Internet中資源分配和擁塞控制若干問題的研究.pdf

1、目前Intemet進行資源分配和擁塞控制的時候，通常做如下假設(shè)：Internet是面向無連接的分組交換網(wǎng)絡(luò)，提供盡力傳遞的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，當(dāng)分組丟失概率與流速率無關(guān)時TCP端到端的擁塞控制機制能夠保證網(wǎng)絡(luò)收斂到平穩(wěn)狀態(tài)，獲得有效率而且公平的資源分配。但是，上述假設(shè)條件并非在所有的網(wǎng)絡(luò)情形下都滿足。在網(wǎng)絡(luò)中，的確存在著一些情形，即當(dāng)分組丟失概率與流速率相關(guān)時，TCP難以收斂到平穩(wěn)狀態(tài)；也存在著新的技術(shù)方式，諸如光突發(fā)交換不再使用傳統(tǒng)的Intem

2、et分組交換工作方式來實施網(wǎng)絡(luò)資源的分配。 論文工作圍繞上述兩個方面的若干問題展開。一方面，研究了在分組丟失概率與流速率相關(guān)的兩種網(wǎng)絡(luò)情形下TCP的擁塞控制特性；另一方面，研究了在光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中信道優(yōu)化調(diào)度問題。這些問題不同于以往的資源分配和擁塞控制問題，對傳統(tǒng)的以帶寬為目標(biāo)的資源分配和擁塞控制機制提出了挑戰(zhàn)。本論文對上述問題進行了深入探討，并給出確實可行的技術(shù)解決方案。論文的主要貢獻包括以下三點。 研究了TCP在交換

3、結(jié)構(gòu)中的擁塞控制性能。指出在交換結(jié)構(gòu)的環(huán)境中，TCP擁塞控制存在著不同尋常的新問題：單靠傳統(tǒng)的TCP/隊列管理機制無法兼顧資源分配的有效性和公平性。分析了丟尾和丟頭隊列管理機制與TCP配合進行擁塞控制失效的原因。提出把交換結(jié)構(gòu)的仲裁機制和對輸入緩存的隊列管理結(jié)合起來的基本思想，并給出一種簡單的啟發(fā)式公平仲裁和隨機提前丟頭算法，通過不均勻地仲裁分組轉(zhuǎn)發(fā)和隨機地提前丟棄隊頭分組來兼顧資源分配的有效性和公平性。仿真結(jié)果表明算法確實有效。

4、 研究了TCP在光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制性能。指出在光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中，TCP吞吐量存在著極大的不公平性，原因在于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中突發(fā)丟失特性與TCP速率回退機制的相互作用，即不同速率的流經(jīng)歷不同概率的突發(fā)丟失，速率小的流總是比速率大的流經(jīng)歷更多的突發(fā)丟失，而突發(fā)丟失常常使TCP由于超時而進入慢啟動，從而加重流之間的吞吐量差異。分析TCP進入超時慢啟動的原因。給出突發(fā)丟失的數(shù)學(xué)模型解釋TCP吞吐量的不公平性。分析偏置時間對流速率的控制

5、作用，提出一種自適應(yīng)偏置時間算法，根據(jù)流的當(dāng)前速率動態(tài)地設(shè)置偏置時間，讓速率大的流具有小的偏置時間，仿真實驗結(jié)果表明算法達到預(yù)期目標(biāo)。 研究了光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的信道優(yōu)化調(diào)度。發(fā)現(xiàn)離線調(diào)度的OBS-GS算法的信道利用率甚至劣于LAUC算法。提出一種以信道利用率為優(yōu)化目標(biāo)的信道優(yōu)化調(diào)度算法，將信道調(diào)度問題轉(zhuǎn)換為圖的著色問題來求解。將這個問題描述為整數(shù)線性規(guī)劃形式，利用間隔圖的優(yōu)良特性可在多項式時間內(nèi)求解。給出可適用于任意波長個數(shù)的信道