网络服务协议

网络服务协议（精选12篇）

网络服务协议 篇1

0引言

网络协议分析器 (network analyzer) 是对通用协议的数据包进行解码, 并以人可读的格式显示网络流量内容的软件或设备。由于网络协议种类繁多, 各种新协议层出不穷, 因此分析器必须具有良好的可扩展性, 可方便地支持新的协议。

Wireshark是一款免费开源的协议分析器, 是目前应用最广泛的网络协议分析软件之一。本文介绍了WireShark网络协议解析的原理与新协议添加的方法, 并分析了向WireShark中添加新协议解析器的两种方法, 并对自定义的网络协议给出添加步骤。

1Wireshark系统结构

WireShark的系统结构如图1所示, 主要功能模块如下:①GTK 1/2:图形窗口工具, 操控所有的用户输入/输出界面;②Core:将其它模块连接起来, 起到综合调度的作用;③Epan:Wireshark协议解析器;④Capture:数据包捕获引擎, 依赖于底层库WinPcap/libpcap库;⑤Wiretap:从磁盘读写数据包文件的引擎。

2数据包协议解析原理

2.1协议树

基于OSI的7层协议模型, 协议数据是从上到下封装后发送的, 而对于协议解析需要从下至上进行。首先对网络层的协议识别后进行组包还原, 然后脱去网络层协议头, 将里面的数据交给传输层分析, 这样一直进行下去, 直到应用层。

由于网络协议种类很多, 就Wireshark所识别的500多种协议来说, 为使协议和协议间层次关系明晰, 从而对数据流中各层次的协议能够逐层处理, Wireshark系统采用了协议树的方式, 如图2中所示。图2中UDP协议的所有数据都是封装在IP协议中的, 那么UDP协议就是IP协议的一个协议子节点, 具有相同父节点的协议成为兄弟节点, 如TCP与UDP节点。

Wireshark采用协议的特征字来识别拥有同样父协议的兄弟节点协议。每个协议注册自己的特征字, 这些特征字给子节点协议提供可以互相区分开来的标识。在Wireshark中注册一个协议解析器首先需要指出它的父协议是什么, 另外还需指出自己区别于父节点下所有兄弟节点协议的特征字。

由于采用了协议树加特征字的设计, Wireshark在协议解析上具备了很强的扩展性, 增加一个协议只需要将该协议相关的解析函数挂到协议树上相应的节点即可。

2.2添加协议解析器的方式

向Wireshark添加新协议解析器有两种方式:内置型 (built-in) 和插件型 (plugin) 。

2.2.1 插件型 (plugin)

插件型是构建一个插件 (如一个动态连接库) , 并把它自己注册到主程序中, 执行解析工作。

插件技术, 就是在程序的设计开发过程中, 把整个应用程序分成宿主程序和插件两个部分, 宿主程序与插件能够相互通信。并且, 在宿主程序不变的情况下, 可通过增减插件或修改插件来调整应用程序的功能。运用插件技术可以开发出伸缩性良好、便于维护的应用程序。

由于现在网络协议种类繁多, 为了可以随时增加新的协议解析器, Wireshark也采用了插件技术。如果需要对一个新的协议进行解析, 只需要开发这个协议解析器, 并调用注册函数向主程序注册就可以了。

2.2.2 内置型 (built-in)

内置型是把一个协议解析器编译进主程序中, 它将一直可用。

内置型与组件型的差异很小, 只不过内置型的重构周期比组件型的长很多, 同时没有插件型那么灵活。

3数据包解析器代码结构

新增加一个协议解析器的步骤一般分为注册协议, 初始化解析器, 实际解析处理3个步骤, 下面以自定义协议演示如何增加一个协议解析器。插件型与内置型两种方式的代码结构基本相同, 此处不做区别。自定义协议 (FOO Protocol) 格式如表1所示。

该协议为UDP协议的子协议, 端口为1234, 其中:

数据包类型—— 一个字节, 可能取值:1—初始化, 2—终止, 3—数据。

标识—— 一个字节, 可能取值:0x01—开始数据包, 0x02—结束数据包, 0x04—优先数据包。

序号—— 两个字节。

IP地址—— 四个字节。

3.1注册协议

主要调用proto_register_protocol函数来注册协议。

3.2初始化解析器

把UDP端口进行绑定, 所以主程序在接收到该端口的UDP数据包后就调用该解析器。其中dissect_foo为做实际解析工作的函数。

3.3实际解析处理

添加对具体协议各字段的解析。

有关协议解析器添加更详细、更具体的内容参见文献[2]。

4解析器代码的编译

插件型与内置型解析器代码的编译区别较大, 对此分别说明。

4.1.1 插件型 (plugin)

为了编译该解析器代码来创建该插件, 除了解析器的源代码packet-foo.c外, 还需要在该源代码文件所在目录下创建下列一些文件, 其包含了Windows平台与UNIX/Linux平台下的各自所需文件。①Makefile.am —— UNIX/Linux的makefile 模板;②Makefile.common —— 包含插件文件的名称;③Makefile.nmake —— 包含Wireshark插件的Windows平台下的makefile;④moduleinfo.h —— 包含插件版本信息;⑤moduleinfo.nmake —— 包含Windows 平台下动态链接库 (DLL) 的版本信息;⑥packet-foo.c —— 自定义协议解析器的源代码;⑦plugin.rc.in —— 包含Windows 平台下的DLL资源模板。

Makefile.common与Makefile.am文件必须修改, 来反映相关的文件与解析器名称。

moduleinfo.h 与moduleinfo.nmake文件必须填写版本信息。

把该解析器编译成一个动态连接库或共享库, 并复制到已安装Wireshark的plugin目录下, 即可使用。

4.1.2 内置型 (built-in)

内置型协议解析器源代码都在目录wireshark-1.2.0epandissectors下。此处, 我们以添加UDP协议为例, 说明内置型添加协议解析器的步骤:

第一步:将要添加的协议解析器源文件packet-udp.c和头文件packet-udp.h放在此目录下;

第二步:在此目录下修改Makefile.common文件, 分别将源文件和头文件名添加到对应的DISSECTOR_SRC和DISSECTOR_INCLUDE宏下面。

第三步:最后对整个工程进行编译连接, 就可以把要添加的协议解析器, 如同Wireshark大多数内置解析器一起被整合编译到libwireshark中。

5结束语

在自行开发自定义协议分析器时, 除了需要处理大量底层数据捕获、缓存与存储的开发工作外, 还涉及到复杂的数据包过滤、网络信息统计与数据包内容显示的开发工作, 并且很难提供足够的实用功能。

通过有效利用Wireshark已有框架, 使得自定义协议解析器的开发量可显著减少, 并可提供功能强大与兼容性更好的协议解析器, 从而为网络分析工作提供强有力的工具支持。

参考文献

[1]WinPcap技术文档4.0.1[EB/OL].http://www.winpcap.org.2011-06-10.

[2]Wireshark Developer's Guide 29135for Wireshark 1.2.0[EB/OL].http://www.winpcap.org.2011-06-10.

[3]罗青林, 徐克付, 臧文羽, 等.Wireshark环境下的网络协议解析与验证方法[J].计算机工程与设计, 2011 (3) .

网络服务协议 篇2

802.11b协议

说明：802.11b协议是由IEEE(电气电子工程师学会)于9月批准的，该协议的无线网络工作在2.4GHz频率下，最大传输速率可以达到11Mbps，可以实现在1Mbps、2Mbps、5.5Mbps以及11Mbps之间的自动切换;采用DSSS(直接序列展频技术)，理论上在室内的最大传输距离可以达到100米，室外可以达到300米。目前，也称802.11b为Wi-Fi。

应用：目前，802.11b协议凭借其价格低廉、高开放性的特点被广泛应用于无线局域网领域，是目前使用最多的无线局域网协议之一。在无线局域网中，802.11b协议主要支持Ad Hoc(点对点)和Infrastructure(基本结构)两种工作模式，前者可以在无线网卡之间实现无线连接，后者可以借助于无线AP，让所有的无线网卡与之无线连接。

802.11a协议

说明：802.11a协议同样是在19制定完成的，其主要工作在5GHz的频率下，数据传输速率可以达到54Mbps，传输距离在10米～100米之间;采用了OFDM(正交频分多路复用)调制技术，可以支持语音、数据、图像的传输，不过与802.11b协议不兼容。

应用：802.11a协议凭借传输速度快，还因为使用了5GHz工作频率，所以受干扰比较少的特点，也被应用于无线局域网。但是因为价格比较昂贵，且相下不兼容，所以目前市场上并不普及，

802.11g协议

说明：802.11g协议于6月正式推出，它是在802.11b协议的基础上改进的协议，支持2.4GHz工作频率以及DSSS技术，并结合了802.11a协议高速的特点以及OFDM技术。这样802.11g协议即可以实现11Mbps传输速率，保持对802.11b的兼容，又可以实现54Mbps高传输速率。

应用：随着人们对无线局域网数据传输的要求，802.11g协议也已经慢慢普及到无线局域网中，和802.11b协议的产品一起占据了无线局域网市场的大部分。而且，部分加强型的802.11g产品已经步入无线百兆时代。

WEP协议

说明：全称Wired Equivalent Protocol(有线等效协议)，是为了保证802.11b协议数据传输的安全性而推出的安全协议，该协议可以通过对传输的数据进行加密，这样可以保证无线局域网中数据传输的安全性。目前，在市场上一般的无线网络产品支持64/128甚至256位WEP加密，未来还会慢慢普及WEP的改进版本――WEP2。

网络问题解决向协议要效率 篇3

排除协议错误

有一则很奇怪的网络问题，本地连接能正常发送、接受信息包，但无法上网访问内容。对故障客户端系统的网卡指定灯状态进行检查时，看到网卡设备的指示灯尽管处于点亮状态，不过很长时间始终不闪烁，而指示灯不闪烁，就意味着网卡设备不存在数据交换行为。会不会是上网线路存在故障呢？网管员立即通过专业工具，来对物理线路连通性进行测试，看到物理线路的连通性很正常。之后，网管员又对TCP/IP参数、IE浏览器设置进行依次检查，看到都很正常，那故障客户端系统为什么无法正常上网呢？在毫无头绪的情况下，网管员只好上网咨询相关网络问题答案，偶然之中，看到计算机系统的Winsock设置不正确时，容易引起客户端系统发生各种隐性网络错误，这些错误经常会造成系统上网故障。所以，在尝试多半方法无法解决上网不正常故障时，不妨考虑对系统的Winsock设置进行恢复，或许将Winsock设置恢复到默认状态后，各种隐性的网络问题就能立即消失了，到时不能上网故障也就自动消失了，下面就是将Winsock设置恢复到默认状态的具体实现步骤：

首先依次选择“开始”|“运行”命令，切换到系统运行对话框，在其中执行“cmd”字符串命令，弹出系统MS-DOS工作窗口。在该窗口命令提示符下，输入“netsh winsock reset”字符串命令，确认后返回如图1所示的结果信息，本地系统的Winsock设置就能自动恢复到默认状态了，再重新启动一下Windows系统。等到系统启动稳定后，重新进行上网访问测试操作，相信之前发生的网络问题已经自动解决了。

修改协议端口

大家知道，善于使用Windows系统自带的Telnet协议功能，可以对网络中的重要主机进行远程管理，从而能有效提高网络管理效率。然而，该协议在进行远程管理工作时，会使用众人皆知的23端口，而该协议端口很容易被恶意用户偷偷利用，有可能给网络管理工作带来安全麻烦。此外，Telnet协议在工作时，会以明文形式传输内容，通过这种方式传输的内容很容易被恶意用户窃听或拦截，那怎样才能确保Telnet协议的使用安全呢？

首先需要修改Telnet协议的端口号码，让别人不容易知道。可以逐一点击“开始”|“运行”选项，弹出系统运行对话框，输入“cmd”命令，单击“确定”按钮后，弹出MS-DOS工作窗口。在该窗口命令行提示符下，输入“tlntadmn config port=1001”命令（其中“1001”为新的协议端口号码），如图2所示，单击回车键后，就能将本地计算机的Telnet协议端口号码修改为“1001”了。当然，新开启的协议端口号码不能和本地计算机中已启用的端口号码一致，否则Telnet协议将无法正常工作。日后，当别人要使用Telnet协议与本地系统建立远程连接时，必须在本地计算机名称后面加上“：1001”，才能保证Telnet连接创建成功。

其次在安全性要求较高的场合下，尽量使用SSH协议连接代替Telnet协议连接。因为SSH协议默认以非明文方式传输数据，恶意用户即使采取技术措施，中途窃取到了传输的数据内容，也无法访问到其中的信息。

停用NetBios协议

在局域网工作环境中访问共享资源时，有可能会遭遇这么一则十分奇怪的故障现象，那就是本次访问共享资源是正常的，不过重启计算机系统后，共享访问就失败了，再次重启计算机时，共享资源又能顺利访问了，为什么会发生这种蹊跷的故障现象呢，又该怎样避免如此奇怪的故障现象呢？

在排除上网线路不稳定因素外，必须检查故障计算机系统的NetBios协议状态，因为共享访问操作能通过两种协议模式来进行，一是Direct hosting协议模式，二是NetBios协议模式。如果共享访问处于Direct hosting协议模式状态时，局域网中的计算机相互之间能直接进行共享文件传输操作，而共享访问如果工作在NetBios协议模式状态时，本地计算机需要通过137网络端口来解析对方计算机名称，通过138端口号码来传递通信数据包，通过139端口号码来传输特定的共享文件。WinXP以上版本系统，在缺省状态下，会强制共享访问操作以Direct hosting协议模式工作，以提高共享访问速度，不过它也将NetBios协议模式同时集成在其中了。当我们将共享访问设置成NetBios协议模式时，Windows系统会智能调用绑定在网卡设备上的第一个IP地址，要是该IP地址与远程共享主机的IP地址不处于相同工作子网时，自然就会发生共享访问失败的故障。而且每次启动计算机系统后，Windows系统会随机选用协议模式，这样就会发生上面的蹊跷故障了。

为了避免上面的故障现象，我们可以进行如下设置操作，来停用NetBios协议，以保证Windows系统每次都使用Direct hosting协议模式，来访问局域网中的共享资源：首先依次点击“开始”|“设置”|“网络连接”命令，弹出网络连接列表窗口，用鼠标右键单击“本地连接”图标，执行右键菜单中的“属性”命令，切换到本地连接属性对话框，在该对话框的常规标签页面中，选中TCP/IP协议选项，按下“属性”按钮，进入TCP/IP协议属性设置界面。

其次按下“高级”按钮，切换到TCP/IP协议高级属性对话框，用鼠标点选“WINS”标签，弹出如图3所示的标签设置页面，在“NetBios设置”处，看看TCP/IP协议上的NetBios工作模式有没有被选中，如果看到该模式已经被正常选中时，应该及时改选“禁用TCP/IP上的NetBios”功能选项，确认后保存设置对话框。日后，本地计算机系统通过网络访问共享资源时，就会一直通过Direct hosting协议模式来工作，那么共享访问就能始终稳定了。

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重置协议状态

在低版本操作系统中，上网下载资源时，速度或许不会很理想，这可能是低版本操作系统默认限制了TCP/IP上网连接数。为了尽可能地加快下载速度，不少用户都会及时更新Windows XP SP3补丁程序，并安装可以调整TCP/IP上网连接数的补丁程序，确保能够调整TCP/IP上网连接数量。不过，在成功安装好有关补丁程序，并重新启动计算机系统后，再次进行上网连接时，有时会发生不能上网访问的故障，该故障与平时发生的无法上网故障几乎完全相同，要是用户不清楚故障原因时，很容易在故障排查过程中多走弯路。

事实上，在成功安装好相关补丁程序后，计算机之所以会上网不正常，多半是Windows系统的TCP/IP协议被损坏，引起了对应通信协议不能正常处理数据信号。而且，一旦TCP/IP协议文件被意外损坏时，可能会存在如下不正常现象：无法查看本地连接状态信息，通过ping命令判断127.0.0.1地址连通性时，会发生“unable to contact IP driver”之类的错误，利用“ipconfig /all”命令，查看本地计算机的上网参数时，系统也会返回“an internal error occurred”之类的提示内容。所以，当计算机系统遇到无法访问网络故障时，不妨进行上面的检查、测试，要是确认在无法上网的时候，同时有上述现象出现，那就意味着TCP/IP协议文件可能受到了补丁安装操作的破坏。此时，可以进行如下设置操作，来快速重装TCP/IP协议，再正确定义好上网配置，就能恢复网络连接访问了：

首先逐一选择“开始”|“控制面板”|“网络和共享中心”|“管理网络连接”选项，切换到网络连接列表界面，找到本地连接图标并用鼠标右击之，执行快捷菜单中的“属性”命令，弹出本地连接属性对话框。在该对话框的“常规”设置页面中，将TCP/IP协议选中，并按下如图4所示界面中的“卸载”按钮，将可能受损的TCP/IP协议成功卸载掉。

接着重新启动计算机系统，再次进入本地连接属性对话框，点击“添加”按钮，重新安装一遍TCP/IP协议，并为TCP/IP协议配置好合适的工作参数，相信这时网络故障就能被解决了。如果TCP/IP协议在重新安装后，还无法让网络访问恢复正常时，那多半是故障计算机系统中的“tcpip.sys”文件被破坏或删除了。这个时候，我们不妨从网络中另找一台上网正常的计算机，展开“Windows＼system32＼drivers”文件夹窗口，利用优盘将正常的“tcpip.sys”文件，复制粘贴到故障计算机的相同文件夹中，之后重启故障计算机系统，这样就能恢复TCP/IP协议的工作状态了。

取消协议绑定

如果计算机只用来访问Internet网络，那么让网卡只绑定一个TCP/IPv4协议就足够了，其他的通信协议都是多余的。不过，在缺省状态下，Windows系统会将许多通信协议集中绑定在网卡设备上，这样会造成网卡设备在处理数据信息时“分神”，从而容易降低网络传输速度。为了改善网络访问速度，我们可以将绑定在网卡设备上的无关协议取消掉，让网卡全力以赴地传输数据，下面就是具体的操作步骤：

首先用鼠标右键单击系统托盘区域处的网络连接图标，点击快捷菜单中的“网络和共享中心”图标，进入网络和共享中心窗口，按下“管理网络连接”按钮，在其后出现的网络连接列表界面中，右击本地连接图标，执行快捷菜单中的“属性”命令，进入本地连接属性对话框，如图5所示。

在这里，我们看到Windows系统默认绑定了很多无关的协议或组件在网卡设备上，它们在上网访问过程中根本没有任何作用，反而还会影响网卡设备的工作，最终造成上网访问速度缓慢。例如，Vista以上版本系统，默认会将TCP/IPv6协议绑定在网卡设备上，当计算机上网访问时，Windows系统会优先使用TCP/IPv6协议建立上网连接，当无法找到有效的TCP/IPv6网络连接时，才会使用TCP/IPv4协议重新创建连接，这样上网访问操作自然会多走弯路，从而影响网络访问速度。所以，我们可以取消选中这里的“Internet Protocol Version6 （TCP/IPv6）”选项，禁止TCP/IPv6协议干扰上网访问速度。同时，可以取消选中“QoS Packet Scheduler”选项、“Link-Layer Topology Discovery Responder”选项等，以减轻网卡设备的工作“压力”。当然，如果本地计算机不需要与局域网中的其他计算机共享交流时，还能取消选中“File and Printer Sharing for Microsoft Net…”选项。

保证协议稳定

在安装了新版本操作系统的计算机中，通过网络传输或下载一些容量较大的数据信息时，会发现数据信息传输或下载速度明显不正常，而低版本操作系统通过同样的网络，传输或下载相同的数据信息时，速度却很正常，那么为什么会发生如此蹊跷的网络故障呢，我们该如何来进行应对呢？

正常情况下，引起网络传输或下载速度不快的原因，主要有网络传输通道堵塞、上网配置不正确、病毒木马程序捣乱等方面，在对这些细节进行逐一排查后，要是还不能提高网络传输或下载速度时，那多半是新版本系统意外关闭了TCP/IP协议的自动调谐功能，因为该功能会影响大块头文件的传输性能。这个时候，不妨进行如下设置操作，来临时停用TCP/IP协议的自动调谐功能，以保证协议的工作稳定性：

首先以系统管理员身份登录新版本操作系统，例如登录进入Windows 7系统，逐一选择“开始”|“程序”|“附件”|“命令提示符”选项，并用鼠标右击“命令提示符”命令，点击快捷菜单中的“以管理员身份运行”选项，切换到MS-DOS命令行界面。

其次在该工作界面的命令提示符下，输入字符串命令“netsh int tcp set global autotuninglevel=disable”，单击回车键，返回如图6所示的结果信息，这就表明已经成功关闭了TCP/IP协议的自动调谐功能，之后，再尝试传输或下载容量较大的数据信息时，传输速度或许就能加快了。

网络服务协议 篇4

观察此次学生运动, 特别是他们在facebook及其它论坛上的“推文”, 可以发现多数参与学生不具有经贸专业背景, 对两岸服务贸易协议一知半解。殊不知服务业是未来国际竞争舞台上的关键部分, 在台湾连续两年经济增长率挣扎于“保2”线上, DRAM、手机、面板陆续在与韩国竞争中落败的当前形势下, 两岸服务贸易协议可以成为台湾经济的一路“奇兵”, 有望使台湾服务业摆脱当前困境, 在大陆市场的扩张获得先机。

台湾服务业面临转型发展的困境

自上世纪80年代中期起台湾逐渐向服务型社会转变, 1988年台湾服务业占GDP比重超过50%, 1993年又突破60%, 目前达到70%左右。表面看来, 服务业已是台湾经济的主体, 但从实际贡献来看尚不足以成为台湾经济成长的主要支柱。当前台湾服务业主要面临的问题包括以下四方面。

1.台湾服务业市场狭小

台湾服务业“国际化”程度较低, 基本以满足岛内2300万人口的需求为主。按需求方式大致可分为生活性服务业和生产性服务业两种, 生活性服务业主要向居民提供物质和精神生活消费产品及服务, 如餐饮业、住宿业、家政服务业、美发美容业等;生产性服务业则指支持生产活动并使其他产业顺利经营和发展的服务业, 如金融业、通讯业、交通运输业等。无论从生活性服务业还是生产性服务业来看, 岛内市场都十分有限, 近年来由于许多制造业生产线外移并带动部分台商及其家属的流动, 岛内服务业内需市场呈逐年缩小态势。

2.台湾服务业发展动力不足

台湾服务业在经过了上世纪90年代的发展“黄金期”后, 显得后劲不足。根据台湾“主计处”的统计数据计算, 2000年~2010年间, 台湾服务业年均增速仅2.9%, 低于同期工业和整体经济的增长速度。台湾服务业劳动力生产力指数年均增长2%, 其中属于现代服务业的医疗保健业 (-1.1%) 、金融保险业 (0.3%) 、技术服务业 (-0.3%) 等劳动生产力基本呈低增长或负增长状态。目前, 台湾服务业的主要增长源仍为运输仓储、不动产业等传统服务业, 难以带动服务业的快速增长。

3.台湾服务业就业偏低

大多数服务业属于劳力密集型产业, 随着工业化发展, 劳动力从农业部门大量流入工业部门, 而当服务业发展成为经济主体时, 劳动力应转而流入服务业部门。服务业发达的地区服务业就业人口比重一般高于或接近产值比重, 如香港、美国、英国的服务业就业人数分别占总就业人数的86%、79%、77% (2006年) 。但台服务业就业人口比重仅58%, 比产值比重低10多个百分点。台湾服务业实现就业的能力低于正常水平, 一方面反映了服务业结构中“公共行政及国防”、不动产业等比重过大存在泡沫化的风险, 另一方面也说明产业结构调整后从制造业领域流出的劳动力未被充分吸纳, 进而加剧岛内结构性失业问题。

4.台湾服务业贸易逆差

过去对外贸易主要关注商品进出口部分, 但随着服务业在各国 (地区) 经济中地位的提升, 服务贸易也明显受到更大重视, 美欧等发达国家服务贸易已成为对外贸易的主体, 台湾经济的主要竞争对手韩国近年来以影视、美容等产业为主的服务业“国际化”策略也取得了令人瞩目的成绩。但台湾服务业对外贸易长期处于逆差, 据台湾“中央银行”估算, 1995年~2007年间台湾服务贸易逆差累计达730亿美元。2000年~2008年台湾服务贸易出口占全球比重由1.34%下降至0.89%, 占亚洲比重由6.52%下降至4.64%;2000年~2009年服务贸易进口占全球比重由1.75%下降至0.94%, 占亚洲比重由7.08%下降至3.77%。

大陆市场是台湾服务业的重要出路

从根本上看, 台湾服务业需要解决的是市场和竞争力问题。为此台湾经济主管部门提出“三业四化”, 即制造业服务化、服务业科技化和国际化、传统产业特色化。所谓服务业“国际化”, 就是使服务在全球范围内展开经营、寻求融合、求得发展的过程。台湾的服务业必须走“国际化”道路, 这主要是因为台湾人口增长停滞、经济不景气影响民众的消费, 这两点决定了岛内服务业市场已经饱和, 不“走出去”寻找新的市场就没有出路。当然, 台湾选择的对象可以是欧美这样消费力强劲的发达国家, 也可以是大陆、东盟等具有发展潜力的经济体。但综合来看, 大陆市场应是台湾服务业的最优选择, 原因如下:

第一, 从服务业的特性来看, 服务与普通的商品生产销售不同, 服务型企业为顾客提供的是无形的服务, 往往是人与人的直接接触, 因此台湾服务业以大陆地区为市场具有语言、文化相同的优势, 这是其他外资服务企业都难以企及的。

第二, 从国际经济环境来看, 过去欧美等发达经济体是台湾服务业投资的重点, 主要原因是其服务业发展相对成熟且民众富裕消费力强。但2008年国际金融危机后, 以欧美为主的全球消费结构发生转变, 亚洲新兴经济体特别是中国大陆地区的消费市场迅速成长起来, 正占据愈来愈重要的地位。近几年, 大陆市场很明显已经成为各国服务业 (如影视、旅游) 争夺的热点区域。

第三, 从大陆经济发展来看, 近年来服务业发展势头迅猛, 2013年服务业占GDP比重首度超过工业达46.1%, 标志着大陆经济迈入“服务化”时代。未来随着产业结构调整和经济转型的不断推进, 服务业发展将更为迅速。台湾服务业扩大外需, 不能忽略极具发展潜力的大陆市场。

第四, 从两岸经济合作来看, 两岸商品贸易关系已走入平稳发展阶段, 增长的空间不大, 服务业合作正逐渐成为两岸经济关系发展的重点。台湾“投审会”的统计数据显示, 2007年服务业占台商投资大陆比重还不到10%, 2013年已提升至43.3%。由于对两岸金融合作充满预期, 去年, 台湾金融保险业赴大陆投资额大幅增长, 并超过电子制造业跃居至台商投资首位。无论市场的“手”还是制度的“手”都在引导台湾服务业靠近大陆市场。

举例来看, 台湾服务业中的旅游业因结合大陆市场的转型发展已卓有成效, 很值得借鉴。自上世纪90年代起台湾吸引游客的数量增速放缓, 岛内居民因新台币升值掀起出境旅游的高潮, 其对台湾经济的影响主要有两点:一是岛内旅游业逐渐转变为以出境游市场为主, 旅游核心部门如旅行社业、旅游交通设施、旅馆业、景区娱乐业等多年来发展停滞, 显然跟不上整体经济和民众收入的增速。二是旅游业的产业关联性大, 入境旅游市场的低迷间接影响零售、餐饮等相关行业, 对岛内消费和投资信心、就业等的影响也不容忽视。

2008年在两岸实现“三通”、开放大陆居民赴台旅游后, 台湾旅游业迅速拓展至大陆市场。据台湾“交通部观光局”统计, 赴台的大陆游客从2007年的30.7万人增长至2013年的287.5万人, 预估台湾“入境游”旅客数量2016年有望突破年1000万人次, 其中大陆市场 (游客) 约占4成。5年来台湾旅游业因大陆游客的增加带动岛内旅游市场而迅速转型, 岛内旅行社业的“入境游”又重新成为主营业务, 旅馆业、航空业、餐饮业乃至工艺品业等也明显受到拉动。台湾“中央银行”的统计显示, 台湾旅行“国际”收支由2007年的39亿美元逆差转变为2013年的3.7亿美元顺差。

两岸服务贸易协议有助台商在大陆市场的竞争

在两岸关系和平发展的新形势下, 两岸以ECFA为框架推动经济关系的正常化和自由化。2013年6月21日两岸两会第九次会谈签署的《两岸服务贸易协议》是ECFA后续四大协议之一, 对两岸服务业市场开放及开展合作做出了制度安排。根据两岸服务贸易协议, 大陆对台湾开放包括金融、电子商务、医疗等80项服务, 开放幅度高于WTO承诺, 体现了对台湾同胞的善意与诚意;而台湾对大陆开放64项服务, 不仅仍坚持“正面表列”, 而且大多低于WTO承诺 (19项为WTO承诺部分, 且早已对外资开放) 。总体来看, 大陆对台湾地区的开放幅度较大, 而台湾方面开放幅度相对较小、限制仍很多, 对大陆企业而言受益程度比较有限。但对台湾服务业而言, 两岸服贸协议的意义重大, 可解决台湾服务业在大陆的市场准入和市场定位问题, 是未来台湾服务业在大陆市场竞争的关键。

1.使台湾服务业先于外资取得大陆市场经营权

过去以制造为主的台商在大陆经济中占据重要地位, 很大程度应归功于他们提早于其他外资在大陆投资布局。随着大陆地区服务业快速发展, 海外资本逐渐将投资重点转向服务业, 近年来投资教育、商业服务等领域, 特别是金融业都出现了快速增长。而自加入世界贸易组织 (WTO) 以来大陆地区积极推进服务领域的对外开放, 目前按WTO分类的160项服务业部门已开放100余项, 超过了发展中国家的普遍标准, 按商务部规划很快还将推动在金融、教育、文化、医疗、建筑设计、会计、审计、商贸物流、电子商务等多个服务领域放宽外资投资和经营的限制。若无两岸服务贸易协议, 未来台湾服务业将同外资一同开放, 但台湾服务业的竞争力与外资相比不具优势, 恐难在大陆市场中取得“一席之地”。因此, 正如李克强总理在博鳌论坛上表示“大陆对外开放时会先对台湾开放, 或者对台湾开放幅度大一些”, 两岸服务贸易协议首先对台湾开放物流、旅游、金融等领域, 就是希望“首先与台湾同胞分享大陆经济发展带来的机遇”。

2.帮助台湾服务业深耕大陆内需市场

过去台湾制造业在大陆投资以服务欧美市场为主, 近几年在大陆市场竞争力和市占率逐渐下降, 就与其未能尽早进入大陆内需市场密切相关。而值得一提的是, 少数台商如统一、康师傅等, 正因为有较高的大陆市占率而成为行业的领先品牌。台湾服务企业无疑应吸收制造业的经验教训, 在深耕大陆服务业内需市场上多下功夫。两岸服务贸易协议中大陆向台湾开放的旅行社业、医疗业、文创业、电子商务等都拥有庞大的市场, 未来随着大陆民众收入快速提升, 预期消费增长的潜力很大。台湾服务企业若能在大陆庞大的服务业内需市场中占据一定地位, 将极大提升岛内服务业的发展水平。特别是服务业“在地化”往往与当地政府的政策环境密切相关, 按协议台湾电子商务等服务业可在福建先行试点经营, 福建省还计划推出一系列与服务贸易协议配套、协助台湾服务企业落户并取得与大陆企业相同待遇的政策措施, 这些举措都将有助台湾服务业消除竞争障碍。

信息网络(代维)服务协议 篇5

甲方：张掖市森林公安局

乙方：甘肃昊云网络科技有限公司

为促进张掖市******局信息网络良好运行，根据双方友好协商，甲方将位于*******的网络管理规划、计算机系统维护、网络机房代维、通信网络设施维护委托乙方统筹管理。

本协议起止日期为2017年12月10日至2018年12月9日，共包含以下3项内容：

1、信息网络规划服务。

2、信息网络安全管理服务。

3、网络机房设施及计算机设备代维服务。

上述3项，全年服务合同金额为 元，甲方每年分2次支付乙方，即每年6月9日前和12月10日前，每次支付乙方合同总额的50%。

协议期内如有服务项目的增减，可签订补充协议予以明确有关事宜，补充协议与本协议共同生效。如双方发生争议，可协商解决。

1、服务地点及项目内容

根据甲乙双方友好协商，甲方将xxxxxx楼XXXX办公室、XXX楼XXX办公室以及XXX楼的网络机房的计算机网络通信设备及管网委托乙方代维管理。主要包含信息网络系统核心设备、系统公共部分设备、构成信息网络环境的部分、机房（配线间）部分、楼层接入设备、用户桌面终端设备等。

2、乙方服务管理条款及双方责任义务

1）乙方负责做好甲方代维系统的安全稳定运行，不发生责任原因造成的信息网络安全事件。

2）乙方负责甲方代维设施、设备的完好，不发生人为原因造成的设备损坏或报废。

3）乙方须保证代维系统的整体运行效果，确保系统应有功能的完整性和完备性。

4）乙方应登记详细的代维系统运行管理和维护记录，确保代维系统的安全、可靠运行。

5）乙方应定期检查网络机房关键设备的运行情况，巡检工作做到全面、彻底，不留死角。

6）乙方应配备必要的维护设备、维护工具、通讯工具，确保系统的正常维护。

7）乙方每季度应组织1次全面的安全检查工作，查找解决代维管理中的安全问题和隐患，超找解决维护、管理流程中存在的问题，确保每个细节和流程满足系统运行要求。

8）当发生信息网络安全事件时，乙方须立即通报甲方，并依照启动应急预案，紧急事件要响应及时、处置合理，最大程度减少事件的危害和影响。如属乙方责任原因造成的事件，责任由乙方承担，处置及恢复费用乙方负责；否则，处置及恢复费用由甲方承担。

9）乙方应定期对代维系统进行可要行评估，并将评估结果报甲方审核、审批。当可靠性降低不能满足系统正常稳定运行要求时，乙方应提出整改计划和方案，如需投资解决的，甲方应尽快审核、批准、投资，如因审批或响应不及时造成信息网络事故，责任由甲方承担。

10）信息网络系统代维合同执行期间，确因需要购买设备材料产生的费用（须经甲方同意）由甲方承担。

11）当乙方发现重大信息网络安全隐患时，应及时向甲方通报，并制定解决方案，如产生费用按上一条规定执行。

12）代维系统每年的例行检测费用，机房防雷检测、传输线路检测、信息点检测等核心和公共部分设施设备，均包含在代维费中，由乙方承担。

13）因乙方维护、管理不力或乙方责任原因造成的信息网络事故，由乙方承担全部责任。

14）甲方应免费为乙方提供代维服务所需的工作场地，并免除乙方因代维服务所产生的能源消耗、资源占用等费用。

15）为保证甲方信息网络系统及环境安全，甲方应投资建设或安装安防设施和安防系统。

16）信息网络系统代维期间，乙方遵守甲方制定的规章制度，服从甲方的管理，接受甲方的监督和检查。

甲方： 乙方：（签章）（签章）法人（或授权人）： 法人（或授权人）：

网络服务协议 篇6

关键词：云服务 云SLA 生命周期管理 云服务质量

中图分类号： G255.76 文献标识码： A 文章编号： 1003-6938（2013）01-0051-07

1 引言

云服务是云计算技术将其自身展现给用户的具体实现形式，也是其自身价值得以实现的方式。对云服务提供商而言，他们以不同的云服务内容和形式相互竞争，Google、Amazon、IBM、Sun、Microsoft、HP和Salesforce等这些大型的IT厂商均推出不同的云服务，如应用程序服务、存储服务、架构服务和计算服务等。对用户而言，众多的云服务可以满足用户随时随地按需使用的需求，但用户在访问云服务的过程中会受到各种因素的制约，如一定费用的支付和预算的局限。因此，从云服务提供商角度来看，可以依据云SLA（Service Level Agreements，服务等级协议）来优化使用其基础设施以提供用户所需要的云服务。从用户角度来看，可以依据云SLA来确保自己能够享受到云服务提供商所承受的服务质量和服务等级，进而平衡成本的支出与所获得服务质量的水平，选择性价比较高的云服务。

2 服务等级协议

TMF GB917定义的SLA为：SLA是服务提供商（Service Provider， SP）和用户之间正式签订的一个协定，是存在于双方之间的一个合约。它是一个正式的、经服务提供商和用户协商的合约，包括双方对服务内容、优先权、责任和义务以及费用和赔偿问题的共识，同时包括对服务质量等级的规定。在现有云环境下，SLA能较稳定地支持对服务的正常运营，因此是信息服务双方不可或缺的一项协议[1]。云环境下的信息服务等级协议（Information Service Level Agreement， ISLA）是提供商关于如何实现提供给客户的信息服务的承诺、保证客户获得预定义的信息服务质量的协议。

随着市场竞争的加剧，电信服务、网络服务和云服务的提供商均面临着提高自身竞争优势和满足用户性能需求的双重压力。他们一方面致力于减少服务的成本，另一方面又必须努力改进云服务质量，从而使自己的服务/产品有别于其他的竞争者。由于网络服务提供商（Internet Service Provider， ISP）、通信服务提供商（Transmission Service Provider， TSP）、云服务提供商（Cloud Service Provider， CSP）、信息资源服务提供商（Information Resource Service Provider， IRSP）及终端用户（User）这些参与方、其角色具有多重性、用户需求具有多样化，使得成本和QoS之间的平衡尤为复杂和困难；同一个服务提供商，它的角色既可以是服务的提供方，也可以是服务的接收方。这种多重角色形成了一条复杂的关系链[2]，如云服务提供商对于网络服务提供商是接受网络服务的客户（但不是终端客户），他们之间的服务等级协议是WSLA；对于信息资源服务提供商来说，云服务提供商是信息服务平台的提供者，因而他们之间的服务等级协议是ISLA（见图1）。

[图1 信息服务的业务关系模型]2.1 SLA的发展

SLA的应用经历了从电信到IP网络服务，在两者的基础上，SLA又被引入到云服务领域。因此，可以将SLA的发展归结为三个阶段，即电信服务阶段、网络服务阶段和云服务阶段。

（1） 电信管理论坛TMF将SLA应用于电信服务领域。TMF、ITU、IETF等部门分别制定各种SLA和QoS的标准与规范，如有关服务质量的术语定义、确定和应用QoS参数的框架和方法、SLA的框架、SLA的管理手册等，有利于统一规范SLA的应用，保证用户和提供商对SLA和QoS术语的统一理解。

（2） 在网络服务领域，各种在Web和Grid服务中签订的SLA逐渐形成，如HP的WSMF（Web Services Management Framework）[3]、IBM的WSLA（Web Service Level Agreement）[4]、WSPL[5]、WS-agreement[6]及其基于WS-Policy[7]的方法等。这些在Web服务领域中用以保证Web服务质量的协议，通过提供各种IT服务水平的参数、衡量实际服务水平与预先协定的偏差和失误、监测和管理Web服务的执行，从而确保Web服务的网络性能和质量得到应有的保证。

（3） 云服务领域，各云服务提供商制定各自的云SLA以保证云服务的质量。如Microsoft Azure云平台服务制定SLAs，从Storage、Compute、SQL、AppFabric和CDN等方面来明确服务双方的职责与义务；Amazon S3存储服务制定Amazon S3 SLA，从功能、可靠性和价格等方面来明确其存储服务；Google Apps制定Google Apps SLA，明确Apps产品提供的服务等级及违规情况。各种云SLA的实施使得云SLA成为目前云服务提供商们保证QoS的重要手段。

2.2 云SLA的需求及意义

云计算的本质是将资源虚拟化存储于云端，以互联网传播的方式为用户提供服务。因此，我们认为能通过网络实现的信息服务是实现云服务的前提条件之一。云SLA是对服务提供商所提供云服务的服务质量和服务等级进行阐述和明确的法律文本[8]。就云SLA而言，服务提供商或用户都会考虑与某项云服务相关的要素，如服务对象等级、双方职责、服务维护、数据存储位置、业务连续性或灾难恢复能力、系统冗余等，因此需要在SLA文本中明确或者满足以下几点需求[9]：

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（1）对服务加以清晰的描述，以便用户能够容易地理解和完成对服务的操作。

（2）说明服务提供商所提供服务的服务等级。

（3）定义对服务参数进行监控的具体方式以及监控报告的格式。

（4）说明服务提供商不能提供服务时所需要承担的责任。

（5）说明计费等具体的业务参数等。

在关于云SLA的相关文本中，服务提供商和用户需要分别把各自的责、权、利阐述清楚，需要就双方均认可的服务提供商所提供服务的类型、所提供服务的等级参数、用户所需付费情况、关于所提供服务的相关保证措施以及关于服务提供商与用户违反文本中相关条款的惩罚措施等具体的文本条文明确下来。由于云计算在线服务模式的特殊性，对于云服务提供商可能出现的服务中断和不适时、数据损坏、用户隐私泄露等情况，要在云SLA文本中明确云服务提供商的责任以及一旦出现上述情况服务提供商所需承担的责任等。

3 云SLA管理的价值

为了服务质量水平以SLA预先定义的性能等级进行交付使用，需要对SLA中所有服务过程加以管理，即SLA管理（Service Level Agreement Management， SLAM）。TMF提出SLA生命周期管理和SLA参数框架两种SLAM管理工具。其中，SLA参数框架是对独立参数进行分类的有用工具。

云SLA定义了双方或者多方关于服务质量、优先权和职责等期望。传统的SLA是服务提供商和企业用户所签订的合同（见图2）。SP必须积极地管理所提供服务的质量以获得竞争优势。此外，其所提供的服务越是依赖于多个合作者，管理这些服务的云SLA在SP维持众多合作关系或用户关系中越具有重要的作用（见图3）。因此，云SLA及其管理在SP的用户关系管理（CRM）和供应关系管理（SRM）中起着重要作用，它对SP、用户和供应商均有着重要的价值。

4 云SLA的生命周期管理

TMF[10]在eTOM视图中定义了SLA的生命周期过程，云服务提供商同样需要eTOM商务过程框架来规范、集成并自动化云服务的商务运营过程，能高效地与其它实体或参与方开展商务，使通过网络实现的云服务能更多地关注客户、关注服务质量，实现其资源节约、资源共享、安全保障等基本特征。根据业务或参与方的性质，云SLA的类型包括云服务提供商内部的SLA、云服务提供商-客户的SLA、云服务提供商-供应商的SLA（见图4）。

目前云服务提供商向用户提供的云服务一般包括四种：基础设施即服务IaaS、软件即服务SaaS、平台即服务PaaS以及存储即服务。以上四种服务，在其服务等级协议的管理过程中都应该遵循SLA生命周期中各个阶段的管理。

4.1 云SLA开发阶段

云SLA的开发主要是支持服务计划及其活动，如预测市场的趋势、定义和构建可用的服务产品目录等活动。SP将其服务以不同的形式提供给云用户，服务产品是用其功能和特征加以描述的。在此阶段，首先，SP可以采用用户需求调查系统、用户评价系统、服务交互或监测程序等应用程序加以辅助支持，以做出服务开发阶段的一系列决策：如提供服务的类型、服务的水平、服务的质量等级，衡量每项服务水平及质量的参数、参数值的确定等。其次，由于市场需求、竞争压力、服务性能的变动预示着SP开发新服务及其新的SLA模板（见图5）。总之，此阶段的主要任务是：

（1）识别云用户需求。用户需求是开发新云SLA的主要依据。SP在将当前服务交付给用户使用时，需要不断地搜集用户在使用服务过程中所反馈的信息，从而分析用户的使用偏好、识别用户需求。此阶段中SP主要收集用户三个方面的需求：SLA中不存在的服务、SLA中没有定义的服务、超出当前SLA参数的定义。

（2）识别并描述与用户需求相称的服务特征（如服务水平、服务参数及参数值）。在服务的描述过程中，不仅要描述与服务相关的SLA参数，还要描述该SLA参数值是否可以由用户自己选择指定、某参数值是否依赖于已选择的某些参数。

（3）识别并描述网络、通信和云计算的性能。如现有网络和信息资源供给的技术所能提供的服务水平、质量等级等，有助于SP较好地认清当前的技术水平；同时需要将性能以可量化、可计算的参数及参数值的形式将其描述出来，以供用户选择和评价。

（4）准备标准的SLA模板。新服务的描述及其SLA模板是本阶段的结束标志及检验准则，为后阶段与用户的协商奠定基础。

本阶段结束的标志是获得服务的SLA模板。在SLA管理的过程中还应该对SLA模板的生命周期加以管理，使SLA模板尽可能地适应环境的变化。SLA模板的生命周期包括初始模板的生成、用户的反映/回馈、分析用户需求、改进模板和生成最终模板等。SLA模板是一个公用的服务模板，用户可以根据自身的个性化需求，在云SLA的协商阶段，与SP进行谈判、协商，从而形成适合自身需求的云SLA。

在此阶段，云服务提供中心（Cloud Service Provider Center， CSPC）持续不断地收集来自不同用户的请求，检查当前目录中是否有与用户需求相匹配或相近的服务，估计新服务潜在的用户量、预期利润和潜在的市场需求等，并将用户需求连同新服务的潜在市场价值及所估算的生命周期发送给云服务计划和开发中心（Cloud Service Planning and Development， CSP&D）。CSP&D将用户需求划分为业务需求和技术需求，咨询云服务质量管理中心（Cloud Service Quality Management， CSQM）当前网络、通信和云资源质量的情况，然后衡量提供新服务的可选架构，确定开发新服务所需的潜在技术或技术的优先级，并将技术需求发送给技术计划和开发中心（Technology Planning and Development， TP&D）。TP&D根据收到的技术需求，比较当前技术的性能和可靠性能力，分析其技术实现的可能性、更新或改进技术所需成本、实现新服务的时间跨度。如果TP&D认为支持服务可用性或QoS的某项技术尚未成熟，应给出使用其他特定技术的具体建议。TP&D将估计出来的成本和时间值返回给云服务计划和开发中心（Cloud Service Planning and Development， CSP&D）。CSP&D依据所有返回的成本和时间等信息，评估服务和技术的可行性，如果可行，则生成服务描述文档和SLA模板，并将其发送给相关中心。如CSPC负责服务的供给，服务配置中心根据与用户签订的SLA配置云服务，CSQM负责检测服务质量的执行情况等。

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4.2 云SLA协商阶段

经过云SLA开发阶段，成型的服务及其描述文档和SLA模板即可发布。SLA的协商阶段始于用户与提供商双方对云服务的特征、功能、价格及双方的职责等信息经过多次协商、谈判后，签订包含一个或多个需要安装和使用服务实例的合同。因此，协商阶段包含的活动主要有协商服务的选项、服务参数的QoS水平、SLA模板中服务参数值，并要详细说明SLA合同的责任和义务（见图6）。总之，此阶段的主要任务是：

（1）为特定的服务实例选择合适的SLA参数值。用户协商主要是围绕服务的实例、质量水平以及用于衡量质量水平的参数值等内容展开的。

（2）确定签订SLA的用户成本，即确定用户购买服务的价格。

（3）确定发生SLA违规的SP成本，或当实现的服务水平超出SLA规定时SP所获得的奖励。

（4）定义与服务相关的使用报告。这与SLA参数的性质有关。

此阶段结束的标志是用户签订SLA合同。CSPC接受来自用户对云服务合同信息的咨询，将用户信息发送给订单处理中心（Order Handling，OH），然后其将订单细节提交给云服务配置和激活中心（Cloud Service Configuration & Activation，CSC&A）。CSC&A检查订单中各服务要素的可用性及可行性，如果涉及到外部提供商的服务要素，则咨询采购中心（Buying）。此外，CSC&A还需请求资源提供中心（Resource Provisioning，RP）检查支持该服务实例的能力及资源的可用性，并将核查的结果返回给OH，由OH来确定产品的可用性，并将结果返回给CSPC。CSPC向用户提供SLA模版，针对SLA的细节向用户提出报价，与用户谈判、协商，最后签订合同。合同中应包含经过双方同意的QoS和SLA参数。

4.3 云SLA实现阶段

云用户的请求在协商阶段转化为用户订单与SLA合同，而SLA合同在实现阶段被转化为可运行的实例。因此实现阶段即SLA实例化的过程，也是激活服务、对服务及服务实例进行配置、安装、启用的过程（见图7）。云SLA实现阶段的主要任务包括三个方面：

（1）配置和提供支付服务的资源。SP将提供给个体服务的实例化资源分配到生命周期的不同阶段；

（2）配置满足SLA的特定服务实例；

（3）激活云服务，将服务交付给用户使用，

此阶段结束的标志是产生实例化的、经过测试的、可接受的服务。CSC&A配置订单中所请求的服务实例，并将请求发送至恰当的部门。CSC&A执行对服务实例的测试，以检验其关键质量指标（Key Quality Indicator，KQI）是否达到SLA的标准，并在管理服务目录中更新服务实例及其KQIs。此外，CSC&A还需通知CSQM初始化监测新服务实例。一切准备就绪后，CSC&A通知服务OH，由OH负责通知用户及其他部门。

4.4 云SLA执行阶段

云SLA执行阶段即执行SLA合同中的各项规定，它涵盖了SLA服务的所有操作。此阶段主要的任务包括：

（1）正常执行和监测服务。其中正常执行的情况包括一切正常、无差错的执行以及出现中断但在SLA范围之内的执行。SP自身执行的服务与供应商/合作者执行的外部服务都需要进行全程监测。监测的目的，一方面是监测服务的性能数据，保证对服务的评价做到有据可依，有助于预测长期的服务能力；另一方面是保证服务的可用性及可靠性。

（2）即时报告服务执行的情况。报告记录的是服务执行和监测的情况，报告的时间和频率依服务的类型和特征而定。

（3）SLA违规的即时处理。SLA违规即服务的非正常执行。倘若SP首先发现服务中断，SP则会采取一系列的措施，确保中断的时间尽量不违反SLA的规定。因此，此处的SLA违规是指用户首先发现的服务中断，并且中断的时间超出了SLA的规定，从而造成SLA违规。

执行阶段结束的标志是用户使用了云服务，但执行的过程却存在正常执行和SLA违规的情况。正常执行是指执行的服务在SLA规定的范围内，或一切正常运行，或是曾出现过服务中断，但中断时间没超出SLA规定的范围。SLA违规的情况是指用户发现服务没有达到SLA规定的质量等级，并向SP提出相应的赔偿。

云服务在执行过程中，总是会出现超出或达不到SLA中明确规定的参数及参数值。换言之，在执行SLA的过程中会出现违反SLA规定的情况。而发现SLA违规的情况至少有两种，一种是SP首先发现违规，并采取相应的补救措施；另一种是用户首先发现违规，并向SP报告服务非正常执行的情况。

4.5 云SLA评估阶段

云SLA评估阶段的任务一方面是评估单个云用户的SLA与交付给云用户QoS的情况；另一方面是评估某一时期SP所有业务的整体质量水平，包括整体的质量目标、业务目标以及风险管理的过程，即SP内部业务评估的一部分。

4.5.1 单个云用户的阶段性评估

（1）SP实际交付给用户的QoS情况。QoS的评价存在不同视角：用户QoS需求、SP提供的QoS、SP实际交付、提供给用户的QoS以及用户所感知到的QoS。因此，在评估云SLA的阶段，必须要根据云服务在执行过程中所获得的监测数据为QoS的执行情况提供有力的证据，从而作为评价服务及其质量的依据。

（2）用户对服务质量的满意度。影响用户满意度的因素主要有两方面，一方面是SP实际交付给用户的QoS情况，另一方面是用户对QoS的期望。

（3）改进用户满意度的潜力。SP根据用户的满意度以及自身提供QoS的能力来确定自身提高QoS的潜力及改善用户满意度的潜力，从而保持用户的忠诚度。

（4）用户需求的改变。评估用户需求与发现用户需求的变化，进而分析其变化的因素及趋势，有利于SP改进服务及其SLA、开发新服务及新SLA、吸引用户和保持用户的忠诚度。

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4.5.2 SP内部整体业务的质量水平评估

（1）向所有用户交付服务质量的整体情况。云服务的整体质量情况是SP服务实力的真实体现。因此，评估整体服务质量的情况也是SP衡量自身服务实力的依据。

（2）重新调整服务目标，使得服务实力与服务目标相匹配。

（3）重新调整服务运营。目标调整后，服务的执行和运营也需要同步协调。

（4）识别服务支持的问题。服务的执行和运营离不开支持性、辅助性的活动，如战略计划、风险管理、绩效管理、资金财产管理和人力支援管理等。

（5）创建不同SLA的服务水平。云服务提供商可以根据用户群的不同需求，创建SLA的不同服务等级。

云SLA评估的启动方式有三种，第一种是阶段性的评估，即根据SLA的规定，定期评估服务执行是否满足SLA的情况。第二是用户要求的重新评估，当用户对SP发送过来的评估报告存在质疑时，向SP提出重新评估或复查等需求。第三是用户退出服务时的评估，此时评估用户退出服务的相关影响因素。

4.6 云SLA撤销阶段

云SLA撤销阶段指的是SP因自身的问题，使得服务暂时撤销，其主要是解决与终止服务相关的用户端设备和线路问题。此阶段与云SLA相关的问题包括：

（1）规定设备或线路的拆除或搬迁的责任。

（2）承诺拆除或搬迁设备或线路的时间。

（3）规定SP有权使用用户的设备。设备或线路在拆除、搬迁的过程中，涉及到对用户设备的测试、拆除或搬迁，因此，SLA中应规定SP何时有权使用或有权访问用户的设备，以协助服务的关闭活动，减少关闭服务的时间。

总之，由于SP自身原因导致服务被关闭，对用户的行为产生的影响，用户对此应具有知情权。SP均应在SLA中明确规定并勇于承担其中的责任，从而提高用户的满意度和忠诚度。

5 结语

云SLA的管理是对云服务过程中涉及的SLA加以规划，使其服务质量与预先定义的性能相一致。云SLA的管理有利于高效地管理资源和服务，确保实现不同等级的服务质量。云SLA管理是SP从技术角度来衡量性能的一种方法。它通过量化性能指标获得和保留用户，监管性能和服务的实施，提供性能报告，并以惩罚的方式履行协议、管理供应链关系，有助于SP满足用户的需求、与用户保持良好的长期合作关系。本文对云SLA的生命周期管理加以分析，是为了展示基础设施即服务IaaS 、软件即服务SaaS、 平台即服务PaaS以及存储即服务这些云服务在实现过程中得以保证其服务质量的管理方式。从云SLA的生命周期管理角度分析各类服务要满足的基本管理模式仅仅是SLAM的一种工具，SLA参数框架的管理同样也是SLAM的一项重要工具，这将在后续的研究中加以详细阐述。

参考文献：

[1]邓仲华，喻越.云环境下的信息服务等级协议研究[J].图书与情报，2009，（4）：57-60.

[2]McConnell J， Siegel E. Practice Service Level Management： Delivering High-Quality Web Based Services [M]. Cisco Press， 2004.

[3]Nicolas C， Pankaj K，Bryan M，et al.Web Service Management Framework-Overview Version 2.0[R]. Hewlett-Packard Development Company， 2003.

[4]Ludwig H， Keller A， Dan A， et al.Web Service Level Agreement（WSLA） Language Specification， Version 1.0[S].International Business Machines Corporation（IBM），2003.

[5]Anderson A. An Introduction to the Web Service Policy Language[J].IEEE Computer Society，2004：189-192.

[6]Audrieux A， Czajkowski K， Dan A， et al.Web Service Agreement Spcification（WS-agreement）[S].Grid Resource Allocation Agreement Protocol（GRAAP）WG，2007.

[7]Vedamuthu A S， Orchard D，Hirsch F， et all. Web Services Policy Framwork（WS-Policy），Version 1.5[S].World Wide Web Consortium，2007.

[8]邓仲华等. SLA研究及其在信息服务中的应用[A].胡昌平.信息资源研究进展[M].武汉：武汉大学出版社， 2010： 305-339.

[9]张健.云计算服务等级协议（SLA）研究[J].电信网技术，2012（2）：7-10.

[10]TMF GB921. Business Process Framwork（eTOM） Enhanced Telecom Operations Map Concepts and Principles/ Version 8.1[R]. TeleManagement Forum， 2008.

作者简介：赵又霖，女，武汉大学信息管理学院博士研究生，研究方向：信息组织与系统开发、信息资源管理；邓仲华，男，武汉大学信息管理学院教授，博士生导师，研究方向：信息组织与系统开发、信息资源管理；黎春兰，女，武汉大学信息管理学院博士研究生，研究方向：信息资源管理。

网络服务协议 篇7

拓扑发现首先要得到整个网络中的各个设备的路由信息, 然后利用这些信息来自动生成网络拓扑图, 在此过程中要充分利用各种路由的搜索算法和有关协议。网络拓扑发现算法主要包括发现路由器与路由器、路由器与子网之间的连接关系以及局域网内部交换机与交换机、交换机与主机之间的连接关系。其中自动发现路由器与路由器、路由器与子网之间的连接关系比较简单, 由于现在绝大多数设备都支持SNMP协议, 因此相关信息就可以从每个路由器的MIB库的ipRouterTable中获取。

1 简单网络管理协议 (SNMP) 简介

简单网络管理协议 (SNMP) 是为基于TCP/IP的多厂商异构互联网的管理而设计。它作为工业标准, 已被广泛接受, 其应用已扩展到其它协议组。目前几乎所有的网络产品, 包括交换机、路由器、UPS、MODEM等硬件以及许多软件均支持SNMP。SNMP的基础是MIB数据库, MIB数据库包含了所有被管对象的信息, MIB是这些对象的有结构的集合。网络中每个系统 (工作站、服务器、路由器、网桥等) 都拥有一个反映系统中被管对象状态的MIB。网络管理实体可以通过提取MIB中的对象值监测系统中的资源, 也可以通过修改这些对象值来控制资源。MIB变量记录了每个相连网络的状态、通信量统计数据、发生差错的次数以及内部数据结构的当前内容等。与ARP欺骗相关的信息就可以通过这些MIB变量获取, 并且通过MIB库定义的其它MIB变量可以设置网络设备的运行参数, 从而将实施ARP欺骗的终端隔离开来, 阻止ARP欺骗对网络正常通信的破坏。

SNMP的管理信息库采用树型结构, 它的根在最上面, 根没有名字。每个MIB对象都用对象标识符 (OID) 来唯一的标识, 其中每个可用信息是一个带标号的节点, 每个节点用数字和字符两种方式显示, 其中对象标识符OID是由句点隔开的一组整数, 也就是从根节点通向它的路径, 它命名节点并指示它在树中的准确位置。图1是管理信息库的一部分, 它又称为对象命名树 (objectnamingtree) 。

如图1所示, 在只讨论Internet中的对象时, 只给出Internet以下的子树 (图中的波浪线方框) , 并在Internet结点旁边标注上{1.3.6.1}即可。在Internet结点下面的第二个结点是mgmt, 标号为2。再下面是管理信息库, 其标识为{1.3.6.1.2.1}, 或{Internet (1) .2.1}。这种标识为对象标识符。

2 网络拓扑发现算法描述

众所周知, 路由器的一个端口既可以和子网相连也可以与其他路由器相连, 但是一个子网与另一个子网通信必须要通过路由器, 因此子网要连接到路由设备的某个端口上。而子网间的相互通信是通过各自的网关完成的, 所以网关与路由器端口是一一对应的。

对于指定深度的网络, 基于SNMP的拓扑发现算法是使用一个路由器作为种子路由器, 其在此网络中所有可以到达的网段, 以及到达该网段所经由的下一跳路由器的端口IP地址和相关路由信息均被其路由表记录。获取这些记录并且继续向下搜索, 直到指定深度为止。在此过程中还能获取到它所经过的每个路由设备上端口的直连子网及子网掩码, 据此而得到这些子网中所有的活动主机以及它们的系统和IP地址等信息。因此, 只要有任意一个路由设备端口的IP地址已知, 就能将其作为种子路由获取到指定深度内的所有活动主机和路由设备的拓扑结构。

设计拓扑发现算法时, 需要用到待检路由设备网关、拓扑信息、子网信息。这些信息都存放在相应链表中。待检设备网关链表中存放待检路由设备网关信息, 对这些信息进行处理后就能得到该设备的网关信息及对应的子网信息, 并将网关信息放入拓扑信息链表, 子网信息放入子网信息链表中。算法会在指定深度停止搜索, 在得到的拓扑信息链表中就能获得在此深度内所有路由设备间的连接关系, 然后在子网信息链表中又能得到各路由设备的子网及其所有主机的信息。

需要从路由设备返回的应答数据包解析出的每条记录中的路由相关信息如下所示:

ipRouteDest:路由的目的地址。如为0.0.0.0。说明该路由为缺省路由。

ipRouteNextHop:路由的下一跳路由器地址。

ipRouteMask:路由目的地的子网掩码。

ipRoutelflndex:网关的接口号。

ifDescr:接口的描述, 指定了vlan号。

ipRouteType:路由的类型, 为整型类型。其意义如表1所示。

主要算法如下:

1) 初始化相应各链表。

2) 向种子路由设备发送PDU征询数据包, 然后通过返回的应答数据包解析相关信息。在此过程中主要用到ipRouteType这个量。如果当前ipRouteType的值为3, 表示目标所在地址直接与该路由器相连, 即发现一个子网。此时将ipRouteNextHop值放入拓扑信息链表, ipRouteNextHop、ipRouteDest、ipRouteMask、ipRoutelflndex、ifDescr值放入子网信息链表;若当前的ipRouteType值为4, 表明目标地址所在的子网不是直接与该路由器相连, 必须至少再经过一个路由器。因此将ipRouteNextHop和ipAdEntAddr值放入拓扑信息链表;若ipRouteNextHop在待检设备网关链表中无节点的IP地址与之相同, 则将其放入待检设备网关链表, 并将该节点的跳数值赋为2, 表示该路由设备距本地网关所在设备有一跳距离。

3) 若当前节点的深度不超过指定深度, 并且待检设备网关链表不为空, 那么还需继续进行如下处理:取出当前的ipRouteNextHop, 封入PDU征询数据包发给其他路由设备, 然后重复第二步操作。最后若子网信息链表中还是无节点的IP地址与此ipRouteNextHop相同, 则将ipRouteNextHop放入待检设备网关链表, 将该节点的跳数加一。

4) 从待检设备网关链表中删除当前已被处理过的节点并判断是否继续处理。

当到达指定深度后算法会自动停止, 此时检索拓扑信息链表, 就能得到此深度内所有路由设备的拓扑结构。

3 结论

本文讨论了一种利用snmp协议来自动发现网络拓扑结构的方法, 介绍了该算法的主要流程, 同时还分析了此过程中需要实现的一些关键技术。由于在此过程中不需要发送大量探测数据包, 所以不会对网络造成过重的负担。由该方法所构造的网络拓扑能够较真实地反映网络拓扑情况, 为流量测量中测试站点的布置、采样处理和结果分析提供了良好的依据, 收到了理想的效果。

摘要：该文通过对简单网络管理协议的MIB库中的各种表进行分析, 描述了一种基于SNMP的网络拓扑发现方法, 该方法能自动准确的发现指定深度内的所有网络设备的连接情况。该方法不向网络中发送过多的探测数据包, 对网络的流量不产生太大影响。

关键词：MIB,网络拓扑发现,SNMP

参考文献

[1]David Zeltserman.SNMPv3与网络管理[M].潇湘工作实, 译.北京:人民邮电出版社, 2000.

[2]黄锦亮, 杜旭.基于SNMP的以太网拓扑发现[J].计算机应用, 2006, 26 (1) :37-39.

[3]李晓鸿, 张大方.一种以太网拓扑发现算法[J].同济大学学报, 2002, 30 (10) :1173-1177.

LEO卫星网络路由协议研究 篇8

随着互联网的广泛应用以及卫星技术的快速发展, 卫星网络将逐渐成为下一代互联网重要的组成部分。目前通信卫星按其轨道高度, 大体上分为3类:地球同步卫星 (Geostationary Earth Orbit satellite, GEO) 、中轨卫星 (Medium Earth Orbit Satellites, MEO) 和低轨卫星 (Low Earth Orbit Satellites, LEO) 。

静止地球轨道卫星GEO具有相对地面静止和覆盖面积广的优点, 但是用户终端功耗大、频率资源利用低和卫星与地面终端之间的星地链路延迟大, 不适合提供实时的多媒体数据传输。LEO卫星的轨道与GEO的相比轨道较低、卫星与地面节点之间的星地链路具有与地面上链路可比的传输延迟、用户终端实现简单而且功耗低、频率能够高效复用和链路具有高带宽, 如果卫星之间具有星际链路 (Inter-Satellite Link, ISL) , 卫星之间的通信可以不需要依赖陆地上的网络资源, 因此, 能够提供宽带通信业务的LEO卫星网络目前成为卫星通信网络的研究热点之一[1~3]。

本文对LEO卫星网络系统中路由技术的研究进行了介绍, 第1节介绍了LEO卫星网络的拓扑结构特点;第2节介绍了LEO极轨道卫星网络模型, 提出了LEO卫星网络路由机制的分类方式;第3节着重阐述了LEO卫星网络各种路由协议的主要思想;第4节介绍了LEO卫星网络路由协议的未来研究方向;最后是结束语。

1 LEO卫星网络的拓扑结构特点

1.1 相关概念

LEO卫星系统通常包括多个轨道平面, 每个轨道平面上运行多个卫星。卫星的轨道高度在500~2 000km之间, 典型的运行速度大约为20 000km/h, 绕地球一周不超过2h。按轨道是否通过极地可以将LEO卫星系统分为极地轨道星座和非极地轨道星座, 极地轨道星座的卫星轨道平面都通过南北极地区域。目前主要有Iridium, Teledesic和Globalstar三大LEO卫星系统。

在LEO卫星网络中, 卫星之间存在星际链路, 目前每颗卫星最多有4~8条到附近卫星的星际链路。星际链路是高带宽的高频或光链路, 主要分为轨道内星际链路 (Intraplane ISL) 、轨道间星际链路 (Interplane ISL) 和反向缝链路 (Crossseam ISL) 。轨道内星际链路是卫星与同一个轨道上最近2颗或4颗卫星间的链路, 在卫星运行过程中保持不变。轨道间星际链路是卫星与邻近轨道上卫星间的链路。轨道间星际链路在卫星运行过程中是动态可变的, 主要原因是: (1) 在不同的纬度, 卫星轨道间的距离是不同的; (2) 在极地区域, 卫星快速交叉运行, 卫星上天线系统不能快速跟踪卫星的交叉位置, 轨道间链路需要经过断开再连接的过程。在极地星座中, 存在南北反向运转的相邻两个卫星轨道平面, 这两个反向运行轨道上卫星间的链路称为反向缝链路。大部分路由协议中, 假设反相逢链路是不存在的。

1.2 LEO卫星网络路由机制要求

L E O星座复杂的拓扑结构使其无法直接使用地面网络的路由协议, 一种有效的卫星网路由技术应该具有以下性质[4]。

(1) 网络拓扑的动态变化的适应性

这是卫星网的路由技术应具有的基本性质。路由技术还应采取适当措施避免可能出现的路由环, 或者在出现路由环时能够及时、有效地消除路由环带来的不利影响。

(2) 抗毁性

当两次路由更新间隔之间出现卫星节点失效或者链路故障时, 路由技术应能够有效避免由此引起的数据丢失, 这对于空间攻防对抗来说尤为重要。

(3) 高效性

路由技术或者协议应尽量降低实施的复杂性, 以较小的开销获得较大的传输成功率或者系统吞吐量。

(4) 网络流量变化的适应性

路由技术应能采取措施支持流量负载均衡以避免网络出现链路拥塞或节点拥塞, 或者在出现拥塞时及时、有效地消除拥塞带来的影响。

除此之外, 卫星网的组网结构也直接影响着路由技术的有效性, 因此, 在考虑路由技术的上述性质时, 还应考虑技术的通用性。

2 LEO极轨道卫星网络模型及分类

2.1 动态拓扑结构及数学模型

2.2 LEO卫星网络特性

针对星座路由设计的影响, 本文将LEO星座特性分为拓扑结构、切换、处理能力3类进行分析, 如图2。

(1) LEO卫星星座的拓扑特性主要是由LEO卫星在轨道上高速运动引起的, 这增加了路由设计难度。但星座中卫星分布的均匀性和对称性, 使得拓扑变化存在一定的周期性和可预测性, 又为星座路由设计提供了有利条件, 带来了新的研究方向。

(2) LEO卫星星座的切换特性是路由协议中的热点研究问题。当发生切换时, 由于卫星进入或退出正在通信的路径, 需要立刻重选路径。路径重选主要有完全重选、部分重选和组播重选三种基本方法, 或者根据卫星上天线系统的不同控制机制分为异步切换和同步切换两种方式。

(3) 星上处理能力局限性是卫星网络自身的一个缺陷, 由于全球业务日益增多, 业务种类的多样性, 对服务质量 (Qo S) 的要求也随之增高。如何合理地设计卫星路由, 尽可能地减少网络拥塞和提高网络资源利用率是这一类路由协议需要解决的难题。

3 LEO网络路由协议分析和比较

按照上述三种分类, 文中将分别介绍各类LEO卫星网络路由协议中的典型协议, 详细分析和讨论各自的性能参数、所解决的问题、系统结构以及存在的缺陷等。

3.1星座拓扑路由协议

3.1.1静态性路由

静态性路由机制就是根据LEO卫星网运行的周期性特点, 把卫星网系统周期划分为一系列的时间片段。在每个时间片段内, 卫星网的拓扑是固定不变的。时间片段的选取如果足够小, 则可以认为该时间段中的ISL链路代价是固定值。卫星网拓扑的变化只可能发生在时间片之间的切换点上, 这样就可以采用已有成熟的方法如Dijkstra最短路径协议找到最优路径以及备选路径。静态性路由机制能够用大量存储需求换取在线计算复杂度的降低。

1997年Werner提出了一种基于ATM机制的面向连接服务的动态虚拟拓扑路由协议 (Discrete Time Dynamic Virtual Topolopy Routing, DT-DVTR) [6]。算法的优化目标是减少由于拓扑在不同时间片间切换为引起的VP路径切换次数。协议将卫星网的路由计算转化为N个静态虚拟拓扑下的VP (Virtual Path) 路由计算问题, 利用拓扑变化的周期特性划分时间间隔, 将动态路由转变为一系列静态路由, 有效地简化了路由协议复杂度, 降低了通信开销。但是DT-DVTR协议没有能够有效解决链路切换或连接切换引起的重路由问题, 而且每颗卫星需要存放各个离散间隔内的大量路由信息, 对星载存储能力提出了较高的要求。

FSA (Finite State Automaton) [7]卫星网络路由协议同样把星座周期分割为有限个时间片, 每个时间片对应的网络拓扑看作一个“状态”。将卫星网络的动态拓扑结构模型看作为一个有限状态自动机, 卫星网络的路由问题转化为在有限状态自动机中对固定网络拓扑进行链路分配最优化的问题。它的优化目标为:

其中, i、j为卫星节点;C是链路容量;fij为在链路 (i, j) 上的运行流量。该优化目标主要考虑的是全局优化, 减小全局网络负担, 增大剩余容量。

FSA协议的优势在于对网络资源的最优化使用, 它的缺点在于: (1) 选择路径标准不是路由最短原则; (2) 动态链路分配技术对于LEO卫星网络实现难度过高; (3) 路由算法的计算复杂度过高。

Gounder提出了一种基于快照序列的路由算法[8], 算法中定义卫星网络的一个“快照”为卫星系统在某一特定时刻的网络拓扑。每当增加一个新的ISL或者断开一个已有的ISL时, 认为形成了一个新的快照。这样, 卫星的动态拓扑结构可以表示为一系列拓扑结构快照的循环, 循环周期就是卫星系统周期。

快照序列路由使用简单标记交换, 路由表项的机构为:

<入口链表, 入口标签, 出口链路, 出口标签>

卫星节点收到数据分组时, 根据分组的标签和入口链路号查找路由表, 如果链路通信量正常, 那么选择最短路径。如果下一个节点出现故障或ISL拥塞, 则选择另一个合适的备选路径。但由于相邻快照间的变化很小, 快照的数量非常多, 快照的存储是一个问题。

3.1.2动态性路由

3.2 卫星同步和异步切换的路由

根据卫星上天线系统的不同控制机制, 卫星切换又可分为异步切换和同步切换两种方式。

(1) 同步切换路由协议

同步切换路由协议模型最早应用在Teledesic星座系统中。在此基础上, 研究者们继而提出了虚拟节点 (VNs) 模型。卫星下方所在的地面区域进行逻辑地址编号, 并将其值作为该卫星的地址。当卫星要离开所在区域进入下一个区域时, 星上路由信息会通过地面服务器移交给下一个通过该区域的卫星节点, 卫星网络上的路由协议就可以承载在一个拓扑固定的虚拟网络上。分布式数据报路由协议 (DRA) [11]采用VNs模型, 隐藏卫星网络的动态特性, 通过各卫星节点独立计算出下一跳, 获得最小延迟路由。但该协议缺乏对全局负载的考虑, 增加整个网络路由状态的不稳定性, 同时也缺乏考虑单个节点失效时的补救方法。近年来, 同步切换协议以及VNs模型已经被越来越多的研究者采纳。同时, 针对这类协议的不足之处, 研究者也给予了修正。例如, VNs模型只考虑了虚拟节点和服务卫星一对一的情况, 但实际中会出现多颗卫星共同服务一个覆盖区域的情况, 如果依旧使用一对一的VNs旧模型, 则可能导致路由失效和通信中断。因此提出了一种多状态的虚拟网络 (MSVN) 模型, 不仅解决了一对一模型的局限性, 也为Earth-fixed卫星模型系统设计了一种新的切换机制, 同时适用于新, 旧两类虚拟节点模型。

(2) 异步切换路由协议

异步切换路由协议的核心是优化切换引起的信道资源分配问题, 减少切换对路由选择的影响。当地面终端进入覆盖重叠区域, 首先判断是否有可用信道, 如果有则接入请求;如果没有则将请求放入队列中。这种协议称为切换排队协议 (HQ) 。在设计切换方法时, 让系统保留一部分信道用于切换请求, 称为守护信道切换 (HG) 。当繁忙信道数量达到给定阈值, 卫星就只处理切换请求而不再接受新请求。协议中阈值的选取是平衡系统资源和服务质量的关键。切换保证 (GH) 路由协议分析了星座的运动特性以及卫星各个波束对地面终端的服务时间, 引入终端进入和离开某个波束的两个时间阈值。协议中不仅在当前卫星预留信道, 同时在将要使用卫星中预留信道。这种设计提高了通信服务质量, 但是协议中一旦信道预留失败, 通话将一定时间内被中断, 这是通信中最糟糕的情况。

3.3 面向负载的路由协议

(1) 负载均衡路由协议

由于业务分部的不平均, 比如城市与农村, 北极与南极, 导致不同区域上空的卫星利用率存在很大差距。因此, 面向负载的路由协议应运而生。Explicit Load Balancing (ELB) 协议[12]的核心思想是服务卫星能够在掌握下一跳链路负载的情况下选择路由。协议通过拥塞卫星发送信令的方式, 通知相邻卫星降低发送速率, 或尽可能地选择其它路径, 用以降低网络阻塞率。但是ELB协议只是针对拥塞节点相对较少的情况, 当出现较多拥塞的情况, 该协议可能失效。基于优先权的自适应路由协议 (Priority-based Adaptive Routing, PAR) [13]是在拥塞发生前尽量减少拥塞的路由协议, 起到合理分配网络负载的作用。该协议利用链路前一时刻的状态参数 (例如排队长度、等待时间等) 决定下一跳方向, 是一种适用于动态业务分布的最小跳协议。通过仿真实验发现, PAR协议和其它最小跳协议相比不仅有较高的系统吞吐率, 而且时延也较低。从研究的内容和目标来看, 基于负载均衡的协议势必将是下一步研究的重要方向之一, 很多问题还有待进一步攻破。

(2) 考虑Qo S的路由

A.Jukan提出了一种基于Qo S的分布式路由协议[14], 源节点通过泛洪方式向目的节点发送连接请求。每个中间节点不断更新Qo S参数, 当包达到目的节点, 根据路径上各节点参数, 删除不符合Qo S要求的链路, 最后在满足条件的路径中选择跳数最小或者链路生命期最长的路径作为路由。Kandus提出了一种面向业务的路由协议 (TCD) , 试图满足不同的业务的Qo S要求。协议将业务分为三类:实时业务、保证吞吐率的业务和尽力而为业务。卫星节点分配三个相互独立的输出队列服务于不同的业务, 分别采用不同的路由策略, 分别对应不同的Qo S保证。该协议的不足在于可能分配一条单一路径给一项大数量的业务, 造成路径超负载, 从而造成整个网络的业务不均衡。

4 未来的研究方向

通过研究, 发现LEO卫星网络路由研究中仍然面临许多挑战, 亟待进一步研究[15]:

(1) 性能和开销这对矛盾仍然是卫星路由协议面临的难题。因为星间链路容量有限, 为此需要对现有的各种LEO卫星路由协议进行全面的、定量的研究, 以便在性能和开销之间寻找到最佳平衡点, 尽可能地减小星间链路负载。

(2) 提供Qo S保证成为下一代卫星通信系统中不可忽视的重点。目前很多协议缺乏对Qo S的研究或者研究不深入, 例如, 如何在降低通信时延的同时满足时延抖动的要求、如何在多条路径拥塞情况下保持通信等等, 都需要进一步探讨。

(3) 网络负载均衡。由于卫星自身的局限性和全球业务不均, 使得合理利用卫星网络资源越来越受到研究者的关注。结合动态业务建立自适应的卫星路由模型, 合理规划和分配网络资源, 以达到优化全局网络性能的效果, 这类路由协议将毋庸置疑地成为卫星网络路由协议发展的关键。

5 结束语

AdHoc网络路由协议优化研究 篇9

1 Ad Hoc网络体系

1.1 Ad Hoc网络产生发展

移动通信网络一般都是有中心的，要基于预设的网络设施才能运行。例如，蜂窝移动通信系统要有基站的支持，无线局域网一般也工作在有AP(Acess Point)接入点和有线骨干网的模式下。但对于有些特殊场合来说，如战场上部队快速展开和推进，地震或水灾后的营救等场合的通信不能依赖于任何预设的网络设施，而需要一种能够临时快速自动组网的移动网络。作为移动通信的一个重要分支，Ad hoc网络可以满足这样的要求。Ad Hoc技术采用了分组无线网(PRNET,Packet Radio Net)的组网思想，从而产生的一种新型的网络构架技术。与有线网络相比，Ad Hoc网络的工作环境有诸多不同，因此所选技术也有较大差异，主要体现在网络的底3层，即物理层、链路层和网络层，其中网络层的差异最大。Ad Hoc网络最初主要用于军事领域，在战场环境下有着不可替代的作用。由于这种网络不需要基础设施，网络的投资很大一部分在用户终端上，配置快捷方便，构造成本较低，它正逐渐地运用于商业和民用环境。网络运营商可以用它快速地建立一个较大规模的接入网，提供高速接入，这将明显优于其它的接入方式。

1.2 Ad Hoc网络关键技术分析

Ad Hoc网络的设计主要受到以下因素的影响：(1)无线通信技术。Ad Hoc网络数据链路层以下的传输技术主要采用现成的数字无线通信技术，因此其系统性能将在很大程度上受限于低层无线通信技术的性能，包括可能提供的最大数据传输速率、端到端的传输时延以及网络吞吐量等;(2)节点密度。节点密度对网络拓扑结构的复杂程度有直接的影响，节点密度越高，端到端的传输路径的跳数就越多，数据分组的整个传输过程中受网络拓扑改变的影响越明显，路由控制机制也将越复杂;(3)节点移动速度。节点的移动速度将在很大程度上决定相邻节点间相对网络拓扑结构的变化，移动速度越高，相邻节点间的越区切换越频繁，节点间的逻辑拓扑结构的稳定性越差，路由器的路由计算和交换负荷越大;(4)通信负荷和通信模式。节点的源端流量特性和流量分布将直接影响到网络的吞吐性能，并进而通过网络流量水平影响到移动Ad Hoc网络设备的设计，特别是对路由和缓存机制所需的各项关键资源的预留和控制。Ad Hoc网络的关键技术包括物理层自适应技术、信道接入技术、路由协议、服务质量保证(QoS)、广播和多播、安全问题、网络管理、传输层服务、网络互联技术。

2 Ad Hoc网络路由技术

常规的路由协议主要有两种：一种是基于距离矢量的路由协议，一种是基于链路状态的路由协议。但是它们都不适合在网络环境中运行。这是因为Ad Hoc网络的特性为路由协议的设计提出了新的问题和挑战，包括动态变化的网络拓扑、单向信道的存在、有限的传输带宽、无线移动终端的局限性。Ad Hoc网络路由协议的任务是实现路由，但由于Ad Hoc网络具有动态拓扑、有限带宽、终端受限、存在单向信道等特点，对在其上运行的路由协议便提供出了许多具体而严格的要求。相对于有线网络，Ad Hoc网络的要求主要有分布式路由算法，较少的路由开支，具有良好的可伸缩型，具有自适应性，可以快读变化的网络拓扑结构和较低的电能损耗。

Ad Hoc网络中典型的主动路由协议、按需路由协议和分级路由协议，具体包括DSDV(主动路由协议)、DSR、AODV和TORA(按需路由协议)、ZRP(分级路由协议)。主动路由协议也被称为表驱动路由协议、先应式路由协议，其路由发现策略类似于传统的路由协议。DSDV(目的序列距离矢量协议)是一个基于传统的一路由选择算法经改良而发展出来的一种表驱动路由协议，它的最大优点是解决了传统距离矢量路由协议中的无穷环路问题。按需路由也被称为反应式路由协议、源启动按需路由协议。与主动路由协议不同的是，按需路由仅在需要路由时才由源节点创建，因此，拓扑结构和路由表内容是按需建立的，它可能仅仅是整个拓扑结构信息的一部分。通信过程中维护路由，通信完毕后便不再进行维护。DSR路由协议、AODV路由协议、TORA路由协议为主要几种按需路由协议。分级路由协议，自组网规模增加，平面路由方案就会因链接和处理开销的增大而变得不适用。解决办法之一便是采用分级层、群路由方案以获得可扩展的有效路由。其中，ZRP(区域路由协议)就是典型的分级路由协议，它混合使用主动和按需路由策略，巧妙地结合了这两种路由协议的优点，将整个网络分成若干个以节点为中心、一定的跳数为半径的虚拟区。

3 基于NS2的Ad Hoc网络协议仿真

由UC Berkeley分校和VNT项目组联合开发的NS2(Network Simulator version 2)网络仿真器，NS2是一个源代码开放并涵盖了众多应用、协议、网络类型和业务模型的仿真平台，具有很好的开放性，通常运行在类Unix或Linux平台上。NS2中的组件一般都是由两个相关的类来实现的，一个在C++中实现，另一个在OTcl中实现。这种方式被称为分裂对象模型。组件的主要功能通常在C++中实现，OTcl中的类主要提供对象面向用户的接口。用户可以通过OTcl来访问对应的C++对象成员变量和函数。作为面向对象的网络模拟器，NS2由编译和解释两个层次组成，编译层次包括C++类库，而解释层次包括对应的OTcl类，用户以OTcl解释器作为前台来使用NS2。

由于NS2是在Unix系统上开发的开源软件，所以它必须运行在Unix和类Unix系统上。而考虑到各种其它工具软件使用的方便性，可以用Cygwin软件来模拟Unix环境，从而在Windows系统上安装NS2。本文所使用的软件环境为:Window XP SP2+Cygwin2.51+NS2.29。NS2的所有组件都在/home/userName/ns-allinon-2.29/ns-2.29目录下，定义其为～ns。下面则是新的协议组件EAODV过程。(1)在～ns目录下添加协议组件目录eaodv;(2)向Tcl机制注册EAODV类，这里需要修改NS2系统的Tcl代码，使得当设定的路由协议为EAODV时，会调用新增的Agent/EAODV类，进入～ns/tcl/lib，修改ns-lib.tcl，如下：

这表示当无线移动节点指定路由协议为EAODV时，将会调用create-eaodv-agent成员函数来初始化。所以要在这个文件中定义create-eaodv-agent成员函数，代码如下:

从这个函数的定义中可以看到，创建的Agent/EAODV对象最后将和一个移动节点$node绑定在一起;(3)向注册定义的包头;(4)向C++编译层增加包类型定义。除了向Tcl注册外，还要把包类型增加到底层的C++机制中，以便在编译时生成真正在底层要使用的结构;(5)编译新增的协议组件。

一个完整的仿真是通过Tcl脚本来控制的，所以就要编写脚本并且配置所有参数，定义网络参数，然后在程序的主要部分，首先需要使用下列语句生成一个仿真器对象，然后配置移动节点对象信息。要生成移动节点对象，首先需要配置这些节点的参数，如地址类型、路由协议、连接层等。仿真场景生成，主要包括节点运动场景设计和网络流量场景设计，最后仿真退出处理。在仿真程序的最后部分要给出仿真结束前的一些处理，包括停止各个节点的事件、关闭跟踪文件，终止仿真器实例等。衡量Ad Hoc网络路由协议性能的指标通常包括定性指标和定量指标。定性指标从整体上描述网络某个方面的性能，如安全性、分布运行性、提供无环路由、是否对单信道支持等定量指标可以更细致地刻画网络某方面的性能。一般常用包投递率、端到端平均延迟、路由开销等三个指标。

利用上述NS2配置及使用特点，多种移动场景和流量场景的条件下，对四种经典路由协议(AODV、DSDV、DSR、TORA)进行了仿真，并按照上述的性能指标进行定量比较。仿真结果表明，大多数情况下，按需路由协议(AODV、DSR、TORA)比主动路由协议(DSDV)能取得更高的包投递率。这和预想的结果一致，是由它们的实现机制决定的。对于平均端到端延迟比较，所有协议中DSDV具有最小的端到端平均延迟，随着网络拓扑的复杂和节点运动的加快，DSDV的先应式路由渐渐不适合于网络拓扑的变化，此时，其端到端平均延迟就增加并且高于那些反应式路由协议。对于开销比较来说，通过仿真可以发现，各种路由协议的路由开销差别显著，比较四种路由协议的开销值，DSR开销最小，TORA开销最大。由于TORA、DSR和AODV都是按需路由协议，它们的开销将随节点移动性的减小而降低，随着网络负载的增加而增加。

4 结语

Ad Hoc网络不依赖于固定网络设施，网络组织灵活，节点不会因为移动到基站发射距离之外而要越区切换，由于节点的发射距离有限，节点之间的通信往往要经过中间节点转发，因而研究网络的多条路由十分必要。本文在介绍Ad Hoc网络相关原理和内容基础上，深入研究了网络仿真软件NS2，用其对几种常见经典的路由协议进行分析。本研究工作以期对Ad Hoc网络认识和理论有进一步发展。

摘要：目前的移动通信大多需要有线基础设施(如基站)的支持才能实现。为了能够在没有固定基站的地方进行通信,一种新的网络技术Ad Hoc应运而生。Ad Hoc网络不需要有线基础设备的支持,通过移动主机自由地组网实现通信。在阐述Ad Hoc网络结构的基础上,着重就自组网的关键路由技术进行了研究,并介绍利用NS2(Network Simulator Version2)对于选择有效的能耗保护路由的数值仿真分析。

关键词：Ad Hoc网络,路由协议,NS2,仿真

参考文献

[1]马强,宋玲,陈凤.Ad Hoc网络中基于蚁群的多路径路由算法[J].微计算机信息,2009,03.

AdHoc网络协议关键技术分析 篇10

1 MAC协议

MAC协议处于协议栈的最底层,是报文在无线信道上发送和接收的直接控制者。MAC协议的设计和复杂性受网络体系结构、通信模型和硬件配置的影响。MAC协议的目标通常是低时延、低能量损耗、高信道利用率。

Ad Hoc网络的无线信道具有多跳性。当一个节点发送报文时,只有在它覆盖范围内的节点才能够收到。这一特征使得发送节点覆盖范围外的节点可以同时发送报文,提高了信道的空间复用度,但也使得报文冲突与节点所处的地理位置相关。在Ad Hoc网络中,报文冲突是局部事件,并非所有节点都可以感知到。也就是说,发送节点和接收节点感知到的信道状况不一定相同,从而带来隐终端、暴露终端和入侵终端等一系列的问题。

1.1 信道划分

信道划分机制包括频分、时分、码分、空分以及以上方法的组合[1]。时分将时间划分为时隙,具有较好灵活性,可以方便将多个时隙分配给单个用户,节点可在不发送数据时转入休眠来减少能耗,但是需要预留保护时间间隔来维护时隙同步。频分将系统带宽划分为不交叠的信道,实现简单,但不够灵活。FDMA减少了时间保护和同步所需的开销,但也需要保护频带以防止干扰,并且节点始终处于工作状态,增加了能耗。CDMA不仅有较强的抗干扰性和适应性,而且有灵活的信道接入能力。只要不同节点采用不同的伪码序列,就容许多个节点同时占用公共信道。但是,码分对接收器的要求较高,实现较复杂。CDMA通过使用定向波束天线或智能天线技术来增加系统容量,理想情况下可以使所有用户在同一信道同时通信,缺点是高复杂性和高成本。

1.2 随机接入

随机接入协议中,用户通过竞争方式共享信道资源。CDMA在单跳环境下可以很好工作,但是多跳共享的无线信道造成的隐终端使其不能有效地检测和避免冲突,此外暴露终端会降低信道利用率。很多MAC协议,如MACAW和IEEE 802.11,采用握手机制来解决隐终端和暴露终端,增加了系统开销和能量耗费。如果节点长时间无法获得信道,会使缓存溢出而丢失分组。随机接入协议实现简单,不需要了解网络拓扑和实施全局控制,但是传输冲突较多,没有过多考虑能量使用效率问题。

1.3 调度

当用户具有较连续的业务流量时,随机接入协议性能较差。调度机制能够更有效地为用户分配信道,并能保证每个节点发送/接收分组而不与邻居节点发生冲突。蜂窝网络中可以采用简单的集中式调度机制,而Ad Hoc网络中的分布式调度通常是NP完全问题,并且问题的复杂性随系统规模的增加而迅速增加。即使采用调度机制,在网络的初始化阶段也需要某种随机接入协议的支持,用于提供初始化交互和为后续的数据传输建立合适的调度表。例如,分组预约多址接入协议(PRMA)[2]结合了预约ALOHA和TDMA方法,可以同时支持数据和话音用户。

1.4 混合式MAC协议

混合协议结合了媒体访问控制协议和调度协议,基本思想是为节点固定分配一个TDMA传输调度,同时允许节点通过随机竞争来回收/重用空闲的时隙。ADAPT协议在TDMA调度协议中集成了基于握手机制的竞争协议来解决隐终端问题。每个时隙被划分为3个阶段,在第一个阶段,节点通过与目的节点进行握手来声明它要使用的时隙;在第二个阶段节点可以竞争未分配的时隙;第三个阶段用来传送分组。ADAPT可以提高信道利用率,但是不支持多播。ABROAD协议[3]对ADAPT进行改动以满足多播要求,并采用一种负反馈响应机制来减少竞争阶段控制分组的冲突。

2 路由协议

路由协议的主要作用是迅速准确地计算到达目的节点的路由,同时通过监控网络拓扑变化来更新和维护路由。Ad Hoc网络的独特性使得常规路由协议(如RIP、OSPF等)不再适用,因为动态变化的网络拓扑使得常规路由协议难以收敛,无法有效利用单向信道,周期性广播会耗费大量带宽和能量,严重降低系统性能。

Ad Hoc网络路由协议目标是快速、准确、高效、可扩展性好[4],能对网络拓扑动态变化做出快速反应,能提供准确的路由信息,支持单向信道,尽量避免路由环路,计算和维护路由的控制消息尽量少,尽量提供最佳路由,并支持节点休眠。

2.1 路由信息获取方式

依据路由信息的获取方式,Ad Hoc路由协议大致可分为先验式、反应式和混合式路由协议[5]。在先验式路由协议中,每个节点维护到达其他节点的路由信息的路由表。当检测到网络拓扑变化时,节点在网络中发送更新消息,收到更新消息的节点将更新路由表,以维护一致的、准确的路由信息。源节点一旦要发送报文,可以立即获得到达目的节点的路由。因此这种路由协议的时延较小,但开销较大。反应式路由协议不需要维护路由信息,当需要发送数据时才查找路由。与先验式路由相比,反应式路由的开销较小,但传送时延较大。在高速动态变化的Ad Hoc网络中,使用先验式路由会产生大量控制报文,如果单独采用反应式路由,则需要为每个报文查找路由。结合先验式和反应式路由的混合式路由协议是一种较好的折衷:在局部范围使用先验式路由,维护准确的路由信息,缩小路由消息的传播范围;当目标节点较远时,按需查找路由。这样既可以减少路由开销,也可以改善时延特性。

2.2 拓扑结构组织方式

按照拓扑结构组织方式,Ad Hoc路由协议可分为平面式路由协议和分级式路由协议[6]。在平面结构中,所有节点地位平等,通信流量平均分散在网络中,路由协议的鲁棒性好。但当网络规模很大时,每个节点维护的路由信息量很大,路由消息可能会充斥整个网络,且消息的传递也将花费很长时间,网络的可扩展性差,故它主要用在小型网络中。

规模较大的网络,分级式路由是较好的选择。对于分级路由,网络的逻辑视图是层次性的。层次的划分可以基于信道频率、协同关系和地理位置等多种因素,最常见的是由骨干网和分支子网组成的两层网络结构。分级网络结构常借助某种分簇算法得到,分支子网是由普通节点构成的簇,而骨干网由簇头和网关构成。同一个簇内的节点之间可以自主通信,并通常采用先验式路由;不同簇的节点之间的通信需要跨越骨干网,往往采用反应式路由。层次结构路由的协议开销小,可扩展性较好,适合大规模的Ad Hoc网络;缺点是需要维护分级网络结构,骨干网节点的可靠性和稳定性对全网性能影响较大,并且得到的路由往往不是最佳路由。

3 传输层协议

目前Ad Hoc网络的传输层基本上还是采用传统有线网络中的TCP和UDP。TCP假定链路传输出错率很低并且链路是准静态的,无法区分网络拥塞、路由失效和链路错误造成的分组丢失,而将分组丢失都看成网络拥塞的结果,从而启动拥塞控制过程:超时重传未确认的分组,重传定时器指数退避并减小窗口,甚至进入慢启动阶段。即传统的TCP协议在Ad Hoc网络中常会引起不必要的重传和吞吐量的下降,此外它也没有考虑节点移动和无线多跳路由对传输层协议造成的影响。

传统无线网络中对TCP协议的改进大都利用了基站,假设无线链路是单跳链路,并且没有考虑节点移动引起的链路失效或重路由。因此,这些协议通常不能直接用于Ad Hoc网络,但可借鉴其中一些设计思想。一种最直观的方法是使用显式反馈机制来通知链路故障或路由失效引起的分组丢失,从而使TCP能够做出合适的动作以改善协议性能。无线信道使得分组丢失较频繁,但可通过增强链路可靠性来缓解此问题。更加严重的问题是经常发生并且无法预测的路由失效,在路由恢复或重建时间内,分组无法到达目的节点,从而引起分组排队或丢失。为此,TCP-F协议采用显式反馈机制来通知路由失效事件,从而使源端暂时关闭定时器并停止发送分组。当路由恢复后,通过路由建立消息通知源端,然后源端重新启动定时器并发送分组。显式反馈机制有助于抑制拥塞控制并能以网络能够支持的速率恢复分组发送,显著提高了Ad Hoc网络中TCP的吞吐量。但TCP-F依赖于路由节点检测路由失效、重建路由和反馈信息的能力,并且中间节点需要记录源节点ID。TCP-BUS协议结合了路由反馈和分组缓存机制来提高TCP协议的性能,使用反馈消息来通知路由失效和重建事件。节点在路由失效和重建期间缓存分组,并且通过被动确认来保证控制消息的可靠传输。此外,源节点可以定期发送探测分组来查询是否找到可行路由,减少分组的重传,并通过加倍定时器的方法减少了超时情况的出现。

4 结语

Ad Hoc网络因为其无中心、自组织和动态拓扑等特点,有着广泛的应用潜能,日益受到业界的重视。但这些特点也使得现存的许多协议和机制无法直接用于Ad Hoc网络,必须对它们进行改造或设计和开发新的协议以适应网络环境和应用的要求。

摘要：无线传感器网络是由大量传感器节点通过无线通信技术自组织构成的网络,可实现数据的采集量化、处理、融合和传输应用。本文分析了Ad Hoc网络涉及的重要协议,包括MAC协议、路由协议等,从总体上把握Ad Hoc网络协议关键技术及面临的挑战。

关键词：无线传感器网络,协议,分析

参考文献

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[2]Goodman D J.Packet Reservation Multiple Access for Local Wireless Communications,IEEE Trans on Commun,1989,37(8):885～890.

[3]I Chlamtac.ADAPT:A Dynamically Self-Adjusting Media Access Control Protocol for Ad Hoc Networks.Proc.IEEEGLOBECOM’99,Rio De Janeiro,Brazil,Dec,1999:11～16.

[4]S.Corson,J.Macker.Routing Protocol Performance Issues and Evaluation Considerations,IETF RFC2501,Jan1999.

[5]Elizabeth M.Royer.A Review of current routing protocols for Ad hoc mobile wireless network,IEEE Personal Communica-tions April1999.

网络服务协议 篇11

进入新加坡药品销售网络将成为可能

据中国医药保健品进出口商会的统计，2006年中国对新医药保健品出口3．3亿美元，同比增长27．56％，占中国对东盟十国出口的24％，居第一位。新加坡是中国在东盟中药和医疗器械出口的最大对象国，分别占中国对东盟中药和医疗器械出口的24．7％和41．5％，目前这两大类商品主要是通过新加坡国内的贸易商进口，再由其批发商和零售商销售。根据新加坡的具体承诺，2007年7月1日以后，对中国以商业存在的方式开展在新加坡市场上的药品和医疗商品的有偿或合同销售佣金代理服务，药品、医疗商品、手术和整形外科设备的批发服务，药品、医疗和整形外科商品的零售服务等将没有限制，无论是市场准入还是国民待遇方面将不会遇到障碍。据此，中国医药企业将可以在新加坡建立自己的销售网络，这将为中国开拓新加坡医药保健品市场提供机遇。

在新马开展医疗服务的机会增加

根据新加坡政府的承诺，在新设立由其《私人医院和医疗诊所法案》定义的、实行商业运行的诊疗医院、护理中心和恢复医院，在市场准入和国民待遇方面将没有限制。这为中国中医等特色和优势医疗服务的出口提供重大机遇，也为“以医带药”创造更广阔的前景。

根据马来西亚政府的承诺，其在包括法医、核医疗、老人病、微脉管外科、神经外科、心脏手术、整形手术、临床免疫、肿瘤学、创伤学、麻醉学、重病护理、儿童精神病和物理治疗等医疗特别服务方面将放开部分限制，对上述医疗特别服务的跨境交付和境外消费的市场准入、国民待遇方面没有限制，而在商业存在方面提供仅限自然人提供医疗服务的市场准入，对中国拟将赴马从业的医生有一定限制，如仅限于在超过70张床位的私人医院执业；在特定区域执业或更换执业地点需要审批；不允许个人执业或联合执業，且确认具有提供此类服务能力的资格考试将采用英语进行。这为拟将赴马从业的医生提出了较高素质要求。

此外，越南在兽医服务的开放方面也做出了部分承诺。随着中国－东盟自由贸易区服务贸易协议的执行，后续谈判还将会继续，各国在服务贸易领域的开放程度将逐步扩大，对医药行业来说，扩大境外营销渠道的建设和医疗服务输出将面临更多机遇和选择。

高速网络传输控制协议研究 篇12

随着网络的发展, 带宽在1Gb/s到10Gb/s的高速网络的应用越来越广泛, 这样的网络通常具有高带宽-延时积 (BDP, BandwidthDelayProduct) 的特点, 原有标准的TCP协议已经不适应其发展的要求。

标准的TCP是基于滑动窗口机制的可靠的传输层协议。其采用的是AIMD (Additive Increase MultiplicativeDecrease) 机制, 在每次出现分组丢失后减半拥塞窗口, 然后每个往返时间 (RTT) 给拥塞窗口增加一个分组。文献[1]指出, 当网络带宽很大时, 这种机制对拥塞窗口有严重的限制。一方面, 标准TCP的平均拥塞窗口大约为1.2/sqrt (p) (p为分组丢失率) , 在高速网络中, 如果要充分利用带宽, 这个约束条件会导致出现不现实的分组丢失率。例如, 对于1 500字节的分组和100ms的RTT, 在高速网络中, 要达到10Gb/s的稳态吞吐量需要平均拥塞窗口大小约为83 333个分组, 则至多每传送5 000 000 000个分组才发生一次分组丢弃事件, 即平均分组丢失率至多为2×10-10, 其相应的比特误差率为2×10-14, 这么低的误差率是不现实的, 因此就只能限制拥塞窗口的大小。另一方面, 拥塞减半后加性增加拥塞窗口需要很长时间才能恢复到稳态吞吐量, 如上面的例子中, 大约需要41 667个RTT, 即约1.16h才能恢复到10Gb/s的吞吐量由此可见, TCP的这种机制并不能满足高速网络的性能要求。为此, 近年来对高速网络传输控制机制的研究成为一个热点。

1 传输控制研究

1.1 源节点拥塞控制的基本技术

目前源节点主要基于五种技术来处理拥塞:慢启动 (slow start) , 加性增加乘性减少 (AIMD, AdditiveIncrease and Multiplicative Decrease) , 自同步 (self-clocking) , 重传定时器 (RTO, retransmission timer) 和带宽-延时积 (BDP) 估计。

1.1.1 慢启动

慢启动是一种初始探测拥塞的方法, 当连接建立时, 发送方并不知道网络是否拥塞, 因此为了避免拥塞, 发送方以较小的速率发送数据, 对每个发出的数据分组如果在定时器超时之前得到确认, 则发送方会在原拥塞窗口基础上再增加一个最大段长 (MSS) 的分组。

实际上, 慢启动根本不慢[2], 而是按指数规律增加, 这对于高速网络仍然适用, 因此无论何种TCP控制协议, 基本都支持慢启动。

1.1.2 自同步 (self-clocking)

当瓶颈出现在网络中某处时, 返回的ACK起同步信号的作用, 在最初突发后的稳定状态下, 发送方的报文段速率会和ACK的到达速率相匹配。因此, 发送方的报文段速率等于其传送路径上最慢链路的报文段速率。这样一来, 源端就能自动感知网络瓶颈并对其流量做出调整, 从而使得系统达到分组守恒 (conservationofpackets) [2], 这称为自同步行为。

这种自同步行为在瓶颈处于接收方时也同样存在。设想接收方或者由于其本身的处理负荷或由于其他连接上到来的报文段造成的压力只能很慢地吸收给定连接上的报文段, 使返回的ACK减慢, 最终ACK流将确定源端的速率, 从而使报文段只能以目的端可以处理的速率到达。

1.1.3 AIMD

发送方都维护了两个窗口:拥塞窗口和接收方确认窗口, 分别处理来自网络的拥塞和接收方的拥塞, 发送方取这两个窗口的最小值作为发送的分组数, 以避免网络或目的端出现拥塞。在高速网络中, 拥塞主要出现在网络中, 所以研究也主要关心拥塞窗口的如何变化。

AIMD就是一种根据拥塞反馈情况改变拥塞窗口的机制。当未出现拥塞时, 源节点线性增加发送的报文段个数, 出现拥塞后乘性减半发送报文段个数, 具体算法是当出现分组丢失, 则把相应发送窗口的拥塞窗口减半, 否则每个RTT增加一个报文段。采用AIMD可以最终使拥塞控制收敛到系统最优点附近[3]。然而这种机制已经不适应高速网络的发展要求, 现在一些算法开始采用MIMD (MultiplicativeIncreaseMulti-plicativeDecrease) 的机制。

1.1.4 重传定时器 (RTO)

RTO的正确估值可以避免不必要的分组重传, 对于TCP对拥塞的响应而言有关键作用。目前主要有以下几种技术用于解决RTO的计算问题:RTT方差估计及其增强算法[4], 指数RTO退避和Karn算法。目前一些高速网络拥塞算法采用BDP估计来确定网络可得资源, 其中延时是基于RTO估值方法得到的RTT预测值, 如:TCPWestwood[5]。

1.1.5 带宽-延时积 (BDP) 估计

带宽和延时是反映网络容量的两个主要参数, 源节点根据带宽和延时的估值计算出BDP, 从而可以更准确地确定网络的可得资源, 以此来调整拥塞窗口大小。

高速网络一般具有很大的BDP值, 采用粗糙的AIMD机制已经很难适应高速网络的运行要求, 通过正确估计BDP值以调整拥塞窗口则可以充分利用高速网络的带宽资源, 因此成为近年的研究热点, 目前已经研究开发了许多采用BDP来调整窗口的新的传输层协议, 如:TCPWestwood[5], XCP[6]和C 3TCP[7]等。BDP研究的关键是带宽和延时的估计技术。

1.2 TCP稳态模型分析

标准TCP适用于传输率在100b/s～107b/s, 往返延时在1ms～100s的网络[8]。但随着高速网络的越来越广泛地应用, TCP本身将最终成为网络性能的瓶颈。

文献[9]通过TCP稳态模型[10]对其拥塞控制机制进行启发式的分析。该模型假定一个独立的TCP连接的每窗口数据至多一个分组丢失, 其分组丢失率为p, TCP发送端减半窗口以响应分组丢失, 然后每个RTT拥塞窗口至多增加一个分组。

令TCP连接的发送分组大小为D字节, 其RTT (包括排队时延) 为R秒, TCP拥塞窗口为W个分组。

则每个分组丢失后, TCP发送端至少传输

个分组。则发送的分组被丢弃的概率满足下式所示:

由公式 (2) 得

公式 (3) 给出了拥塞窗口W的最大值。则丢失发生后, 稳态模型的平均拥塞窗口为

则对一个TCP的最大发送率T (byte/s) , 有

将公式 (4) 代入, 可得

公式 (2) 、式 (6) 分别给出了一个TCP连接的稳态分组丢失率和最大发送率。

对于高速网络, 我们用上述公式进行分析。如果令TCP的稳态吞吐量为Bbit/s, 则要达到稳态吞吐量, 有

对于分组丢失率p, 每1/p个分组至多出现一次丢失, 则由公式 (4) 可知, 即每1/ (pW) ≈W/1.5个RTT时间至多出现一次丢失。把公式 (7) 代入, 即两次丢失之间需要BR/ (12D) 个RTT, 如果B和R很大, 会导致一个极小而在现实中无法实现的丢失率。如果要获得一个符合现实的丢失率, 则只有限制拥塞窗口的大小。另外, 拥塞出现后, 需要W/2 (即BR/16D) 个RTT时间才能恢复到稳态吞吐量。对于B和R很大的高速网络来说, 这个时间会导致过低的利用率。由此可见, 原有TCP传输控制机制已经无法适应高速网络的要求。

2 传输控制协议的发展

随着高速网络的发展以及新的应用的出现, 传统的协议TCP、UDP已经难以适应网络的需要, 目前已经开发了多种新的协议以满足要求。它们有的是针对具体的应用 (如:流媒体、视频电话等) , 有的面向不同的网络环境 (如:有线网络、移动网络和卫星网络等) 。这些协议在充分理解标准TCP在高速网络运行中存在的不足, 提出了新的传输控制思想, 其思想在传输控制研究中具有重要的借鉴意义, 也为将来研究指明了方向。

2.1 XCP

XCP (eXplicitControlProtocol) [6,11]是针对高带宽-延时积网络设计的传输层协议。该协议拥塞控制是端节点和路由器相配合实现的, 发送端维护拥塞窗口cwnd和RTT信息, 然后通过每个分组的拥塞头通知路由器, 由路由器维护每个流的资源分配信息, 并将其反馈给发送端。

对于高带宽-延时积网络, 如果出现多个分组丢失, TCP的效率都会急剧下降, 并且无论采用何种队列管理算法, TCP都会变得很不稳定。XCP则成功地把资源分配的效率和公平这两大功能划分出来分别进行处理, 设置了两个控制器:一个效率控制器 (EC, EfficiencyController) 用于确保流使用所有可得容量, 一个公平控制器 (FC, FairnessController) 确保流之间公平的分配资源。从而使XCP获得了公平的带宽分配、很高的链路利用率、极短的排队队长 (极低的排队时延) 和几乎接近于零的丢包率[12]。

一些研究检验了XCP的性能, 文献[12]在真实环境测试了XCP, 发现其性能对网络环境的配置较为敏感。

2.2 TCPWestwood

TCPWestwood[5]是一种发送端改进的窗口传输控制协议。它通过源端节点估计带宽-延时积来确定网络的拥塞状况, 并相应地设置拥塞控制参数ssthresh (SlowStartThreshold) 和cwin (CongestionWindow) 。发送端使用ACKs来估计带宽, 即:用ACK的到达时间和提交到目的端的数据增量来计算带宽采样值。然后利用低通滤波器平滑采样值以获得可得带宽的低频部分。延时则取每次比较得到的RTT估值的最小值。

研究证实[13,14], TCPWestwood能有效处理高误码率的链路或无线信道引起的丢失, 并且有很好的友元性 (Friendliness) 和公平性。但也有研究表明[15], 在无线环境, 由于信号传播时延非常小, 当ACK采样间隔过小时, 带宽估值会远大于链路的物理容量, 导致错误地增大发送窗口, 从而加剧拥塞状况。

2.3 HSTCP

HSTCP (HighSpeedTCP) [1]是一种针对高速网络大拥塞窗口的TCP连接提出的改进的传输控制协议。

HSTCP着重于TCP的基本限制, 修改了TCP的响应函数, 该函数将TCP的稳态丢失率映射到每个RTT的TCP的分组发送率, 根据拥塞窗口的大小自适应地设置增加/减少参数。本质上来说, 即在拥塞避免阶段采用MIMD代替标准TCP的AIMD机制。改进的响应函数只对更大拥塞窗口生效, 并没有改变拥塞严重时TCP的行为, 避免了拥塞崩溃的危险。但也有研究表明[16], 对具有不同RTT的流, 拥塞窗口乘性增加的速率也不同, 从而导致RTT公平性问题。

2.4 FAST TCP

FASTTCP[17]使用队列延时结合分组丢失代替标准TCP仅使用分组丢失来测量拥塞以解决高速网络大拥塞窗口带来的问题。队列延时能更好的测量拥塞和衡量网络的容量, 其基于方程的窗口调节机制使用一个比例控制, 改进了Vegas[18]的加性增加-加性减少 (AIAD, AdditiveIncreaseAdditiveDecrease) 策略, 相对于标准TCP更加灵活、平滑, 能使网络快速的达到平衡。

FASTTCP的拥塞控制机制由四个功能独立的模块组成:数据控制模块决定发送哪些分组;窗口控制模块控制发送窗口的大小;突发控制模块决定何时发送分组;估计模块则通过排队延时测量拥塞状况。

研究表明[17], FASTTCP在吞吐量、公平性、稳定性和响应特性上比HSTCP有更好的性能。

2.5 VCP

VCP (Variable-structure congestion Control Proto-cle-structurecongestionControlProto-

VCP将网络分为三种负载状态:低载、高载和过载。使用IP分组头的两个位报告网络负载状况。如果网络处于低载, 则乘性增加 (MI, Multiplicative Increase) 发送率:如果网络处于高载, 则加性增加 (AI, Additiveincrease) 发送率;如果网络处于过载, 则乘性减小 (MD, Multiplicativedecrease) 发送率。由于MI容易导致网络不稳定, 而要达到公平性, 必须确保流在拥塞出现之前进入AI阶段。VCP需要合理选择参数来达到这些要求。

研究表明[19], VCP具有高利用率、合理的公平性、瓶颈处持续的低水平队列和可忽略的分组丢失率。而文献[20]研究发现VCP周期性的链路带宽测量在无线网络中仍然存在稳定性问题。

2.6 DCCP

DCCP (Datagram Congestion Control Pro-to-col) [21,22,23]是一种单播、双向和面向连接的传输层控制协议。在流媒体应用方面它已被推荐作为UDP的可选协议。

DCCP主要面向流媒体、网络电话、视频会议和网络游戏等应用。这些应用与文件传输不同, 其对数据传输的可靠性要求不高, 但对时间却很敏感, 而TCP的字节流提交机制在保证数据流传输可靠性的同时则可能给这些应用引入任意的延时。DC-CP采用可靠的连接建立、释放和协商与不可靠数据流传输相结合的机制, 在延时和可靠性之间达到了一个折衷。

DCCP建议两种拥塞控制机制可供选择:类TCP拥塞控制 (TCP-like Congestion Control或CCID 2) [22]和TCP友元速率控制 (TFRC, TCP-FriendlyRateControl或CCID 3) [23]。CCID 2提供类似于TCP的拥塞控制机制。发送方维护一个拥塞窗口并在到达满窗口之前一直发送分组, 接收方确认收到的分组。采用分组丢弃或ECN[22]指示拥塞, 拥塞响应则减半窗口。其确认分组包含同一窗口中所有被成功接收分组的序号, 这类似于SACK[24]。CCID 3提供基于方程形式的拥塞控制机制, 其响应拥塞更为平滑, 发送方根据接收方的分组丢失或标记速率估计来更新传输速率。

许多文献[25,26,27]已经对DCCP进行了性能评估, 在与TCP共享带宽环境下, DCCP比UDP具有更好的公平性, 但其公平性依赖于RTT。文献[28]则在WMN (WirelessMeshNetworks) 中评估了DCCP的性能。研究显示, 在无线多跳网络中, DCCP比UDP能更公平的分享带宽, 但当DCCP流与TCP、UDP流竞争带宽时, 性能会下降。

2.7 其他传输控制协议

其他传输控制协议还有SCTP[29]、Scalable TCP[30]、H-TCP[31]、BIC-TCP[32]、和LTCP[33]等。SCTP支持同一连接多个数据报流, 这样从一个流中丢失的分组不会延迟其他流的分组。ScalableTCP采用MIMD机制以确保在固定的RTT个数内加倍拥塞窗口。H-TCP采用类似于HSTCP的拥塞响应函数, 但基于上次的丢失时间修改了增加参数。BIC-TCP主要着重于RTT的公平特性, 通过使用基于AIMD的二进制搜索改进拥塞响应函数。LTCP引入虚拟层的概念, 对不同层采用不同的加性增加参数, 提供了不同层选择参数的灵活性。

3 结论

高速网络具有高带宽-延时积的特点, 而标准的TCP已经无法适应其性能要求。我们研究了标准TCP的传输控制机制。文中首先研究了标准TCP拥塞控制的基本技术, 然后通过TCP稳态模型分析了标准TCP的拥塞控制在高速网络中存在的问题。最后对近年来针对高速网络和新的应用开发的新的传输控制协议进行了介绍和分析, 以便今后对传输控制协议进行进一步的研究和发展。