正版 空间信息网络传输协议 王俊峰,罗琴,李晓慧 等 人民邮电出版

第 1章 空间信息网络特点对传输协议造成的影响研究 001
1.1 引言 002
1.2 空间信息网络特点 002
1.3 可靠传输协议机制概述 005
1.4 空间信息网络影响传输协议性能的因素 007
1.4.1 比特误码率 007
1.4.2 往返时延 008
1.4.3 连通性与持续性 008
1.4.4 非对称正向和反向链路容量 009
1.4.5 带宽时延积 009
1.4.6 数据分组丢失原因 010
1.4.7 链路带宽容量 010
1.4.8 多径传输 010
1.4.9 CPU和内存容量 011
1.4.10 通信目标 011
参考文献 012
第 2章 空间信息网络传输协议概述 015
2.1 基于不同体系架构的传输协议研究 016
2.1.1 基于TCP/IP 体系架构 016
2.1.2 基于CCSDS体系架构 021
2.1.3 基于DTN体系架构 025
2.2 基于不同层次的传输协议研究 027
2.2.1 基于传统TCP的优化传输 027
2.2.2 基于UDP的应用层可靠传输 033
2.2.3 跨层交互传输 035
2.3 基于不同拥塞判定方法的传输协议研究 036
2.3.1 基于分组丢失 036
2.3.2 基于队列时延 037
2.3.3 基于分组丢失和时延的混合方法 038
2.3.4 基于学习 039
2.3.5 显示拥塞通知 041
2.4 基于不同优先级的传输协议研究 041
2.4.1 主流不区分优先级传输 041
2.4.2 低优先级传输 042
2.5 基于不同部署方式的传输协议研究 043
2.5.1 双边部署传输协议 043
2.5.2 单边部署传输协议 043
2.6 基于不同拥塞控制方法的传输协议研究 044
2.6.1 基于窗口 044
2.6.2 基于速率 044
2.7 基于不同连接机制的传输协议研究 045
2.7.1 端到端连接 045
2.7.2 分段连接 046
参考文献 047
第3章 增强视频传输质量的部分可靠传输协议 053
3.1 引言 054
3.2 视频传输策略框架概述 055
3.3 基于隐马尔可夫模型的视频传输算法 056
3.3.1 建模 056
3.3.2 离线训练阶段 058
3.3.3 在线预测阶段 058
3.3.4 拥塞控制 062
3.4 仿真评价 063
3.4.1 仿真场景设置 063
3.4.2 单条数据流实验场景 064
3.4.3 并发数据流实验场景 073
3.5 小结 079
参考文献 079
第4章 基于学习型效用模型和在线学习框架的可靠传输协议 081
4.1 引言 082
4.2 网络学习算法概述 083
4.2.1 学习算法框架概述 084
4.2.2 网络状态学习步骤 084
4.3 协议算法流程 087
4.3.1 网络参数更新 087
4.3.2 网络状态建模算法 088
4.3.3 拥塞窗口确定 089
4.3.4 参数讨论 091
4.4 协议性能评价 093
4.4.1 仿真评价 093
4.4.2 半实物仿真性能评价 100
4.4.3 网络实测结果 104
4.5 小结 105
参考文献 106
第5章 基于容迟业务的低优先级可靠传输协议 107
5.1 引言 108
5.2 自适应低优先级网络近似模型及参数概述 109
5.2.1 协议框架 109
5.2.2 流体近似模型 110
5.2.3 网络参数更新 111
5.3 低优先级的拥塞控制机制 113
5.3.1 网络状态估计 113
5.3.2 自适应低优先级窗口控制机制 114
5.3.3 ALP与高优先级数据流之间的友好性 116
5.4 性能评估 116
5.4.1 仿真评价 116
5.4.2 卫星网络场景仿真评估 124
5.4.3 网络实测结果评价 127
5.5 小结 130
参考文献 130
第6章 基于喷泉码和可靠UDP的空间网络传输协议 133
6.1 引言 134
6.2 FRUDP框架概述 135
6.3 编码速率决定算法 137
6.3.1 预估网络分组丢失率 137
6.3.2 计算解码失败概率 138
6.3.3 确定编码速率 139
6.4 拥塞控制机制 139
6.4.1 处理分组丢失 140
6.4.2 收到数据分组确认 141
6.5 性能评价 143
6.5.1 参数设置 143
6.5.2 分组丢失冗余分析 145
6.5.3 拥塞控制机制实验评价 146
6.5.4 动态航空自组网中的性能分析 149
6.6 小结 152
参考文献 152
第7章 基于喷泉码的多径可靠传输协议 153
7.1 引言 154
7.2 AeroMRP框架概述 155
7.3 基于航空应用类型的编码速率选择算法 156
7.3.1 基于可变分组丢失范围计算解码失败概率 157
7.3.2 讨论Ntotal的取值 157
7.3.3 选择编码速率 158
7.4 基于反馈的数据分组调度机制 158
7.4.1 计算期望分组到达时间 159
7.4.2 分配数据分组到子流 161
7.5 仿真评价 162
7.5.1 不同类型航空应用分组丢失冗余分析 163
7.5.2 基于反馈的数据分组调度机制实验评价 165
7.5.3 多径航空自组网中的性能分析 169
7.6 小结 171
参考文献 172
第8章 TCP延迟更新模块的研究 173
8.1 引言 174
8.2 TCP延迟更新概述 175
8.3 TCP延迟更新模块 176
8.3.1 基于带宽利用率的网络拥塞预测算法 176
8.3.2 窗口更新控制方法 177
8.3.3 TCP延迟更新模块的具体方案 177
8.4 仿真实验结果 179
8.4.1 实验拓扑 180
8.4.2 实验结果与分析 181
8.5 小结 192
参考文献 193
第9章 TCP动态数据压缩方案的研究 195
9.1 引言 196
9.2 TCPComp方案概述 197
9.3 动态压缩决策机制 198
9.3.1 不同应用数据类型压缩比研究 199
9.3.2 压缩决策机制 199
9.4 基于卡尔曼滤波的压缩比估计算法 200
9.5 性能评价 201
9.5.1 性能指标的定义 202
9.5.2 实验系统平台 202
9.5.3 关于expected_size参数取值的讨论 203
9.5.4 压缩比估计算法的实验评价 205
9.5.5 与其他方案的性能对比 206
9.6 小结 210
参考文献 210
第 10章 自适应拥塞控制机制的研究 213
10.1 引言 214
10.2 ACCF 215
10.3 基于高带宽时延积网络的ACCF实例研究 216
10.3.1 拥塞控制机制的适应性分析 217
10.3.2 拥塞控制机制间的切换 217
10.4 实验结果 221
10.4.1 基于仿真实验的性能评价 221
10.4.2 真实网络环境中的性能评价 228
10.5 讨论 231
10.6 小结 232
参考文献 232
名词索引 235

王俊峰
四川大学计算机学院教授、博士生导师。2004年获得电子科技大学博士学位，2004—2006年在中国科学院软件研究所从事博士后研究，2006年8月受聘于四川大学，2014—2015年伊利诺伊大学香槟分校访问学者。研究领域为网络与信息安全。承担国家863计划、国家自然科学基金及国防预研等项目20余项。已授权中国发明专利40项、美国专利9项；发表SCI收录学术论文60余篇，出版学术专著3部；获国家科学技术进步奖一等奖和省部级及学会科技奖励共4项。
罗琴
西南石油大学计算机科学学院副研究员、硕士生导师。2004年获得四川大学学士学位，2007年获得电子科技大学硕士学位，2018年获得四川大学博士学位。主要从事空间信息网络领域的理论和实验研究。负责/参与包括国家自然科学基金在内的科研项目多项，发表SCI/EI学术论文10余篇。
李晓慧
四川大学网络空间安全学院博士后。2012年和2017年分别获得四川大学学士学位和博士学位。主要从事网络与网络安全中的可信传输与路由协议、网络虚拟化等研究。参与承担多个国家级科研项目，发表SCI论文5篇。
孙富春
清华大学计算机科学与技术系教授、博士生导师，IEEE、CAAI Fellows、国家863计划专家组成员，国家杰出青年基金获得者。1998年获得清华大学博士学位，1998—2000年在清华大学自动化系从事博士后研究，研究领域为智能控制与机器人、网络控制系统等。兼任清华大学学术委员会委员、计算机科学与技术系学术委员会主任、智能技术与系统国家重点实验室常务副主任、国家重点研发计划“智能机器人”总体专家组成员、中国人工智能学会副理事长、中国自动化学会常务理事。担任国际刊物Cognitive Computation and Systems主编、IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems和IEEE Transactions on Fuzzy Systems等副主编或领域主编，国内刊物《中国科学：F辑》和《自动化学报》编委等，研究成果获多个国家和省部级奖项。

1.本书反映了近几年空间信息网络传输协议方面的*新研究成果，并提供了详尽的参考文献。
2.本书内容充实，集科学性、**性和实用性于一体。
3.作者及所在的研究团队自2003年以来，一直在开展空间信息网络方面的研究，内容包括协议体系结构、组网及星座方案、路由及传输协议、仿真实验等方面的工作，也取得了一定的研究成果。本书系统地总结了作者近年来在空间信息网络传输协议研究方面的工作。
本书既可作为高等院校通信、网络、计算机等专业研究生相关课程的教材，也可作为从事空间信息网络相关领域研究、开发、管理的人员了解空间信息网络传输协议技术的参考资料。

本书系统、全面地介绍了空间信息网络的特点及其对传输协议造成的影响；重点介绍和讨论了空间信息网络传输协议最新的研究方法和研究成果，内容涵盖了空间信息网络传输协议设计所需的基础知识、增强视频传输质量的部分可靠传输协议、基于学习型效用模型和在线学习框架的可靠传输协议、基于容迟业务的低优先级可靠传输协议、基于喷泉码和可靠用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)的空间网络传输协议、基于喷泉码的多径可靠传输协议以及基于传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)的改进传输协议等内容。本书通过对这些协议的构造原理、实施过程、实验环境和性能等方面进行深入的分析，让读者能够更加深刻地理解这些协议的实现原理与应用特点。
本书既可作为高等院校网络或计算机相关专业的本科生和研究生相关课程的教材，也可作为从事空间信息网络相关领域研究、开发和管理人员的参考资料。

1.本书反映了近几年空间信息网络传输协议方面的*研究成果，并提供了详尽的参考文献。 2.本书内容充实，集科学性、先进性和实用性于一体。 3.作者及所在的研究团队自2003年以来，一直在开展空间信息网络方面的研究，内容包括协议体系结构、组网及星座方案、路由及传输协议、仿真实验等方面的工作，也取得了一定的研究成果。本书系统地总结了作者近年来在空间信息网络传输协议研究方面的工作。 本书既可作为高等院校通信、网络、计算机等专业研究生相关课程的教材，也可作为从事空间信息网络相关领域研究、开发、管理的人员了解空间信息网络传输协议技术的参考资料。

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