TCP-IP协议在卫星数据通信网中的应用.doc

TCP/IP协议在卫星数据通信网中的应用 TCP/IP协议的概念产生于70年代，并在80年代得到了迅速的完善和发展。在90年代，TCP/IP协议已毫无争议地确立了在数据通信协议中的主导地位。至今，TCP/IP协议已经是数据通信标准的代名词，是唯一可以通达世界范围内Internet联接的通信协议，也是任何数据用户终端最先支持的协议标准。随着网络通信容量的不断增加和计算机信息处理能力的不断提高，TCP/IP协议正在成为“唯一” 的选择，所谓“Everything Over IP”。卫星通信是数据通信网络的重要形式，传统上是作为“通信子网”，即只支持网络层以下的功能，是数据包传输的透明通道。为更有效地提供数据传输业务，减少与其他网络协议的接口转换，TCP/IP在卫星通信网中的应用已受到关注。 我们将讨论TCP/IP协议在卫星通信网中应用产生的问题和相应的解决办法，我们也认为TCP/IP协议在卫星通信网中的应用是完全可行的，通过对一些TCP/IP协议工作模式和参数的调整，能实现卫星通信网对TCP/IP协议和其他基于TCP/IP协议的数据传输业务的高效、可靠的支持。 一、TCP/IP协议 首先对TCP/IP的定义和主要功能作一个简要的总结。描述数据通信协议的最通用和清晰的方式是参照OSI七层协议的标准。图1是TCP/IP协议结构与OSI七层协议结构的相关定位。如图1中所述，TCP/IP协议是一个包含了主要的网络层功能，全部传输层功能和一部分会话层功能的协议栈（stack）；它向下依靠低层的介质访问层、数据链路层和物理层协议提供的点对点数据包传输能力；它向上通过标准的服务接口（socket）向上层应用协议提供端到端的数据块传输业务，这一数据块传输可以是面向联接的可靠传输（TCP），也可以是面向报文的非可靠传输（UDP）。TCP也完成会话层的一部分功能，支持端到端连接的建立、维持和拆除。总之，TCP/IP协议遮掩了不同类型网络间数据转接的细节和不同数据终端设备的系统软硬件的差异。 利用OSI中对各层协议的定义，可以较简明的说明TCP/IP的主要功能：（1）IP层协议，它实现网络层的寻址、路由和转接功能，将数据报文从源数据设备转发到目的设备，只面对独立报文，不面向联接，它支持报文的分解与重组，不保证报文传输的可靠和报文间的先后次序；（2）TCP层协议，它实现源数据设备和目的数据设备间的可靠的数据块传送，支持数据拆、打包（PAD）、差错控制（检错纠错）、顺序控制、流量与拥塞控制等。 卫星通信主要是传送数据的通信子网，而不是产生数据源的业务子网。卫星通信网的主要功能是支持网络层以下各层的数据包传送业务，与IP层协议直接相关并可以支持IP层协议形成端到端连接。但由此形成的端到端联接的延迟、速率、误码率等信道特性会对终端设备上的TCP协议产生实质性影响，是TCP协议在卫星通信网中应用必须考虑的问题。 二、TCP/IP协议在卫星网中的应用 由于卫星通信是经过天上卫星转发器这一固有的特点，卫星通信网基本上有两种网络结构：星状网和网状网。这样的网络结构相对于地面的数据网络来说要简单的多，因此，路由选择、拥塞控制、多路径传输冲