數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著社會(huì)信息化和數(shù)字化的發(fā)展，特別是數(shù)字家庭概念的發(fā)展，家庭中各種電器設(shè)備、多媒體設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化和信息化的加速發(fā)展，這些促使多種不同業(yè)務(wù)在家庭網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)呈現(xiàn)，而不同業(yè)務(wù)對(duì)帶寬、時(shí)延和抖動(dòng)的要求存在一定的差異。目前家庭網(wǎng)絡(luò)一采用的還是盡力而為的服務(wù)質(zhì)量控制機(jī)制，也有一些采用以分類為基礎(chǔ)的優(yōu)先級(jí)服務(wù)質(zhì)量控制機(jī)制，但是，這兩種機(jī)制都無(wú)法為數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)所承載的多種不同業(yè)務(wù)提供有差別的服務(wù)質(zhì)量控制能力。因此，由數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量QoS(Quili

2、ty of Service)需求出發(fā)，研究不同業(yè)務(wù)流量的識(shí)別、控制和帶寬分配，并運(yùn)用到管理數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于保障數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量具有重要意義。
　　 本文首先對(duì)現(xiàn)有的服務(wù)質(zhì)量控制模型區(qū)分服務(wù)模型、集成服務(wù)模型和QoS控制的關(guān)鍵技術(shù)做了分析，特別是對(duì)隊(duì)列調(diào)度技術(shù)、流量整形技術(shù)和擁塞避免技術(shù)做了詳細(xì)的分析。并認(rèn)真研究分析了Linux系統(tǒng)本身的流量控制機(jī)制，對(duì)Linux系統(tǒng)的入口流量限制、出口隊(duì)列調(diào)度、流量分類、過(guò)濾器和令牌桶

3、算法做了細(xì)致深入的分析。然后根據(jù)現(xiàn)有數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)所承載多種不同業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，結(jié)合目前數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)所提供服務(wù)質(zhì)量控制技術(shù)，發(fā)現(xiàn)目前的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量控制方面存在如下幾個(gè)方面的問(wèn)題：1)目前數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量控制要么只能提供盡力而為服務(wù)質(zhì)量控制機(jī)制，要么提供了相關(guān)機(jī)制卻存在低優(yōu)先級(jí)流量饑餓問(wèn)題；2)針對(duì)一些應(yīng)用端口號(hào)在使用過(guò)程中不固定的業(yè)務(wù)，無(wú)法進(jìn)行有效流量識(shí)別；3)無(wú)法根據(jù)不同業(yè)務(wù)流量的變化提供有效的帶寬分配機(jī)制；4)沒(méi)有為用戶提供良

4、好的服務(wù)質(zhì)量配置接口。
　　 基于以上的研究分析，針對(duì)數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)未來(lái)服務(wù)質(zhì)量控制要求的發(fā)展需要，改進(jìn)了現(xiàn)有數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)的服務(wù)質(zhì)量控制算法。主要改進(jìn)如下：1)針對(duì)目前數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中存在低優(yōu)先級(jí)流量餓死問(wèn)題和業(yè)務(wù)流動(dòng)態(tài)變化的帶寬分配要求，采用了SP(優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法)與改進(jìn)的WRR(加權(quán)輪詢公平算法)相結(jié)合的調(diào)度算法，即有效解決了地優(yōu)先級(jí)流量餓死問(wèn)題和時(shí)延敏感業(yè)務(wù)的時(shí)延保障問(wèn)題，也解決了帶寬動(dòng)態(tài)分配問(wèn)題；2)針對(duì)使用動(dòng)態(tài)端口號(hào)的P2

5、P類型業(yè)務(wù)，采用了深度數(shù)據(jù)包檢測(cè)技術(shù)DPI(Deep PacketInspection)，有效解決了此業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)包的識(shí)別、標(biāo)記；3)采用了WEB SERVER機(jī)制，提供了良好的用戶QoS配置接口。
　　 最終通過(guò)在博通BM6358硬件平臺(tái)和Linux系統(tǒng)為基礎(chǔ)的軟件平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了以上功能，通過(guò)抓包分析數(shù)據(jù)包的DSCP值，驗(yàn)證了流量識(shí)別的有效性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)先級(jí)調(diào)度與改進(jìn)的加權(quán)輪詢調(diào)度相結(jié)合調(diào)度算法的優(yōu)越性，通過(guò)組網(wǎng)測(cè)試表明該