TCP-IP協(xié)議在衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的應(yīng)用.doc

TCP/IP協(xié)議在衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的應(yīng)用 TCP/IP協(xié)議的概念產(chǎn)生于70年代，并在80年代得到了迅速的完善和發(fā)展。在90年代，TCP/IP協(xié)議已毫無爭議地確立了在數(shù)據(jù)通信協(xié)議中的主導地位。至今，TCP/IP協(xié)議已經(jīng)是數(shù)據(jù)通信標準的代名詞，是唯一可以通達世界范圍內(nèi)Internet聯(lián)接的通信協(xié)議，也是任何數(shù)據(jù)用戶終端最先支持的協(xié)議標準。隨著網(wǎng)絡(luò)通信容量的不斷增加和計算機信息處理能力的不斷提高，TCP/IP協(xié)議正在成為“唯一” 的選擇，所謂“Everything Over IP”。衛(wèi)星通信是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的重要形式，傳統(tǒng)上是作為“通信子網(wǎng)”，即只支持網(wǎng)絡(luò)層以下的功能，是數(shù)據(jù)包傳輸?shù)耐该魍ǖ?。為更有效地提供?shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，減少與其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的接口轉(zhuǎn)換，TCP/IP在衛(wèi)星通信網(wǎng)中的應(yīng)用已受到關(guān)注。 我們將討論TCP/IP協(xié)議在衛(wèi)星通信網(wǎng)中應(yīng)用產(chǎn)生的問題和相應(yīng)的解決辦法，我們也認為TCP/IP協(xié)議在衛(wèi)星通信網(wǎng)中的應(yīng)用是完全可行的，通過對一些TCP/IP協(xié)議工作模式和參數(shù)的調(diào)整，能實現(xiàn)衛(wèi)星通信網(wǎng)對TCP/IP協(xié)議和其他基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的高效、可靠的支持。 一、TCP/IP協(xié)議 首先對TCP/IP的定義和主要功能作一個簡要的總結(jié)。描述數(shù)據(jù)通信協(xié)議的最通用和清晰的方式是參照OSI七層協(xié)議的標準。圖1是TCP/IP協(xié)議結(jié)構(gòu)與OSI七層協(xié)議結(jié)構(gòu)的相關(guān)定位。如圖1中所述，TCP/IP協(xié)議是一個包含了主要的網(wǎng)絡(luò)層功能，全部傳輸層功能和一部分會話層功能的協(xié)議棧（stack）；它向下依靠低層的介質(zhì)訪問層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層協(xié)議提供的點對點數(shù)據(jù)包傳輸能力；它向上通過標準的服務(wù)接口（socket）向上層應(yīng)用協(xié)議提供端到端的數(shù)據(jù)塊傳輸業(yè)務(wù)，這一數(shù)據(jù)塊傳輸可以是面向聯(lián)接的可靠傳輸（TCP），也可以是面向報文的非可靠傳輸（UDP）。TCP也完成會話層的一部分功能，支持端到端連接的建立、維持和拆除。總之，TCP/IP協(xié)議遮掩了不同類型網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接的細節(jié)和不同數(shù)據(jù)終端設(shè)備的系統(tǒng)軟硬件的差異。 利用OSI中對各層協(xié)議的定義，可以較簡明的說明TCP/IP的主要功能：（1）IP層協(xié)議，它實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層的尋址、路由和轉(zhuǎn)接功能，將數(shù)據(jù)報文從源數(shù)據(jù)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到目的設(shè)備，只面對獨立報文，不面向聯(lián)接，它支持報文的分解與重組，不保證報文傳輸?shù)目煽亢蛨笪拈g的先后次序；（2）TCP層協(xié)議，它實現(xiàn)源數(shù)據(jù)設(shè)備和目的數(shù)據(jù)設(shè)備間的可靠的數(shù)據(jù)塊傳送，支持數(shù)據(jù)拆、打包（PAD）、差錯控制（檢錯糾錯）、順序控制、流量與擁塞控制等。 衛(wèi)星通信主要是傳送數(shù)據(jù)的通信子網(wǎng)，而不是產(chǎn)生數(shù)據(jù)源的業(yè)務(wù)子網(wǎng)。衛(wèi)星通信網(wǎng)的主要功能是支持網(wǎng)絡(luò)層以下各層的數(shù)據(jù)包傳送業(yè)務(wù)，與IP層協(xié)議直接相關(guān)并可以支持IP層協(xié)議形成端到端連接。但由此形成的端到端聯(lián)接的延遲、速率、誤碼率等信道特性會對終端設(shè)備上的TCP協(xié)議產(chǎn)生實質(zhì)性影響，是TCP協(xié)議在衛(wèi)星通信網(wǎng)中應(yīng)用必須考慮的問題。 二、TCP/IP協(xié)議在衛(wèi)星網(wǎng)中的應(yīng)用 由于衛(wèi)星通信是經(jīng)過天上衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器這一固有的特點，衛(wèi)星通信網(wǎng)基本上有兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：星狀網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)。這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對于地面的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來說要簡單的多，因此，路由選擇、擁塞控制、多路徑傳輸沖