集成服务网络中具有QoS支持的分组公平调度算法的研究与实现

集成服务网络中具有QoS支持的分组公平调度算法的研究与实现

张伟[1]2004年在《集成服务网络中具有QoS支持的分组公平调度算法的研究与实现》文中提出一、分组调度分组调度是实现网络服务质量控制的核心机制之一,是网络资源管理的重要内容,通过控制不同类型的分组对链路带宽的使用,使不同服务质量QoS要求的数据流得到不同的服务。分组调度的基本过程是根据一定的系统信息做出判断,控制各个队列占用的链路带宽,进而影响到分组时延、丢失率、吞吐量等服务质量空间状态和不同等级数据流之间的公平性。现在的调度算法都是把分组存放在不同的队列缓冲区中,然后为其计算一个动态优先级作为控制参数,根据这些参数进行调度。在分组调度中,带宽资源分配的公平性是决定算法优劣的一个非常重要的因素,而且公平性也会直接影响到数据流的服务质量。基于比特流的GPS保证了每个流的服务量和权值的比例在任何时刻恒等,表明数据流按照其权值得到了满意的服务,即算法具有理想的公平性。在分组网络环境中的调度算法中,现有的各种PGPS算法多从模拟GPS算法的服务量变化入手,获得了与GPS类似的QoS性能保证。WFQ和WF2Q是目前性能最优越的PGPS算法,其中WFQ被IETF指定为有保证业务的参考排队算法。本文通过定义偏差率从模拟GPS的规范化服务量角度来设计了基于权值动态调整的具有补偿的公平调度算法CFQ。二、规范化服务量偏差率本文在研究了多种PGPS方案的实现原理和深入理解了WFQ与WF2Q的实现细节基础上,参考了林闯等提出的综合性能评价标准和比例公平原则,在分析WFQ与WF2Q的实现原理过程中,发现不同QoS要求的数据流之间的服务量比例公平存在较大的偏向。而从模拟GPS的角度来看,这个服务量比例是GPS具有理想公平性的理论基础,业务流之间的偏差值应该越小表明流之间的公平性越好。根据规范化服务量相对于参照GPS系统的偏差,可以新定义一个据均值计算得来的偏差率来描述偏差程度。这个量将反映业务流偏离GPS的程度,CFQ的设计目的就是保证这些值尽量最小,亦即每个业务流偏离的程度尽量一致。因为由于分组不可分导致PFQ算法的规范化服务量一定会和GPS产生偏差,那么只要保证各流偏差的程度完全一样,也能获得理想的公平性。实际的调度过程中由于分组处理需要时间,无论调度周期内的分组顺序如何分布,偏差率都不可能完全相等。从GPS的实现原理可知,偏差率可以作为业务流之间公平性偏差程度的定量比较。在计算出业务流的偏差率值后,可以使用一个补偿机制对偏差率的变化进行控制。如果当前时刻的偏差率值相对较大,那么下一步调度就加入一个能使其合理减小的因子;同样,如果当前时刻的偏差率值相对较小,那么下一步调度就加入一个能使其合理增加的因子。即要使所有业务流的偏差率值尽量均衡,通过补偿模型可以实现这个目标。叁、补偿模型在计算出业务流当前偏差率后,补偿模型就开始进行补偿协调了。从无线QoS调度的补偿模型和权值动态可变得到启发,补偿模型可以通过对权值进行有比例的缩放来实现。由GPS的实现原理可知,权值的作用将决定分组的虚拟时间戳的计算,而虚拟时间戳标签是分组调度顺序的参考依据,所以通过对权值的改变可以影响分组的服务顺序。通过对权值的的缩放比例以偏差率作为参考,就可以把各业务流相对于GPS的偏差反馈到权值上以影响下一步的分组调度顺序,这样就实现了补偿机制。这样当偏差率大于均值,经过补偿模型计算得到的业务流权值按一定比例减小,则下一步的权值按照一定比例减小,HOL分组虚拟时间戳标签值增大,分组调度的优先性降低,即对该业务流上一步的超额接受服务做出了补偿。四、在虚拟时间标签加入补偿因子虚拟时间的作用是减小实现复杂性,PFQ算法均通过虚拟时间实现。CFQ的补偿模型计算的业务流权值通过影响虚拟时间戳来达到补偿的效果,经过简化的虚拟时间标签计算具有一个补偿系数,与业务流的规范化服务量有关。与WFQ等不同的是,CFQ算法的的虚拟时间标签由于业务流的权值动态改变而将产生相应的缩放变化,当分组离开队列,需要立即更新业务流的HOL分组虚拟时间戳并重新排序以选择下一个调度的分组。五、算法的实现算法实现需要考虑数据的存储和调度的流程。与WFQ相比,CFQ需要增加两个权值寄存器、一个服务量寄存器用以存放补偿模型计算中需要的数据。从实际的忙期开始到忙期结束,或者所有业务流的规范化服务量比值与GPS相等,即经过补偿模型计算得到的新权值与初始值全部相等时,称为一个调度忙期。在调度忙期结束后,需要立即进行计算量重置。权值寄存器重置为初始化值,服务量寄存器重置为零。一个调度忙期内的要完成的任务过程如下:初始化权值寄存器、服务量寄存器;设置会话权值为预定义的等级对应的参数判断忙会话集合B的状态,若B发生变化,到第7步;否则继续第3步如果有分组Aik到达,记录 ik值以及分组的长度L如果有分组Ltm离开:累加Ltm/Lmax到服务量寄存器Wi刷新权值寄存器φi刷新队列头部分组HOL的时间戳Fik轮询队列,选择具有最小时间戳的HOL分组进行服务转到第2步退出 综上所述,本文通过提出了规范化服务量偏差率这个概念以描述业务流相对于参照GPS系统的偏差程度,引入一个影响虚拟时间戳标签的补偿模型来控制偏差率的变化幅度,从模拟GPS的公平性角度设计和实现了具有QoS保证的CFQ算法。理论分析表明CFQ在保

尹琦[2]2004年在《网络服务质量方案的研究与分析》文中提出传统的Internet中没有服务质量的保证,网络只提供最大努力的数据传输服务,如何在互联网中为多媒体应用提供服务质量的保证是当前网络研究中的热点问题。本文主要讨论互联网中提供服务质量(QoS,quality of service)保证的相关研究。 文章首先介绍了对QoS的研究、实现QoS的必要性以及QoS的控制技术。其次,分析比较了集成服务/RSVP和区分服务来种方案的优缺点。在此基础上给出一种将两者结合使用的方案—Intserv over Diffserv体系结构,详细分析比较了带宽分配和资源预留汇聚两种实现方案的性能特点,并从叁个方面进行了比较:空间复杂性,接入控制对网络状态的响应速度,组播方式等得出资源预留汇聚方案较有发展前途,并在此基础上,对某校园网的改进提出了自己的观点:同时解决了Intserv类型服务描述到Diffserv网络区提供的服务之间的映射,部分由c语言实现,并给出模拟运行结果。最后,指出QoS今后的研究和发展方向。

李季[3]2008年在《EPFTS平台上基于服务质量的调度算法研究》文中认为随着网络应用的普及和多媒体业务在网络上的剧增,因特网同时面临着高速交换、服务质量、安全和移动性四个方面的严峻挑战。由于基于现有网络的增强措施难以从根本上解决以上问题,人们逐渐认识到实现下一代因特网的关键在于网络体系结构。本论文的研究背景是西南交通大学四川省网络通信技术重点实验室提出的下一代Internet体系结构——单层用户数据交换传输平台的体系结构(Single-layer User-data switching Platform Architecture,SUPA)及其关键技术——面向以太网的物理帧时槽交换技术(Ethernet-oriented Physical FrameTimeslot Switching,EPFTS)。基于带外信令思想,SUPA将用户数据交换平台与控制管理平台分离。通过EPFTS技术,SUPA将用户数据交换平台简化为单层结构,有利于提高用户数据交换效率和提供服务质量保障。SUPANET(指支持SUPA的网络)在第一阶段的目标是成为服务质量可保障的高速交换传输网络。SUPANET中服务质量保障框架是由信控管理平台和用户平台的上的QoS机制共同构成。本文以SUPA用户平台上提供服务质量保障为主要目标,集中研究了用户平台上的主要QoS机制——业务调度机制。传统网络上业务突发是引起网络拥塞和性能急剧下降的重要原因。为了在SUPANET中提供服务质量保障服务,本文试图引入基于速率控制的业务调度机制来控制业务流服务质量,如时延和时延抖动,研究结果表明这是一个可行的路线。本文研究过程中始终以具备实现可行性和扩展能力为两个前提条件,首先从为EPFTS交换平台设计基于速率控制的服务策略开始,然后研究了单个交换机内基于速率控制的分组调度机制及其特点;最后扩展到多节点互联的网络,研究了网络中在相邻节点之间通过速率控制实现网络QoS保障的机制。论文主要研究内容和结论如下:(1)根据EPFTS技术特点,本文研究了SUPANET中业务流速率控制方法,提出了一种基于盈余时槽的速率控制策略(Surplus Timeslot based RateControlling,STRC)。STRC利用了业务预留时槽对业务流输出进行速率控制。本文在STRC的基础之上提出了两种调度原则——MASF(MostAvailable Surplus timeslot First)和STRR(Surplus Timeslot Round-Robin)。性能分析和仿真实验结果表明这两种调度原则均具有带宽保证和业务流输出速率受限的特征。(2)由单个交换节点出发,研究IQ(Input Queuing)交换机和CICQ(CombinedInput and Crosspoint Queuing)交换机中基于速率控制的分组调度问题。基于STRC策略和以端口对为服务对象,本文先后针对IO交换机提出了分组调度机制TRWFS(Timeslot Reservation Weighted FairScheduling),针对CICQ交换机提出了“MASF/RR”和“STRR/RR”两种调度方案。研究结果表明虽然增加了业务流时延,STRC策略可以提高交换机的吞吐能力,而且业务输出被平滑。(3)面向多节点互联的网络环境,设计了一种新的GR(Guaranteed Rate)服务器——TRSFS(Smoothed Fair Scheduling based on Timeslot Reservation)。TRSFS是一种基于速率控制的非持续工作的GR服务器,通过平滑业务输出的方式限制业务输出的突发程度,而且TRSFS完全基于整数运算,易于通过软硬件实现高速处理。TRSFS的提出为在多节点互联环境下研究端到端的QoS保障机制奠定了基础。(4)以支持网络扩展的方式提出一种业务流端到端的QoS保障解决方案—PPFAS(Port-Pair Fair Aggregation and Scheduling)。PPFAS基于“同一端口对上交换的所有微流视为一个宏流”的策略,解决了业务流扩展问题,并通过输入输出组合排队和用TRSFS作为各端口上的信元调度器,实现了一种完全分布式的CIOQ(Combined Input and Output Queuing)交换机。仿真实验结果表明PPFAS以稍许增加时延为代价,获得以下性能特点:①交换路径不完全相同的业务流之间影响减弱;②业务流的端到端时延抖动减小;③通过适当控制交换机各端口负载,交换机吞吐能力可达100%。本文研究工作表明基于速率控制的分组调度机制虽然增加业务流时延,但更多地提升了其它服务质量性能指标。本文相关研究成果对于SUPA交换机的设计具有参考意义和实际应用价值,特别是PPFAS方案中提出的分布式CIOQ交换机对实现SUPANET端到端的服务质量保障具有可行性。

杜德超[4]2003年在《高速网元中CQS若干问题的研究》文中认为服务质量(QoS)是Internet发展中最重要的研究领域之一。QoS的研究内容十分广泛,包括信令协议、框架模型、路由算法、多播技术等多个方面。方案涉及QoS上的业务量分类、调度算法、链路技术、路由协议、信令方法、计费和授权方式等多种机制。 本文着重研究其中与流量传输相关QoS组件:CQS(Classifying, Queueing, and Scheduling)。包括流量控制技术,流量排队、调度和分组分类。它们是网络最终实现端到端服务质量的根本保证。本文主要研究其中的流量排队、调度和流量分类,对流量控制技术只作简单介绍。 本文主要研究工作如下: 第一章首先给出了QoS的定义,描述了当前Internet上体系结构、机制和协议等的发展情况。并介绍了叁种不同的QoS框架:InterServ,DiffServ和MPLS,并比较它们各自的优缺点。最后,给出了我们所研究的内容在QoS中的作用与地位。 第二章主要是介绍几种流量控制技术,它们是CQS研究中不可缺少的组成部分。首先给出了接纳控制的基本组成。随后对几种主要的接纳控制算法进行综述,主要有:1)基于测量的接纳控制(MBAC);2)端点接纳控制(EAC);3)基于策略的接纳控制;4)子网带宽管理相关的接纳控制;对关键技术及要求进行了详细分析,并比较了已有的接纳控制算法的性能。最后,我们讨论了流量参数控制技术:管制与成形。 第叁章详细地介绍并比较了叁类缓冲结构(输入、输出及联合输入与输出)及对应的调度算法。给出了各类算法的性能要求。指出基于输出缓冲的调度算法具有最佳的QoS保证。基于输入的调度算法具有很好的可扩展性。我们重点讨论了与输入和输出都相关的流量排队与调度算法。在综合已有算法的基础上,提出了基于RPS基础上的流量调度算法——SMFQ算法。它不但具有与RSP类调度算法一样的最佳时延特性,而且算法非常简单。与目前性能较好MD-SCFQ算法相比,虽然SMFQ算法公平性稍差,但算法的计算复杂性大大简化,更适合在高速网络中应用,因此它是当前RPS类流量调度算法中综合性能最佳的算法。在给出SMFQ算法的同时,重新给出了这类算法的公平性能的分析方法,并对已有的一些不正确结果进行了修正。当将SMFQ与成形算法相结合时,可达到具有理想的worst-case公平性能。并且,所得到的成形SMFQ调度器是属于完全工作型(work-conserving)。由于它同时具有理想的公平性、worst-case公平指数、及简单的算法复杂性,所以更适合在高速网络中应用。在推导成形SMFQ算法的过程中,我们还修正了成形RPS类算法的worst-case指数,给出了有关结论的证明过程和结果。 第四章给出分组分类算法的特点与性能要求,分析了已有的比较常见的各种分组分类算法。在此基础上,提出了基于位矢量的多维分组分类算法。并与已有算法进行了性能比较。我们的分析表明,该算法是到目前为止综合性能最佳的算法。它支持多维分组分类,扩展性很强,算法简单,不但方便地可由软件实现,也能容易地由硬件实现。

彭凯[5]2006年在《WCDMA核心网的QoS关键技术研究》文中指出无线通信网络的发展正处于3G的前夜,基于电路交换的无线通信系统将最终演变成以IP有线网为核心,无线网作为接入方式的全IP网络。WCDMA是3G的主要标准,WCDMA网络的增值业务的发展对3G中的QoS保障机制提出了迫切的需求,3G核心网中QoS的研究成为网络设计者和运营商日益关注的重点。本文围绕“WCDMA核心网中的QoS的关键技术”这一中心展开。针对WCDMA核心网PS域中主要的网元节点都是基于网络处理器的硬件平台这一特点,以实现WCDMA核心网QoS的DIFFSERV模型为目的,有针对性的展开对在网络处理器的并行性,网络处理器编程模型,网络处理器的队列管理算法,分组调度算法,报文分类算法的研究。本文首先概述了WCDMA核心网的发展进程,分析了WCDMA核心网的网元节点GGSN,SGSN的硬件体系结构,指出网络处理器技术是实现核心网QoS的关键,同时对WCDMA核心网的QoS和网络处理器的研究现状进行了简要的论述。通过对WCDMA核心网的QoS进行了深入的分析,本文将传统的区分服务模型(DIFFSERV)和集成服务模型(INTSERV)进行比较分析,得出区分服务模型是实现WCDMA核心网QoS的理想模型的结论。在分析了网络处理器IXP2400的硬件结构及硬件并行特性的基础上,本文将网络处理器的开发模型划分为线程池模型(Pool of Threads POTs),超级任务链模型(Hyper Task Chaining HTC),采用分布式缓存技术,折迭技术,AISR技术解决了包处理过程中的资源互斥和包排序问题,同时针对WCDMA核心网的区分服务模型实现过程中的需求,灵活的将两种编程模型进行合理组合,分别映射到不同的QoS管理模块缓冲管理算法,分组调度算法,报文(流)分类算法是网络服务质量控制的核心算法,当前,对这些算法的研究还主要局限于通用处理器平台和仿真环境,要实现WCDMA核心网的QoS保证,必须结合WCDMA核心网的分组域的特点以及网络处理器的硬件平台的特点,提出新的切实可行的算法。本文在这方面进行了一些有益尝试和探索。我们将网络处理器队列管理分为缓冲管理和分组调度分别进行了讨论。针对传统RED丢弃算法对参数敏感的问题提出了一种自适应的缓冲管理算法PAFD,该算法兼顾了公平性和吞吐量,利用平滑的缓冲区占用率函数进行参数调节,实验证明该算法具有平滑了流量曲线,在公平性和网络吞吐量之间取得较好的平衡效果,针对核心网的多业务情况文中还提出并实现了该算法的多业务支持模型。针对网络处理器多CPU多线程的硬件特点,传统的分组调度算法无法发挥出其强大的并行特性,文中提出一种新的分组调度算法:PWFQ,分组调度中同时考虑CPU的占用率的和带宽的占用情况,为了便于在网络处理器平台上实现,改进了传统系统虚拟时间函数的计算方法,提高了该算法在网络处理器平台上实现的效率。常用的逼近GPS算法虽然有很好的公平性,但是其实现较为复杂,由于IXP2400的代码空间有限,为了实现较高代码功能比,同时为获得更高的转发速率,文中提出了针对WCDMA核心网QoS要求进行了优化的基于WRR算法的UOWRR分组调度算法,该算法针对WCDMA核心网多业务的特点,采用优先级和队列分离机制,为会话类和流类应用提供延时保证,对交互类和背景类业务保证预定带宽,该算法特别适用网络处理器平台。针对网络处理器高速并行性以及对内存访问延迟敏感的特点本文提出了多维报文分类算法CBNP算法。该算法在维数压缩的基础上,并行进行元组表查找,有效减少了内存访问次数和存储空间,提供了较好的时间和空间复杂度。为验证实际的效果,本文设计了一种具体的区分服务模型的核心网QoS控制模型,提出了相应的业务映射、队列调度、流量调整方案,将全文所研究的报文分类,缓冲管理,分组调度算法在该模型中进行了实际应用,在实际运行中取得理想的效果。

沈乐乐[6]2006年在《宽带无线网络MAC层接入技术和QoS保证研究》文中认为随着宽带无线网络应用的普及,出现了很多新的业务类型。为多种类的业务提供满足它们服务质量(QoS)要求的服务,同时尽可能地提高网络的利用率,是网络技术研究的主要目标。MAC层的信道接入技术是提供QoS保证的重要环节,因此研究宽带无线网络MAC层接入技术具有重要的意义。 本文主要针对宽带无线接入网络,即IEEE 802.11及802.11e无线局域网和IEEE 802.16无线城域网,研究了MAC层信道接入技术。 MAC层接入方式主要有竞争接入和中央控制的调度接入两种。对竞争接入机制的研究主要集中于无线局域网的分布式协调方式(DCF)和增强型分布式协调方式(EDCA)。本文在深入分析IEEE802.11协议和IEEE 802.11e协议草案的基础上,提出了对EDCA进行性能分析的Markov模型。它考虑了内部冲突处理机制、重传次数限制和非理想的信道条件这叁个以往被忽视的因素,比较准确地描述了EDCA方式下的系统性能。利用这一模型,分析了包长、纠错编码方式的选取以及竞争窗口长度等重要参数的选取对系统性能的影响。最后分析了DCF和EDCA在提供QoS保证方面的特点及改进方向。 对调度接入的研究分别针对局域网和城域网两种系统。局域网的调度接入方式有点协调方式(PCF)和混合控制接入方式(HCCA)两种。本文讨论了针对这两种方式的各种调度算法,给出了对HCCA进行调度效率分析的数学方法,并分别推导了HCCA中单点调度和多点调度方案的调度效率公式,通过仿真加以验证。文中提出一种新的多点调度算法SA-Multipoll,设计了调度帧结构和调度时序,分析仿真讨论了它的调度效率,并与现有的调度算法比较。分析及仿真结果表明,新提出的调度算法调度效率较高。最后将这种算法应用于支持会话型语音业务,将无线局域网与以太网和其它骨干网建立连接,给出局域网中各节点的协议栈模型,最后仿真分析系统性能。 对于无线城域网的调度,本文深入分析了IEEE 802.16协议。在协议的业务分类基础上,给出了上行链路两层调度的模型,并在每一层上分析比较各种调度算法。此外,还引述了综合考虑上下行链路的方案。最后介绍了TDMA模式下的MAC层调度实现框架,并指出OFDMA模式下可供参考的调度方案。

许峰[7]2007年在《网络流量控制技术及应用研究》文中研究指明实时多媒体业务以及各种非实时业务在Internet上的应用愈加广泛,而这些应用有不同的QoS需求,如不同的带宽、延迟和抖动要求。由于TCP/IP采用尽力而为的思想,随着业务流量显着增加,报文丢失率随之上升,网络性能下降。在网络中引入QoS的概念,并通过多种手段支持各种业务对QoS的不同需求,是当前网络研究的一个热点。另一方面,网络规模的不断扩大、网络结构的日趋复杂,加重了网络管理、网络运作的负担,而网络管理的效果直接影响到网络的运行质量。如何进行合理的资源分配和流量规划,提高网络管理效率,是改善网络运行质量的重要问题。本文以IP网流量控制技术作为解决上面两个问题的切入点,研究如何更好地控制进/出网络流量,预防和控制拥塞发生,保证关键业务的服务质量,限制非关键业务的带宽,同时保证一般业务公平共享带宽,从而提高整个网络的运行质量。本文对支持区分服务模型的流量控制模型进行了较深入的研究,尤其是其中的队列调度和整形模块。队列调度是网络中间结点用来支持实时业务服务质量所采用的一个关键机制之一。本文研究了DiffServ模型下的DWRR算法,在此基础上提出了一种针对实时多媒体业务的调度算法ADWRR,并结合令牌桶算法来对流量整形,以此降低实时多媒体业务的端对端时延和传输时延抖动,提供更好的服务质量。最后,利用NS2进行仿真实验,验证改进算法结合令牌桶算法的性能。实验表明,该流量整形模块能够降低语音视频流的端对端时延和传输时延抖动,同时为其它流提供较公平的带宽。

陈晓峰[8]2006年在《IP网络QoS技术研究》文中进行了进一步梳理互联网能迅速发展到现在的规模,很大程度上要归功于其TCP/IP协议簇“尽力而为”(Best-Effort)的设计思想,大大降低了网络核心的复杂度和负担,使其能够迅速扩展,同时这一做法也使得网络缺乏对服务质量(QoS)的保证。随着网络规模的不断增大,各种各样的网络服务争相涌现,互联网已逐步向传输数据、语音、图像等多媒体信息的综合传输网演化,与此同时,传统电信业务的承载平台也正在向基于IP技术的分组交换系统转化,IP网络缺乏QoS保证的缺点正日益突出。在这种背景下,IP QoS已经成为未来IP网络发展的关键技术。 本文回顾了TCP/IP网络的原理,给出了IP网络QoS的定义以及实现思路和手段,在相关研究工作和进展的基础上,做出了如下创新工作: 1、针对下一代互联网研究计划Internet2提出的Scavenger Service(SS)的特点,提出了一种实现SS的对数自适应队列调度算法LAWRRQ。该算法用滑动时间窗口算法统计活跃流数量,并据此以对数的规律自适应地调整带宽在SS流和Best-Effort(BE)流之间的分配。算法利用对数函数的特性,在流数量统计精度和开销之间找到了平衡;利用流数量和总轮转片数对照表的方式克服了计算复杂性;针对SS数据包在缓冲区中堆积的现象加入了对BE队列的保护算法。实验结果表明,该算法在很好地保护BE流的同时,为SS流提供了更可靠的最小带宽保证,同Internet2推荐的现有队列调度算法相比,具有更好的调度性能和鲁棒性。 2、通过对SS聚合流内部公平性的研究,指出了SS不适用于非适应流的问题。随后研究了用于平衡带宽的FRED队列管理算法在SS下的性能,发现了对适应流存在较多误判的问题,并对其做出了改进,提出了MFRED算法,在算法中增加了一种误判纠正机制。实验结果表明,MFRED能有效平衡带宽在SS流之间的分配,明显减少了对适应流的误判,使得SS的适用范围从TCP等适应流扩展到UDP等非适应流。通过对MFRED中nactive参数值和实际SS流数量的关系的研究,提出了一种用nactive值近似估计活跃SS流数量并据此调节最低带宽保证的方法,并在实验中得到验证。 3、提出了一种确保服务中实现聚合流带宽按协议承诺信息速率比例公平分配的IEAM标记算法,将TCP中的AIMD控制思想引入到聚合流标记速率的调整上面。在该算法中,核心路由器通过检测IN包平均队列长度,标记反方向转发的数据包,进行直接拥塞信息反馈;边界入口路由器根据拥塞反馈信息采用一种AIMD的方式进行标记速率的调整。该算法和已有方案相比,具有简捷、自适应性和可扩展的特点。模拟实验表明,IEAM标记算法在不同网络条件下,

杨帆[9]2010年在《基于负载平衡的新一代核心网络技术研究》文中研究说明随着Internet的广泛应用和高速发展,用户对网络的性能、质量和业务的要求与日俱增,网络资源的消耗和网络拥挤日见显着。如何为用户提供多样化的服务质量保障,如何使网络资源分配更合理、利用率更高效,是网络研究面临的挑战。为此,对新型网络体系结构、网络技术和网络设备改造的研究在世界各国纷纷开展,虚拟化网络、负载平衡网络等新型网络架构、网络技术不断涌现。然而,这些新技术目前还缺乏成形的网络解决方案和相关技术算法,如何将他们具体化,推进他们在网络中的应用,是研究的热点。新型网络技术的研究将涉及到网络中的多个方面,随着网络和业务需求的多样性发展,研究所涉及的问题也非常广泛。本论文分别从支持区分QoS的高性能路由器交换结构的研究、基于负载平衡思想的路由策略的研究和虚拟网络与现实物理网络之间的映射算法的研究等几个方面进行了探讨。具体为:1、目前支持区分QoS的高性能路由器交换结构存在中心算法调度、反馈机制、结构复杂等问题。本文利用PPS结构降速特点和负载平衡思想,并参考虚拟化技术思路,设计一种支持区分QoS的高性能路由器交换结构:Weighted-Layer-Assignment Parallel Packet Switch (WLA-PPS)。WLA-PPS基于权重为不同QoS类包流分配相区分的交换层,并仅需用轮转,就实现了分布式、区分QoS支持和降速交换。经理论推导和仿真验证:WLA-PPS可以对不同QoS类包流进行单独的测量、管理和控制,并能在拥塞情况下保证高QoS包流的交换稳定性、带宽和时延性,且比基于中心调度和反馈的结构拥有更好的吞吐量。WLA-PPS实现复杂度低、不需要中心控制和反馈、简易动态可调,为新一代高性能路由器交换结构设计和虚拟化框架下的核心路由器交换结构实现提供了思路,研究成果已申请国家发明专利。2、Valiant Load-balancing (VLB)路由存在全网逻辑全互连(Full Mesh)、中心节点(网)、拓扑单一等问题,以至难以推广。为解决这些问题,本文受蜂窝网中小区划分的结构的启发,设计两种基于VLB的路由算法:Transit-Transit (TT)-VLB路由和Transit-Peering (TP)-VLB路由。TT-VLB和TP-VLB将核心/骨干网络中的节点分为多个小区域,采用不同的逻辑连接和路由方式,仅需局部逻辑全互连、无中心节点(网)要求、适用于广泛的拓扑结构。经理论推导和仿真验证:TT-VLB具有接近VLB的吞吐量、抗毁能力和更优的时延性;TP-VLB保持了一定的VLB性能,拥有较少的跳数、较短的路径。为VLB路由的应用拓展提供思路。3、虚拟网映射算法中存在匹配方程求解复杂、计算花销大、缺乏具体路径选择方法等问题。为解决这些问题提出了利用负载平衡和小区分划的思想,设计一种虚拟网映射算法:Valiant Load-balancing-Virtual Network Embedding (VLB-VNE)。VLB-VNE将核心/骨干网络中的节点分为多个小区域,小区域内采用逻辑全互连和负载平衡路由,小区域间利用最短路径路由和贪婪式迭代匹配算法完成虚拟网映射。经理论推导和仿真验证:VLB-VNE构建合理、易被映射的现实网络,并将节点和链路的映射统一模块化,映射匹配简单,计算花销小、路由路径简易明确,并拥有负载平衡路由的优秀时延和吞吐量性能。4、缺乏一种简易的对PPS等高性能路由器交换结构仿真方法制约着高性能路由器交换结构的研究。为此,提出一种基于NS2软件的搭建PPS结构仿真平台的方法。通过修改NS2软件中的构件库和包转发进程来实现对新型交换结构的仿真模拟,构建起新型高性能路由器交换结构仿真验证平台。这种构建新型交换结构仿真平台的方法扩展性好、开发难度小、简单易于实现。

王兴隆[10]2004年在《基于DiffServ的移动Internet传输服务管理研究》文中研究说明目前,尽力而为服务的传统网络对人们日益增长的高级网络应用要求,己明显滞后。鉴于当前网络存在的不足,未来其发展趋势应该是一个全IP的具有服务质量保证、支持移动应用的网络。在这样一个大的网络上存在着各种各样的信息服务,因此对服务的自动化管理是未来网络发展的必然要求,移动Internet的服务管理问题被提到了日程。 服务管理问题划分为网络层面上的传输服务管理与应用层面上的应用服务管理。这两个层面的服务管理是相互依存的,传输服务管理保证服务传输中的QoS;应用层面上的应用服务管理是传输层面服务管理的体现与增值,本文主要研究了服务管理模型中传输层面上的服务管理问题。 本文传输服务管理研究是基于移动Internet服务管理框架模型。主要解决移动Internet服务管理中应用服务在传输过程中的QoS保证问题。首先,研究了移动Internet服务管理模型;然后重点研究其中传输服务管理涉及的QoS机制模型,边缘路由器的队列管理、队列调度以及关键算法;最后,基于NS-2对关键算法进行建模、仿真并对算法的性能进行了分析。

参考文献:

[1]. 集成服务网络中具有QoS支持的分组公平调度算法的研究与实现[D]. 张伟. 吉林大学. 2004

[2]. 网络服务质量方案的研究与分析[D]. 尹琦. 南京理工大学. 2004

[3]. EPFTS平台上基于服务质量的调度算法研究[D]. 李季. 西南交通大学. 2008

[4]. 高速网元中CQS若干问题的研究[D]. 杜德超. 浙江大学. 2003

[5]. WCDMA核心网的QoS关键技术研究[D]. 彭凯. 华中科技大学. 2006

[6]. 宽带无线网络MAC层接入技术和QoS保证研究[D]. 沈乐乐. 浙江大学. 2006

[7]. 网络流量控制技术及应用研究[D]. 许峰. 重庆大学. 2007

[8]. IP网络QoS技术研究[D]. 陈晓峰. 浙江大学. 2006

[9]. 基于负载平衡的新一代核心网络技术研究[D]. 杨帆. 北京邮电大学. 2010

[10]. 基于DiffServ的移动Internet传输服务管理研究[D]. 王兴隆. 大庆石油学院. 2004

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

集成服务网络中具有QoS支持的分组公平调度算法的研究与实现
下载Doc文档

猜你喜欢