论文题目: 新标记交换体制的QoS保证技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 史琰
导师: 刘增基
关键词: 区域标记交换体制,分布式路由,划分,区分服务,接纳控制
文献来源: 西安电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着因特网的迅速发展,包括实时业务在内的多种业务大量接入因特网。这时,传统的IPv4体制不再适应网络发展的需要,如地址资源缺乏、路由表规模大、分组转发速度慢、网络提供服务质量的能力不足等。为了使因特网体制更加适合未来网络和业务发展的需要,新的网络体制不断出现,而新标记交换体制—区域标记交换体制就是这种环境下提出的。 区域标记交换体制是在IPv4分组与数据链路层帧之间插入一个短的、长度固定的交换标记来实现分组转发。区域标记交换体制引入了区域编码的概念,区域编码不仅可以唯一标识一个地理区域或管理域,而且能够将因特网本身具有的层次特征充分地体现出来。本文主要研究了区域标记交换体制的地址分配,以及为用户应用提供服务质量保证的技术,主要研究成果如下: 1.通过对全球大部分国家和地区的面积、人口、经济水平以及经济发展潜力进行分析,并借鉴IPv4、IPv6地址以及电话号码分配的优点,本文首先提出了一套简单的、具有适应性和灵活性的层次化区域编码分配方案,它在充分体现因特网固有层次结构的基础上,不仅可以增加可分配的网络地址,而且能够最大限度地利用编址空间。 2.在区域编码分配方案的基础上,研究了应用于此方案的路由表组织方式、路由协议和路由算法。根据区域编码的特点,骨干路由器的路由表规模可以被大规模地缩减,而且避免了最长前缀匹配路由查找方式。这些特点可以提升路由器的分组转发速度,为保证服务质量提供良好的基础。同时,计算机仿真结果表明,相对于传统路由协议,区域标记交换体制下的路由协议具有较短的路由收敛时间和较少的路由开销,并具有良好的扩展性。 3.依据区域标记交换体制的特点,研究了一种以带宽为度量标准的分布式QoS路由算法,它根据输出链路可用带宽与带宽请求的关系选择下一跳链路。这种算法不仅具有计算简单、链路开销小的优点,而且可以减少网络处于重负荷时所产生的资源碎片,接纳更多的业务。同时,通过确定本算法的启动门限,可以在保证算法性能的同时,大大降低路径建立时延。计算机仿真结果证明了这种算法的正确性和高效性。 4.如何在确保服务质量的前提下充分利用网络资源,这是ISP关心的问题,也体现了区域标记交换网络性能。从这个角度出发,首先根据优化理论提出了种路径级资源分配算法。在其基础上,并结合链路拓扑位置及不同边缘结点注入
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 未来互联网研究现状
1.2 未来互联网的服务模型
1.3 QoS保证技术综述
1.4 本文研究的主要内容
第二章 区域编码分配及路由协议
2.1 区域编码分配
2.1.1 传统互联网地址分配问题
2.1.2 网络划分及区域编码的原则和规则
2.1.3 区域编码对路由表规模的影响
2.2 路由协议
2.2.1 路由协议的选择
2.2.2 RCRP路由协议
2.2.3 性能仿真
2.2.3.1 仿真环境介绍
2.2.3.2 仿真结果及分析
2.3 改进的分布式QoS路由
2.3.1 传统分布式QoS路由的问题
2.3.2 改进算法分析
2.3.2.1 QoS测试
2.3.2.2 链路能力和路径能力
2.3.2.3 改进算法的流程
2.3.3 性能仿真
2.4 结论
第三章 优化的网络资源分配算法
3.1 网络资源分配及其优化目标
3.1.1 资源分配及其过程
3.1.2 优化目标及复杂度
3.2 优化的路径级资源分配
3.2.1 问题定义
3.2.2 分析与推导
3.2.3 PERA算法流程
3.2.4 PERA算法性能仿真
3.2.5 PERA算法的应用价值
3.3 优化的网络级资源分配
3.3.1 网络级资源分配的挑战
3.3.2 影响网络资源优化分配的因素
3.3.2.1 链路拓扑位置
3.3.2.2 边缘结点注入流量
3.3.3 NERA算法
3.3.3.1 路径预计算
3.3.3.2 网络坏境下的带宽分配
3.3.3.3 路径选择
3.3.4 NERA算法流程及其复杂度
3.3.4.1 算法流程
3.3.4.2 算法复杂度
3.3.5 NERA算法的性能仿真
3.3.5.1 仿真环境及条件
3.3.5.2 仿真结果及分析
3.3.6 NERA算法的应用价值及限制
3.4 分布式NERA算法
3.4.1 分布式路径选择
3.4.2 带宽预留、分配与调整
3.4.3 DNERA算法流程
3.4.3.1 符号定义及消息格式
3.4.3.2 消息处理过程
3.4.3.3 DNERA算法的复杂度
3.4.4 DNERA算法性能仿真
3.4.4.1 仿真条件
3.4.4.2 仿真结果与分析
3.5 结论
第四章 区分服务网络中具有确定性时延保证的接纳控制
4.1 区分服务网络QoS保证的特点
4.2 区分服务网络端到端时延分析
4.2.1 结点时延界分析
4.2.2 端到端时延界分析
4.2.3 新业务流对己接纳流时延的影响
4.3 ACD接纳控制算法
4.3.1 接纳控制准则
4.3.2 带宽分配
4.3.3 带宽分配效率分析
4.3.4 带宽释放过程
4.4 ACD算法的计算机仿真
4.4.1 仿真条件及评估参数
4.4.2 仿真结果与分析
4.5 WLAN中具有接入时延保证的媒质接入控制
4.5.1 IEEE 802.11e无线局域网的MAC协议
4.5.2 WEDF算法
4.5.2.1 基于时延限的帧调度
4.5.2.2 基于时延限的竞争窗计算
4.5.2.3 概率性的MAC帧丢弃
4.5.2 性能仿真
4.6 结论
第五章 总结和展望
致谢
参考文献
作者在读期间的研究成果
发布时间: 2007-01-10
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