans) working group to develop a specialized transport protocol for call control signaling in voice-over-IP (VoIP) networks. Recognizing that other applications could use some of the new protocol's capabilities, the IETF now embraces SCTP as a general-purpose transport layer protocol, joining TCP and UDP above the IP layer. Like TCP, STCP offers a point-to-point, connection-oriented, reliable delivery transport service for applications communicating over an IP network     

一种改进的TCP拥塞控制算法

目前,TCP拥塞控制算法作为一种可靠的数据传输被广泛应用在因特网中．在保证网络数据传输可靠性的基础上,数据流之间的公平性是算法设计的重要的性能指标之一．在单瓶颈网络环境下对TCP数据流之间的研究算法已经被提出,但对多瓶颈网络环境下TCP数据流之间的公平性研究至今不多见．因此,根据网络层的显示拥塞指示Marking Relay ECN（explicit congestion notification,ECN）技术,研究了在多瓶颈网络环境下TCP数据流的公平性,提出了一种改进的TCP拥塞控制算法,并使该算法在IP网络中得以实现．仿真结果证明,此算法在多瓶颈网络环境下能使TCP流达到较好的数据流之间的公平性;而且所提出的算法与传统的TCP算法相比,有更高的吞吐量和更快的响应．总之,所提算法性能表现良好．     

TCP/IP协议栈的实现方法

TCP/IP协议是实现网络通信最基本的协议,对网络数据的可靠性传输有很大的影响。随着网络技术的发展,将嵌入式系统中引入TCP/IP协议具有明显的现实意义。然而受到嵌入式系统资源的限制,需要将TCP/IP协议进行简化,从而实现嵌入式系统中TCP/IP协议的有效利用。本文对TCP/IP协议状况进行概述,并对TCP/IP协议的特点和TCP/IP协议的简化进行分析,最后提出TCP/IP协议的实现方法,旨在简化操作,提高嵌入式系统的运行效率。     

基于DVB-RCS标准的卫星链路IP适配技术研究与应用

基于DVB-RCS标准的卫星链路IP适配技术是卫星因特网协议（IPoS）研究与应用的热点,它主要解决IP互通在卫星子网和非卫星子网（有线网络）之间的透明互操作。对卫星链路IP适配技术的相关技术：PEP、IP分组传输、分割和重组等进行分析研究,并在项目中进行设计应用。     

基于IP实时通信的实时出版——定购协议

IP,TCP,UDP是因特网通信的标准传输协议 ,但这些协议对于应用程序开发过于底层。用来做商业应用的高层协议 ,比如 HTTP,CORBA和 DCOM已经被开发出来 ,但是 ,许多分布实时应用程序的开发者发现他们没有提供恰当的抽象层次或关键功能。例如没有一个协议能为起决定作用的通信、对时间有感知的通告、主控制者状态通告、透明的热交换替代或服务质量控制提供支持。用标准因特网传输的出版—订购协议已经被开发出来 ,它支持分布式实时进程间通信。这个协议已被 IDA(Interface for Distributed Automation)采用。本文描述了设计要求 ,并介绍了怎样用标准 U DP/ IP在有严格时间期限要求的应用程序中实现网络质量决定传输质量、可靠的出版—订购和客户—服务器模型的消息机制。     

基于快速传输协议实现卫星TCP性能的改善

在经由卫星通信系统的网络应用中, TCP的性能较低。分段连接机制作为应用最广的一种性能优化方案,可以改善TCP端对端的性能,而在此机制中,卫星链路部分采用何种传输协议直接决定性能改善的效果。XTP协议是一种应用于有线网络的高速传输协议,但经过深入研究发现：XTP协议同样也非常适用于卫星通信系统。所以建议：在分段连接机制中,采用XTP协议作为卫星链路的传输协议。性能测试结果表明采用该建议非常显著地提高了端对端TCP的性能。     

SCTP: a proposed standard for robust Internet data transport

The stream control transmission protocol (SCTP) is an evolving general purpose Internet transport protocol designed to bridge the gap between TCP and UDP. SCTP evolved from a telephony signaling protocol for IP networks and is now a proposed standard with the Internet Engineering Task Force. Like TCP, SCTP provides a reliable, full-duplex connection and mechanisms to control network congestion. However, SCTP expands transport layer possibilities beyond TCP and UDP, offering new delivery options that are particularly desirable for telephony signaling and multimedia applications.     

基于嵌入式的实时通信协议栈研究与设计

传统的TCP/IP协议重点在于保证数据传输的可靠性及流量控制,而在实时性要求相对较高的嵌入式领域,其实时性方面的性能显得不足。为此,对基于TCP/IP协议的嵌入式通信协议栈进行了分析,针对通信中的TCP拥塞控制问题进行了改进,有效地提高了TCP/IP协议的实时性。     

IP网络实时视频流的传输控制算法AVTC的研究

随着实时音视频流和多播应用的发展，越来越多的非TCP流将出现在IP网上，它们可能和TCP流不公平地竞争网络带宽．针对TFRC算法存在的一些缺陷、Rtt的计算以及具体的实现等问题进行了讨论，并提出了IP网的自适应实时视频传输控制算法AVTC(adaptive video transmission control)．在AVTC算法中，发送端通过从接收端得到当前网络的状态信息，从而估计得到比较合适的发送速率，并动态地调整发送端的发送速率以适合当前网络的状况．AVTC算法满足实时视频流传输的实时性要求以及与TCP流公平地分享带宽的TCP友好性要求．     

基于ARM—Linux系统与组态王Modbus／TCP通讯的研究与实现

Modbus／TCP工业以太网是运行在TCP／IP协议栈上的Modbus报文传输协议,组态王（Kingview）是国内组态软件龙头。分析了Modbus／TCP的协议构成及其体系结构和组态王中的莫迪康Modbus／TCP协议,在嵌入式ARM9和Linux操作系统平台上实现了Modbus／TCP协议与组太王6．55的通讯。方案能有效实现工业现场的Arm—Linux系统与组态王的Modbus／TCP通信功能。     

基于Matlab物联网网关的Modbus协议实现

实现了一种基于Matlab的物联网网关原型开发平台,以应用层协议——Modbus协议作为公共协议来解决多种传感网络协议不统一问题,实现了Modbus ZigBee网络、ModbusTCP/IP网络、Modbus串行链路的数据采集、传输和存储,以及对传感网的设备控制,最终通过Matlab中的Web服务发布技术将数据发布到Internet,以方便客户查询和控制.     

基于TCP/IP硬件协议栈的智能仪器网络接口设计

目前嵌入式应用系统，特别是智能仪器中常采用51系列的微控制器为核心。为了实现智能仪器与Internet连接的功能，通过应用网络接口芯片W3100A与51系列的微控制器接口来实现TCP／IP协议栈，用于数据的快速传输和共享，标准协议（TC/IP）为数据的可靠传输提供了保证。提出了一种利用Internet获得智能仪器中的实时及历史数据的可行性方案。     

基于GPRS的电力监控终端网络接入方案

针对目前无线通信技术在电力监控系统中的应用,研究了一种通过GPRS网络将电力监控终端接入互联网的技术方案.该方案利用GPRS无线模块与GPRS网络间的无线信道作为物理层接口,在此之上通过PPP协议实现数据链路层,最后采用uIP软件协议栈实现精简的TCP/IP协议作为网络层和传输层.在应用层采用了自定义规约.由于协议各层次都是纯软件实现,因此本方案具有成本低廉、配置灵活的特点,并且在现场使用,效果良好.     

论三网合一技术架构的实践

在上世纪八十年代,美国开发了一个基于TCP/IP的通信系统——信息高速公路,也称为因特网,它带来了一个极大的冲击波,影响并改变了许多公司和个人开展业务的方式。随之而来的二十一世纪初,全球先进的技术进一步发展了这些TCP/IP通信设备,进入到新的水平——基于TCP/IP近乎实时地传输语音和视频数据。这就带来了一场新的基于网络融合的产业革新——"三网合一",它正改变着整个世界开展业务的方式。对"三网合一"概念,讨论了:①什么是"三网合一";②实现"三网合一"硬件和软件技术的解决方案;③转换现有网络到"三网合一";④操作"三网合一"应用和软件方案;⑤设计考虑。     

Internet网络攻击与抵御的层次化分析

TCP／IP协议是Internet网互联的基础，TCP／IP的安全性直接关系到Internet网和系统的安全。TCP／IP的层次不同．提供的安全性也不同。根据TCP／IP的分层模型，本文采用层次化分析的方法对其各个层次上可能存在的非法攻击进行了详细的分析．并给出了相应的安全抵御防范措施。     

嵌入式Internet中TCP／IP协议栈的研究与设计

目前大多数嵌入式设备是8位或16位的MCU,要将Internet与嵌入式设备进行结合,其主要困难在于,相对于8／16位低速处理器本身资源的限制,Internet的TCP／IP协议簇过于复杂,因此不可能实现完整的TCP／IP协议栈,必须根据实际需求进行精简。针对8位或16位的低档MCU接入Internet,采用MCU＋软件嵌入TCP／IP协议的方法加以实现。对嵌入式Internet中TCP／IP协议栈的实现进行了研究与分析,针对每一层的具体协议,提出了设计方法和精简方案。由于嵌入式设备自身资源的限制,使得在嵌入式Internet中TCP／IP协议栈的实现存在功能简单、安全性不高等问题。但是随着嵌入式硬件设备和Internet技术的不断发展,嵌入式TCP／IP协议栈的实现也将会越来越完善。     

基于SCTP的移动Internet建模与仿真

分析了移动Internet传输的特点和SCTP协议的相关特性,在此基础上提出了基于SCTP的移动Internct传输模型。依据此模型,讨论了SCTP多宿、多流等特性在无线条件下对移动Internet接入性能的影响,并与TCP协议下的传输性能进行了对比仿真。仿真结果表明：在无线链路和特定的应用层协议下,相对于TCP,基于SCTP的传输能够明显减小时延并充分保障传输的可靠性,可为移动Internet接入业务提供更有力的支持。