網(wǎng)絡(luò)QoS控制中的隊列管理和接納控制研究.pdf

1、隨著Internet的不斷發(fā)展并深入到社會生活的各個角落，對用戶來說，希望網(wǎng)絡(luò)能提供更優(yōu)質(zhì)、有保障的服務(wù)；而對網(wǎng)絡(luò)運營商來說，希望能夠優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的使用，使網(wǎng)絡(luò)具有更好的可控和可管理性。因此，網(wǎng)絡(luò)的QoS控制研究引起了廣大的研究者的重視，而實現(xiàn)QoS控制也成了下一代Internet的重要特征之一。 事實上，網(wǎng)絡(luò)QoS控制的本質(zhì)在于資源的管理。因此，在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)QoS控制的關(guān)鍵技術(shù)工作就是：一方面通過隊列管理對網(wǎng)絡(luò)資源實施有效的分配

2、和控制，另一方面通過有效的接納控制以保證進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的用戶流量小于網(wǎng)絡(luò)資源的服務(wù)能力。這兩個方面是本文的主要研究內(nèi)容。 本文首先對隊列調(diào)度和隊列管理進(jìn)行深入的研究，提出了一種簡單、有效的核心無狀態(tài)的虛擬時鐘調(diào)度算法。該算法通過構(gòu)造一個按分組預(yù)期離開時間排隊的隊列來保證每流的帶寬，同時通過讓分組自攜帶用于調(diào)度的流狀態(tài)信息，使用一種簡單的遞推方法計算分組的預(yù)期離開時間，從而去除了虛擬時鐘算法的有狀態(tài)性，使得算法在為每流提供速率保證的同時

3、可擴展性得到了很大的提高。 在主動隊列管理方面，提出了一種基于預(yù)測的公平的主動隊列管理算法，通過引入流量預(yù)測機制以及采用組合的擁塞判斷標(biāo)準(zhǔn)，以及更為合理的分組丟棄概率的計算，提高了主動隊列管理算法在穩(wěn)定性和分組丟棄率等方面的綜合性能。同時采用一種完全無狀態(tài)的方法對非適應(yīng)流進(jìn)行有效的懲罰，以提高算法的公平性。仿真實驗表明，算法在穩(wěn)定性、分組丟棄率、公平性等方面的性能得到了很大的提高，同時保持了較高的網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率。 另外，

4、論文還研究了網(wǎng)絡(luò)中分組的端到端延時上限。通過對網(wǎng)絡(luò)的抽象，得到了一個重要的結(jié)論，即“在節(jié)點處理速率恒定的情況下，一個流的最大分組在除首節(jié)點外的任意節(jié)點都不會遭遇隊列延時”。將這個結(jié)論引申到實際網(wǎng)絡(luò)中去，得到了更為嚴(yán)格的分組端到端延時上限。這條結(jié)論可以廣泛用于各種網(wǎng)絡(luò)分析中，除了可以用于分組的端到端延時分析外，還可用于分析和估計網(wǎng)絡(luò)中隊列長度，以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點隊列緩存所需的最大容量等。 隨后，對網(wǎng)絡(luò)流量測量進(jìn)行了研究。根據(jù)對經(jīng)典統(tǒng)計采

5、樣理論的研究，結(jié)合對大量實際網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)的實驗分析，提出了一種自適應(yīng)時間驅(qū)動的分組采樣技術(shù)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量的變化動態(tài)調(diào)整采樣次數(shù)，從而能將最后的測量誤差率控制在一個給定的范圍內(nèi)，在保證精度的同時大大地降低了測量的代價。 最后，在區(qū)分服務(wù)(DiffServ)網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，提出了通過引入端到端流量測量和預(yù)測機制來獲取網(wǎng)絡(luò)域的端到端剩余帶寬，實施接納控制的方法。結(jié)合DiffServ的特點，設(shè)計了一種新的在DiffServ中估計剩余帶