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区分服务体系下基于流量预测的队列缓冲管理问题研究

作　者: 郭永乐
导　师: 杜荔
学　校: 东北大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 区分服务队列缓冲管理分组调度流量预测
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着网络技术的发展,用户对基于网络的实时和多媒体应用的需求不断提高,网络服务质量(Quality of Service, QoS)的保证成为网络技术研究领域的一个热点问题。IETF(Internet Engineering Task Force)提出的区分服务模型为解决QoS问题提供了一种有效途径,本文主要针对区分服务体系下的队列缓冲管理问题进行研究。队列缓冲管理在网络传输控制中发挥着相当大的作用,是网络QoS控制的核心技术之一。区分服务模型能够提供基于汇聚流的不同QoS服务。其基本思想是在网络边缘将业务流按QoS要求进行简单分类,不同的类在内部路由器的每次转发中实现不同的转发特性。实施特点是采用聚合的机制将具有相同特性的若干业务流聚合起来,为整个聚合流提供服务,因而具有良好的可扩展性。队列缓冲管理即对网络传输节点中队列缓冲资源的管理。在分组传输过程中,其流经的网络传输节点通常采用队列缓存、延迟转发的服务方式以提高输出链路的带宽利用率。在分组到达队列前端时,队列缓冲管理机制依据一定的信息和策略决定是否允许该分组进入缓冲队列。本文提出了一种新的队列缓冲管理算法——基于流量预测的自适应RIO-C(RED with In/Out)算法。该算法将应用于区分服务网络中的RIO-C算法与ARED算法结合起来,并应用了最小递归二乘算法进行流量预测,旨在提高区分服务网络中确保转发服务的性能。为验证新算法的有效性,在NS2网络仿真环境下,分别针对ftp流传输、ftp流和cbr流共同传输两种情况进行了仿真实验,实验结果表明,新算法能够降低网络的时延和丢包率,且能有效地稳定时延抖动,从而提高网络的QoS性能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  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  13-14
第2章网络服务质量技术体系  14-20
  2.1 QoS概述及关键指标  14-16
    2.1.1 QoS概述  14-15
    2.1.2 QoS关键指标  15-16
  2.2 QoS实现策略  16-17
  2.3 QoS技术体系  17-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章区分服务的体系结构  20-32
  3.1 区分服务基本原理  20-21
  3.2 区分服务模型体系结构  21-26
    3.2.1 DiffServ域  22-23
    3.2.2 DS字段与DSCP  23-24
    3.2.3 逐跳行为PHB  24-26
  3.3 区分服务体系中的路由器结构  26-28
  3.4 区分服务模型的工作流程  28-29
  3.5 区分服务模型提供的服务类型  29-31
  3.6 本章小结  31-32
第4章区分服务体系下QoS实现机制的研究  32-46
  4.1 带宽管理机制  32-36
    4.1.1 分组标记器  32-34
    4.1.2 整形器  34-36
  4.2 分组调度机制  36-39
    4.2.1 分组调度概述  36
    4.2.2 分组调度的典型算法  36-39
  4.3 队列缓冲管理机制  39-45
    4.3.1 队列缓冲管理的目标  40-41
    4.3.2 队列缓冲管理的控制策略  41-42
    4.3.3 队列缓冲管理的典型算法  42-45
  4.4 本章小结  45-46
第5章基于预测的自适应RIO-C算法的设计与实现  46-72
  5.1 概述  46
  5.2 PARIO-C算法的设计  46-55
    5.2.1 PARIO-C算法的基本思想描述  46-51
    5.2.2 PARIO-C算法的具体流程及实现步骤  51-55
  5.3 仿真实验工具NS2  55-61
    5.3.1 仿真软件NS2  55-58
    5.3.2 NS2中的区分服务模块及框架结构  58-61
  5.4 PARIO-C算法的实现  61-71
    5.4.1 PARIO-C算法的程序实现  61-64
    5.4.2 实验方案设计  64-65
    5.4.3 仿真实现及性能分析  65-71
  5.5 本章小结  71-72
结束语  72-74
  1.全文总结  72
  2.工作展望  72-74
参考文献  74-78
致谢  78-80
攻读硕士学位期间发表的论文  80

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