学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于DiffServ的MPLS网络主动队列管理机制研究

作　者: 焦阳
导　师: 杜荔
学　校: 东北大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 区分服务多协议标签交换服务质量主动队列管理随机早期检测
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 1次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着因特网业务量的持续增长以及光网络通信技术的进步,多种传统业务类型(如课程、会议、电话等)以视频、语音和图像等方式通过因特网来传输,使人们对P网络服务质量(QoS)的要求越来越高。IETF提出的多协议标签交换(MPLS)技术使IP网络可以快速的交换和转发,区分服务(DiffServ)体系使具有不同QoS需求的业务类型被区分处理,提供了QoS保证。由于MPLS与DiffServ交换转发机制的相似性,将两种技术相结合,利用DiffServ的可扩展性和MPLS的快速转发和显示路由特性以及是目前业界广泛认可的解决IP骨干网QoS问题的技术。拥塞是网络固有的属性,拥塞控制是提高IP QoS的关键,而主动队列管理(Active Queue Management, AQM)是拥塞控制的核心。随机早期检测(Random Early Detection, RED)算法是最早提出的主动队列管理机制,也是主动队列管理机制的典型代表,IETF推荐使用RED算法来解决网络中的拥塞控制问题。RED算法能有效地避免TCP流全局同步现象,但是存在对有不同QoS需求的业务同等对待、对控制参数过于敏感、随业务流增大导致QoS性能急剧下降的不稳定性。在DiffServ体系中,基于RED算法的多级随机早期检测(Multi-level RED,MRED)利用DiffServ的分类机制,对不同的业务类标记不同的丢弃优先级,并设置不同的RED参数,为不同的丢弃优先级独立计算丢弃概率,从而实现对不同类型业务的区分处理。MRED支持MPLS和DiffServ,但还存在对控制参数设置敏感和缺乏稳定性的问题。本文提出I-AMRED算法对MRED机制进行改进,旨在基于DiffServ的MPLS网络环境中降低丢包率和提高吞吐量,减少对控制参数设置敏感和改善业务流大幅增大时的稳定性等问题。为了验证I-AMRED算法的有效性,本文在NS-2网络仿真平台上设计并实现了多发送端、多业务类型和较大网络拓扑中多发送端、单业务类型两个实验方案。实验结果表明,I-AMRED算法提高了网络的吞吐量,大幅度降低了AF PHB的丢包率,在网络流量很大或突然大幅增大的情况下吞吐量和丢包率两个性能指标改善更加明显,稳定性也更强,减轻了对控制参数的敏感性,但是由于计算量的增加,算法一定程度上增加了网络时延。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外相关技术发展现状  11-13
  1.3 论文的组织结构  13-15
第2章 MPLS与DiffServ的结合  15-34
  2.1 IP QOS技术概述  15-16
  2.2 MPLS技术  16-22
    2.2.1 MPLS的基本原理  17
    2.2.2 MPLS网络体系结构  17-20
    2.2.3 MPLS网络工作过程  20-21
    2.2.4 MPLS网络服务质量  21-22
  2.3 DiffServ技术体系  22-29
    2.3.1 DiffServ区域和DiffServ区  23-24
    2.3.2 DiffServ标记域与DSCP  24-25
    2.3.3 DiffServ的逐跳行为PHB  25-27
    2.3.4 DiffServ提供的服务类型  27-29
  2.4 MPLS与DiffServ的结合  29-33
    2.4.1 MPLS与DiffServ的机制相似性  29
    2.4.2 MPLS与DiffServ结合的解决方案  29-33
  2.5 本章小结  33-34
第3章拥塞控制与主动队列管理机制研究  34-47
  3.1 拥塞控制概述  34
  3.2 主动队列管理机制研究  34-39
    3.2.1 RED算法  35-38
    3.2.2 RED算法的局限性  38-39
  3.3 ARED算法  39-40
  3.4 多级随机早期检测(MRED)  40-46
    3.4.1 MRED与三色标记  40-42
    3.4.2 WRED算法  42-43
    3.4.3 RIO算法及其衍生算法  43-46
  3.5 本章小结  46-47
第4章基于DiffServ的MPLS网络主动队列管理机制研究  47-71
  4.1 I-AMRED算法的提出  47
  4.2 I-AMRED算法的设计  47-50
    4.2.1 I-AMRED算法的基本思想  47-49
    4.2.2 I-AMRED算法的具体设计  49-50
  4.3 网络仿真软件NS-2  50-58
    4.3.1 NS-2概述  50-52
    4.3.2 在Red Hat Linux系统中安装NS-2  52-53
    4.3.3 用NS-2进行网络仿真的基本方法  53-54
    4.3.4 NS-2中的DiffServ模块  54-56
    4.3.5 NS-2中的MPLS模块及mns v2.0的安装  56-58
  4.4 在NS-2中实现I-AMRED算法  58-62
    4.4.1 实验方案设计  58
    4.4.2 实验网络拓扑  58-59
    4.4.3 实验核心代码  59-62
  4.5 仿真实验及性能分析  62-70
    4.5.1 实验一  62-66
    4.5.2 实验二  66-67
    4.5.3 数据分析与结论  67-70
  4.6 本章小结  70-71
第5章结束语  71-73
  5.1 全文总结  71
  5.2 下一步工作展望  71-73
参考文献  73-76
致谢  76-77
攻读硕士学位期间发表的论文  77

基于DiffServ的MPLS网络主动队列管理机制研究

内容摘要

全文目录

相似论文