卫星通讯中的TCP/IP协议

北京万康通信网络技术有限公司 刘宏杰


  TCP/IP协议又称互联网协议,随着互联网的迅猛发展,TCP/IP协议已经成为目前应用最广泛的通讯协议,各种通讯媒介都被用来传输IP数据。卫星由于其覆盖面广,不需敷设缆线,宽带等特点而受到互联网公司的青睐,相当一部分用户已经或即将享用卫星接入的宽带互联网服务。



  不过由于卫星距离地球的距离,不可避免地带来了时延的问题,如果信号从静轨卫星发射的话,时延约是270ms。本文将尝试解释用户通过静轨卫星接受互联网服务----浏览一个网页时,时延对浏览时间的影响。



  假设你的ISP将你所需要的数据通过卫星网关转化为卫星格式数据(如DVB格式)发射给你,你的PC通过卫星数据接收设备(如DVB接收卡)收到卫星格式数据并转化为IP数据,同时你用Modem拨号到ISP,上传对你数据的请求。



  当你访问一个网页时,在浏览器里输入地址(URL)通过Modem用电话线上传到ISP,ISP为你建立相应的连接,并通过卫星下传IP数据到你的PC。可以看到只有数据下传时才会涉及到时延问题,其他时间如URL地址上传,和你用电话线上网是相同的,我们在讨论中将忽略传统有线链路所需要的时间。



  从URL地址输入后发生的过程如下(假设为访问一个新站点):



  1.通过ARP协议联系DNS服务器



  2.向DNS服务器查询URL的IP地址



  3.通过ARP协议联系该IP地址



  4.TCP握手



  5.建立TCP通道进行数据传输



下表显示各步骤的时延



































步   骤


Hops


Time

1.通过ARP协议联系DNS服务器
2


540ms

2.向DNS服务器联系查询URL的IP地址
2


540ms

3.通过ARP协议联系该IP地址
2


540ms

4.TCP握手
3


810ms

合计
9


2430ms






  通过上表我们可以发现,在数据传输开始前仅仅为了建立一个tcp连接就经过了9跳,而一个网页中除了文字外,还会有图片和图表等其它内容对象,这些对象很多都要建立新的tcp连接,看到一个完整的网页需要这些tcp连接全部完成,浏览网页时将产生难以忍受的等待。一种可行的解决方案是采用卫星通讯专用Proxy服务器。



  PC访问一个新网页时过程改变如下:



  1.输入URL



  下表比较了加载卫星通讯专用Proxy服务器前后的情况:






















Hops


Time


加载卫星通讯专用Proxy服务器前


36


9720ms


加载卫星通讯专用Proxy服务器后


4


1080ms






  2.向Proxy Client Server查询该网页



  3.Proxy Client端Server查询自己的Cache内容未发现该网页,通过Modem向Proxy Client端Server查询



  4.Proxy Client端Server查询自己的Cache内容未发现该网页,进行标准的网页下载进程,将该网页及相关链接下载至自己的Cache



  5.通过卫星下传Cache中的网页内容到Proxy Client端Server



  6.Proxy Client端Server传输该网页至PC



  可以看到在这时只发生了一次卫星通讯。1跳、时间270ms,大大减少了时延对网页浏览的影响。



  中文雅虎的主页是用户最常访问的网页之一,其中有3个图片来自其他url地址,即为了显示该网页,至少需要建立4次TCP通讯。



  由此可见,卫星通讯专用Proxy服务器时对解决卫星通讯中的时延问题,有着非常重要的意义。



摘自《卫星通信广播电视》2001.5

   

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