卫星通信网路由技术及其模拟
第一篇 卫星通信网及其路由技术
第1章 卫星通信技术2
1.1 卫星通信的定义2
1.2 卫星通信的发展历程3
1.3 卫星通信的基本知识5
1.3.1 卫星通信使用的频段5
1.3.2 卫星通信系统的分类7
1.3.3 卫星通信的特点8
1.4 卫星通信系统的组成及工作过程9
1.4.1 卫星通信系统的组成9
1.4.2 卫星通信系统的工作过程10
1.5 卫星运动的轨道12
1.5.1 卫星运动的基本规律12
1.5.2 卫星轨道的分类13
1.5.3 卫星的摄动14
1.5.4 轨道形状和卫星速度的关系15
1.6 卫星通信系统的应用19
1.7 本章 小结22
第2章 卫星通信网体系结构与研究热点23
2.1 卫星通信网的体系结构23
2.1.1 单层卫星网23
2.1.2 多层卫星网28
2.2 基于卫星的通信30
2.2.1 固定用户之间的通信30
2.2.2 固定用户与移动用户之间的通信30
2.2.3 移动用户之间的通信31
2.3 几种商用的卫星网介绍31
2.3.1 Iridium31
2.3.2 Globalstar32
2.4 卫星通信网研究热点33
2.4.1 组网体系结构设计33
2.4.2 路由问题34
2.4.3 传输控制问题35
2.4.4 安全问题36
2.4.5 星载网络设备38
2.4.6 与其他网络的集成40
2.5 本章 小结41
第3章 卫星通信网路由技术42
3.1 卫星网星座设计技术42
3.1.1 卫星轨道42
3.1.2 卫星星座46
3.2 卫星网路由技术48
3.2.1 上/下行链路路由49
3.2.2 边界路由49
3.2.3 空间段路由50
3.3 卫星网路由面临的问题50
3.4 卫星网路由技术分类53
3.4.1 单层卫星网路由技术53
3.4.2 多层卫星网路由技术55
3.5 本章 小结58
第4章 单层卫星网路由技术59
4.1 基于虚拟拓扑的路由算法59
4.1.1 DT-DVTR算法59
4.1.2 FSA算法60
4.1.3 基于快照序列的路由61
4.1.4 CEMR路由算法61
4.1.5 ELB路由算法65
4.1.6 PAR路由算法68
4.2 基于覆盖域划分的路由算法72
4.2.1 覆盖域切换重路由协议（FHRP）72
4.2.2 概率路由协议（PRP）73
4.2.3 分布式地理路由算法（DGRA）74
4.2.4 基于IP的卫星网路由框架（SIPR）79
4.3 基于数据驱动的路由算法84
4.3.1 Darting算法84
4.3.2 LAOR路由算法84
4.4 基于虚拟节点的路由算法92
4.4.1 LZDR路由算法92
4.4.2 DRA路由算法92
4.5 SDRA-MA路由算法100
4.6 本章 小结105
第5章 多层卫星网路由技术106
5.1 MLSR路由算法106
5.2 SGRP路由算法115
5.3 HSRP路由算法119
5.4 基于移动Agent的路由125
5.5 本章 小结129
第二篇 适用于卫星网的模拟工具
第6章 NS简介及其安装132
6.1 卫星网模拟工具132
6.2 NS简介133
6.2.1 NS概要133
6.2.2 NS的发展历程134
6.3 NS的安装134
6.3.1 Linux环境下的安装134
6.3.2 Windows环境下的安装136
6.4 NS进行网络模拟的方法和步骤140
第7章 NS脚本语言142
7.1 Tcl基本语法142
7.2 OTcl145
7.2.1 OTcl简介145
7.2.2 OTcl基本语法146
第8章 NS的离散事件机制和分裂对象机制149
8.1 NS的离散事件机制149
8.2 分裂对象机制149
第9章 卫星节点154
9.1 卫星节点及其位置154
9.1.1 卫星节点及其位置的定义154
9.1.2 卫星节点位置的初始化156
9.2 卫星节点结构157
9.3 卫星节点的创建158
第10章 卫星链路162
10.1 卫星链路模型162
10.1.1 SatLinkHead163
10.1.2 物理层164
10.1.3 链路层165
10.2 卫星链路的建立166
10.2.1 星际链路的建立166
10.2.2 星地链路的建立169
10.3 卫星链路的切换管理171
第11章 定时器和分组头173
11.1 定时器173
11.1.1 C++的抽象基类TimerHandler173
11.1.2 卫星模块中设定一个新的定时器174
11.2 分组头175
11.2.1 与分组有关的类175
11.2.2 添加新的分组头类型177
第12章 卫星网的路由179
12.1 卫星网络的路由代理179
12.1.1 数据包的接收和转发179
12.1.2 路由代理与卫星节点的关系179
12.2 路由协议的实现180
12.3 卫星网络模拟发送数据的流程182
第13章 卫星网络的跟踪文件185
13.1 对跟踪的支持185
13.2 Tcl中的跟踪类185
13.3 C++的跟踪类188
13.4 跟踪文件格式188
第14章 常用分析与调试工具193
14.1 gawk193
14.1.1 gawk简介193
14.1.2 gawk的使用193
14.2 gnuplot197
14.2.1 gnuplot简介197
14.2.2 gnuplot的使用197
14.3 xgraph204
14.3.1 xgraph简介204
14.3.2 xgraph的使用205
14.4 利用gdb调试NS206
第三篇 卫星网路由技术模拟
第15章 DRA算法模拟210
15.1 拓扑搭建210
15.1.1 节点设计210
15.1.2 链路分析212
15.2 链路切换分析213
15.3 路由模块实现213
15.4 仿真脚本分析220
15.5 仿真结果分析224
15.5.1 算法性能224
15.5.2 节点失效对算法的影响225
15.6 动画演示226
第16章 SGRP算法模拟228
16.1 拓扑搭建228
16.1.1 节点设计228
16.1.2 链路设计230
16.1.3 拓扑实现231
16.2 链路切换设计233
16.3 路由模块的实现240
16.3.1 路由算法主模块实现240
16.3.2 链路拥塞的实现243
16.3.3 节点失效的实现244
16.4 仿真实现244
16.4.1 参数设置244
16.4.2 仿真脚本244
16.5 仿真结果分析247
16.5.1 算法效率247
16.5.2 链路拥塞对算法的影响248
16.5.3 节点失效对算法的影响249
16.6 动画演示249
第17章 SDRA-MA算法模拟250
17.1 卫星网拓扑搭建250
17.1.1 卫星节点250
17.1.2 卫星链路251
17.1.3 拓扑实现251
17.2 移动Agent功能实现252
17.2.1 移动Agent的实现252
17.2.2 派遣移动Agent254
17.3 路由模块的实现255
17.3.1 路由算法主模块实现255
17.3.2 前向移动Agent的创建256
17.3.3 后向移动Agent的创建257
17.3.4 移动Agent的销毁258
17.3.5 移动Agent的迁移259
17.3.6 移动Agent的信息更新260
17.3.7 路由表更新261
17.3.8 下一跳选择261
17.3.9 转发数据分组263
17.3.10 丢包类型的设计264
17.4 仿真实现265
17.4.1 参数设置265
17.4.2 背景流量的实现266
17.4.3 仿真脚本269
17.5 仿真结果分析271
17.5.1 端到端时延271
17.5.2 时延抖动272
17.5.3 网络吞吐量272
17.5.4 链路利用率272
17.6 动画演示273
参考文献275
第1章 卫星通信技术2
1.1 卫星通信的定义2
1.2 卫星通信的发展历程3
1.3 卫星通信的基本知识5
1.3.1 卫星通信使用的频段5
1.3.2 卫星通信系统的分类7
1.3.3 卫星通信的特点8
1.4 卫星通信系统的组成及工作过程9
1.4.1 卫星通信系统的组成9
1.4.2 卫星通信系统的工作过程10
1.5 卫星运动的轨道12
1.5.1 卫星运动的基本规律12
1.5.2 卫星轨道的分类13
1.5.3 卫星的摄动14
1.5.4 轨道形状和卫星速度的关系15
1.6 卫星通信系统的应用19
1.7 本章 小结22
第2章 卫星通信网体系结构与研究热点23
2.1 卫星通信网的体系结构23
2.1.1 单层卫星网23
2.1.2 多层卫星网28
2.2 基于卫星的通信30
2.2.1 固定用户之间的通信30
2.2.2 固定用户与移动用户之间的通信30
2.2.3 移动用户之间的通信31
2.3 几种商用的卫星网介绍31
2.3.1 Iridium31
2.3.2 Globalstar32
2.4 卫星通信网研究热点33
2.4.1 组网体系结构设计33
2.4.2 路由问题34
2.4.3 传输控制问题35
2.4.4 安全问题36
2.4.5 星载网络设备38
2.4.6 与其他网络的集成40
2.5 本章 小结41
第3章 卫星通信网路由技术42
3.1 卫星网星座设计技术42
3.1.1 卫星轨道42
3.1.2 卫星星座46
3.2 卫星网路由技术48
3.2.1 上/下行链路路由49
3.2.2 边界路由49
3.2.3 空间段路由50
3.3 卫星网路由面临的问题50
3.4 卫星网路由技术分类53
3.4.1 单层卫星网路由技术53
3.4.2 多层卫星网路由技术55
3.5 本章 小结58
第4章 单层卫星网路由技术59
4.1 基于虚拟拓扑的路由算法59
4.1.1 DT-DVTR算法59
4.1.2 FSA算法60
4.1.3 基于快照序列的路由61
4.1.4 CEMR路由算法61
4.1.5 ELB路由算法65
4.1.6 PAR路由算法68
4.2 基于覆盖域划分的路由算法72
4.2.1 覆盖域切换重路由协议（FHRP）72
4.2.2 概率路由协议（PRP）73
4.2.3 分布式地理路由算法（DGRA）74
4.2.4 基于IP的卫星网路由框架（SIPR）79
4.3 基于数据驱动的路由算法84
4.3.1 Darting算法84
4.3.2 LAOR路由算法84
4.4 基于虚拟节点的路由算法92
4.4.1 LZDR路由算法92
4.4.2 DRA路由算法92
4.5 SDRA-MA路由算法100
4.6 本章 小结105
第5章 多层卫星网路由技术106
5.1 MLSR路由算法106
5.2 SGRP路由算法115
5.3 HSRP路由算法119
5.4 基于移动Agent的路由125
5.5 本章 小结129
第二篇 适用于卫星网的模拟工具
第6章 NS简介及其安装132
6.1 卫星网模拟工具132
6.2 NS简介133
6.2.1 NS概要133
6.2.2 NS的发展历程134
6.3 NS的安装134
6.3.1 Linux环境下的安装134
6.3.2 Windows环境下的安装136
6.4 NS进行网络模拟的方法和步骤140
第7章 NS脚本语言142
7.1 Tcl基本语法142
7.2 OTcl145
7.2.1 OTcl简介145
7.2.2 OTcl基本语法146
第8章 NS的离散事件机制和分裂对象机制149
8.1 NS的离散事件机制149
8.2 分裂对象机制149
第9章 卫星节点154
9.1 卫星节点及其位置154
9.1.1 卫星节点及其位置的定义154
9.1.2 卫星节点位置的初始化156
9.2 卫星节点结构157
9.3 卫星节点的创建158
第10章 卫星链路162
10.1 卫星链路模型162
10.1.1 SatLinkHead163
10.1.2 物理层164
10.1.3 链路层165
10.2 卫星链路的建立166
10.2.1 星际链路的建立166
10.2.2 星地链路的建立169
10.3 卫星链路的切换管理171
第11章 定时器和分组头173
11.1 定时器173
11.1.1 C++的抽象基类TimerHandler173
11.1.2 卫星模块中设定一个新的定时器174
11.2 分组头175
11.2.1 与分组有关的类175
11.2.2 添加新的分组头类型177
第12章 卫星网的路由179
12.1 卫星网络的路由代理179
12.1.1 数据包的接收和转发179
12.1.2 路由代理与卫星节点的关系179
12.2 路由协议的实现180
12.3 卫星网络模拟发送数据的流程182
第13章 卫星网络的跟踪文件185
13.1 对跟踪的支持185
13.2 Tcl中的跟踪类185
13.3 C++的跟踪类188
13.4 跟踪文件格式188
第14章 常用分析与调试工具193
14.1 gawk193
14.1.1 gawk简介193
14.1.2 gawk的使用193
14.2 gnuplot197
14.2.1 gnuplot简介197
14.2.2 gnuplot的使用197
14.3 xgraph204
14.3.1 xgraph简介204
14.3.2 xgraph的使用205
14.4 利用gdb调试NS206
第三篇 卫星网路由技术模拟
第15章 DRA算法模拟210
15.1 拓扑搭建210
15.1.1 节点设计210
15.1.2 链路分析212
15.2 链路切换分析213
15.3 路由模块实现213
15.4 仿真脚本分析220
15.5 仿真结果分析224
15.5.1 算法性能224
15.5.2 节点失效对算法的影响225
15.6 动画演示226
第16章 SGRP算法模拟228
16.1 拓扑搭建228
16.1.1 节点设计228
16.1.2 链路设计230
16.1.3 拓扑实现231
16.2 链路切换设计233
16.3 路由模块的实现240
16.3.1 路由算法主模块实现240
16.3.2 链路拥塞的实现243
16.3.3 节点失效的实现244
16.4 仿真实现244
16.4.1 参数设置244
16.4.2 仿真脚本244
16.5 仿真结果分析247
16.5.1 算法效率247
16.5.2 链路拥塞对算法的影响248
16.5.3 节点失效对算法的影响249
16.6 动画演示249
第17章 SDRA-MA算法模拟250
17.1 卫星网拓扑搭建250
17.1.1 卫星节点250
17.1.2 卫星链路251
17.1.3 拓扑实现251
17.2 移动Agent功能实现252
17.2.1 移动Agent的实现252
17.2.2 派遣移动Agent254
17.3 路由模块的实现255
17.3.1 路由算法主模块实现255
17.3.2 前向移动Agent的创建256
17.3.3 后向移动Agent的创建257
17.3.4 移动Agent的销毁258
17.3.5 移动Agent的迁移259
17.3.6 移动Agent的信息更新260
17.3.7 路由表更新261
17.3.8 下一跳选择261
17.3.9 转发数据分组263
17.3.10 丢包类型的设计264
17.4 仿真实现265
17.4.1 参数设置265
17.4.2 背景流量的实现266
17.4.3 仿真脚本269
17.5 仿真结果分析271
17.5.1 端到端时延271
17.5.2 时延抖动272
17.5.3 网络吞吐量272
17.5.4 链路利用率272
17.6 动画演示273
参考文献275
王汝传，本书作者长期从事通信和信息网络技术研究工作，在卫星网络理论和应用方面具有深厚的研究基础和丰富的技术积累。
第一作者王汝传为南京邮电大学计算机学院教授、博士生导师，享受政府特殊津贴，完成和正在从事相关的国家“863”、国家自然科学基金和省部级等各类项目30多项。现任全国计算机继续教育委员会副理事长，江苏省信息安全专委会主任、江苏省计算机与通信专委会副主任等。由于工作突出，被评为国家“863”计划先进工作者、江苏省劳动模范、江苏省优秀研究生导师等。
第一作者王汝传为南京邮电大学计算机学院教授、博士生导师，享受政府特殊津贴，完成和正在从事相关的国家“863”、国家自然科学基金和省部级等各类项目30多项。现任全国计算机继续教育委员会副理事长，江苏省信息安全专委会主任、江苏省计算机与通信专委会副主任等。由于工作突出，被评为国家“863”计划先进工作者、江苏省劳动模范、江苏省优秀研究生导师等。
《卫星通信网路由技术及其模拟》共分三篇，第一篇是卫星通信网及其路由技术，系统阐述了卫星通信技术的发展历程及其相关知识、卫星通信网体系结构与研究热点、卫星网路由技术的分析及其面临的主要问题，全面分析了现有的卫星网路由技术研究成果；第二篇介绍适用于卫星网的模拟工具，包括NS简介与安装、NS脚本语言、NS的离散事件机制和分裂对象机制、卫星节点的模拟、卫星链路的模拟、定时器和分组头、跟踪文件支持以及常用的分析与调试工具；第三篇是卫星网路由技术模拟，详细介绍了DRA路由技术、SGRP路由技术、SDRA-MA路由技术在NS中的模拟实现。
《卫星通信网路由技术及其模拟》概念清晰、选材新颖、内容丰富、体系完整、实用性强，既可作为高等院校相关专业大学高年级学生、硕士及博士研究生的参考用书，对从事卫星通信网络研究的科技人员也有重要的参考价值。
《卫星通信网路由技术及其模拟》概念清晰、选材新颖、内容丰富、体系完整、实用性强，既可作为高等院校相关专业大学高年级学生、硕士及博士研究生的参考用书，对从事卫星通信网络研究的科技人员也有重要的参考价值。
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