多层令牌重分配流量整形研究

论文摘要

流量整形（Traffic Shaping）技术主要是为了解决网络流量突发给网络所带来的拥塞的问题。随着计算机网络技术的飞速发展,业务种类多样化,用户规模急剧扩大。流量整形技术如何更细致地区分业务流量,如何对多个用户、多种业务的流量进行统一管理和分层调度,保证各业务流公平合理地共享网络资源是一个值得研究的问题。传统流量整形器参数一旦设定则整形特性随之固定,而自适应流量整形器设计实现比较复杂的问题,本文针对这些问题,提出了一种适用于DiffServ模型的流量整形器:MTRA（Multiplayer Token Re-Allocation）多级令牌重分配流量整形器。MTRA流量整形器的核心思想是通过多层令牌重分配模块对令牌桶产生的富余令牌进行合理的重新分配,在一定程度上为不同业务流提供动态的带宽分配,实现不同业务流之间更为合理的带宽共享,提高网络带宽的利用率。用数学的方法分析了模型的可行性。多级令牌重分配算法是实现MTRA流量整形器的关键。论文针对互联网组网情况日益复杂,业务分类越来越细,用户数量快速增大的现状,提出一种开放式的MTRA令牌重分配算法。根据网络实际情况,通过使用不同的重分配规则对富余令牌进行合理的重新分配,达到了带宽动态分配的目的。算法实验验证了重分配规则的有效性。最后,论文在可重构路由器平台上实现了MTRA流量整形器,通过实验对MTRA流量整形和传统流量整形之间的差异进行了分析和比较,验证了MTRA流量整形的有效性,证明算法具有实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究现状和发展
• 1.3 论文主要工作
• 1.4 论文内容组织
• 第二章 相关工作
• 2.1 流量整形概况
• 2.1.1 突发流量与流量整形
• 2.1.2 流量控制和流量整形
• 2.2 流量整形算法
• 2.2.1 漏桶算法
• 2.2.2 令牌桶算法
• 2.2.3 令牌桶参数分析
• 2.2.4 IETF两种令牌桶算法
• 2.3 流量整形算法分析
• 2.3.1 最小加代数
• 2.3.2 网络演算
• 2.4 本章小结
• 第三章 MTRA多级令牌重分配流量整形器
• 3.1 分层流量整形
• 3.1.1 DiffServ模型简介
• 3.1.2 分层流量整形
• 3.2 MTRA流量整形器设计思想
• 3.3 MTRA模型总体结构
• 3.3.1 MTRA模型各部分组成
• 3.3.2 MTRA令牌重分配模块
• 3.3.3 MTRA令牌接收器
• 3.4 模型分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 MTRA多级令牌重分配算法
• 4.1 算法思想
• 4.2 MTRA令牌分配算法描述
• 4.2.1 令牌分配流程
• 4.2.2 令牌分配限制条件
• 4.3 MTRA令牌重分配策略
• 4.3.1 令牌重分配策略
• 4.3.2 令牌重分配规则
• 4.4 性能模拟
• 4.5 本章小结
• 第五章 MTRA流量整形器的可重构路由平台原型实现
• 5.1 可重构路由平台系统构架
• 5.2 MTRA算法实现
• 5.2.1 数据流分类
• 5.2.2 令牌桶的实现
• 5.2.3 令牌更新算法
• 5.2.4 重分配器实现
• 5.2.5 令牌分配规则实现
• 5.3 性能分析
• 5.3.1 实验环境
• 5.3.2 实验内容
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果