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网络多播拥塞控制技术研究

作　者: 马红霞
导　师: 陈清华
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 多播拥塞控制缓冲占有量自相似指数分布
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来,随着网络技术的飞速发展,网络带宽的不断增加,许多新的多媒体应用开始涌现,例如视频广播、视频点播、会议电话等。对于这些应用的飞速发展,如果仅仅使用传统的单播技术,将会带来大量的带宽浪费。多播技术能够在不改变当前网络结构,不增加过多的额外投资的前提下,在一定范围内,有效的缓解带宽消耗过大的压力。在多播拥塞控制技术领域里,多播拥塞控制器的设计得到极大关注。本文利用了单点到多点的多播系统模型,并根据校园网实际的数据流量,设计了一种发送端驱动的单速率多播拥塞控制器。运用现代控制理论,Schur-Cohn判据和Routh-Hurwitz稳定性判断方法,为控制器选取较优的参数。通过理论计算证实,发送端设置此多播控制器,多播信源端节点的发送速率趋于稳定,并且分支节点缓冲占有量也趋于稳定。本文在NS2的仿真环境下,搭建了多播仿真平台,建立自相似流量模型和指数分布流量模型,并以多播拥塞控制器理论计算得到的值为基础,在数据源加上不同的负载,研究在不同模型下,分支节点缓冲占有量的均值,峰值以及瞬态响应情况。通过仿真数据的分析,我们可以得到以下结论:在自相似流量模型下,当网络负载不超过54.1%时,网络不会发生拥塞,并且缓冲占有量较小;在指数分布流量模型下,当网络负载不超过92.7%时,网络不会发生拥塞,并且缓冲占有量较大。自相似流量比指数分布流量具有更大的突发性,本文通过仿真证明:网络传输指数流量负载的能力更强;多播拥塞控制器的理论设计是合理的。这对我们在校园网中,设定分支节点的缓冲占有量和控制源端的负载具有现实的指导意义。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 综述  7-15
  1.1 概述  7-9
  1.2 拥塞产生的原因  9-10
  1.3 拥塞控制机制  10
  1.4 拥塞控制算法  10-12
    1.4.1 拥塞控制算法分类  11
    1.4.2 拥塞控制算法的评价标准  11-12
  1.5 论文主要研究工作与结构  12-13
    1.5.1 论文的主要研究工作  12-13
    1.5.2 论文的结构  13
  1.6 本章小结  13-15
2 多播拥塞控制概述  15-23
  2.1 多播拥塞控制中的几个关键性问题  15-17
  2.2 多播拥塞控制算法分类  17-21
    2.2.1 发送端驱动和接收端驱动的拥塞控制  17-19
    2.2.2 单速率和多速率的拥塞控制  19-20
    2.2.3 单窗口和多窗口的拥塞控制  20-21
    2.2.4 基于端到端和基于路由器的拥塞控制  21
  2.3 多播拥塞控制的发展趋势  21-22
  2.4 本章小结  22-23
3 多播拥塞控制器的设计  23-42
  3.1 多播系统模型  23-24
  3.2 拥塞控制方案的设计  24-25
  3.3 系统稳定性分析  25-29
    3.3.1 Schur-Cohn稳定性分析  25-26
    3.3.2 Routh-Hurwitz稳定性分析  26-27
    3.3.3 控制参数的计算  27-29
  3.4 控制器实验数据和实验结果分析  29-40
    3.4.1 i=0时对不同参数ε的仿真  30-33
    3.4.2 i=1时对不同参数ε的仿真  33-35
    3.4.3 i=2时对不同参数ε的仿真  35-38
    3.4.4 i=3时对不同参数ε的仿真  38-40
  3.5 本章小结  40-42
4 基于NS2的多播拥塞控制器的仿真及分析  42-67
  4.1 网络仿真软件NS2  42-44
  4.2 基于NS2的多播系统仿真  44-47
    4.2.1 多播仿真系统模型的建立  44-46
    4.2.2 多播仿真系统的参数的设定  46-47
  4.3 仿真实验及其结果分析  47-65
    4.3.1 实验一:多播源产生自相似流量  51-58
    4.3.2 实验二:多播源产生指数分布流量  58-65
  4.4 本章小节  65-67
5 总结与展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-74

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