基于DiffServ模型的层次化QoS研究

论文摘要

进入20世纪90年代后,计算机网络得到飞速发展。它所取得的巨大成就和未来所蕴涵的巨大发展潜力几乎没有人怀疑。IP业务的多样化和快速增长已经成为一个不争的事实,使用它的人也越来越多,并且用户发展速度已经大大超过网络设施和技术的发展速度。正因为这样,网络资源变得很珍贵,如何充分利用有限的资源,在IP网络上保证用户信息传输质量就成为一个热门的并且不容忽视的重要问题。IP QoS的出现正是为了解决这一问题。IP QoS是指IP网络的服务质量,也是指IP数据流通过网络时的性能。它的目的就是向用户提供某种业务服务质量的保证。它有一套度量指标,包括业务可靠性、延时、延时抖动、吞吐量和分组丢失率。随着用户规模的扩大和业务种类的增多,大量新兴的业务,如VoIP,IPTV等业务都以IP网络作为承载网络,同时,运营商希望在现有的接入网的基础上架设下一代网络,这就要求网络设备不仅能够进一步细化区分业务流量,而且还能够对多个用户、多种业务、多种流量等传输对象进行统一的管理和分层调度。对于这种情况,普通的QoS无法满足要求,于是一种新的层次化QoS调度策略便应运而生。本文在对QoS技术进行简要概述的基础上,对普通的QoS区分服务模型中的报文分类,流量监管和整形,拥塞避免,拥塞管理等关键技术进行了深入的剖析和研究,为层次化QoS模型的提出提供了理论基础,在层次化QoS模型的设计中,结合对区分服务模型的研究,对层次化QoS模型的在网络设备中的实现进行了详细的阐述,最后,在针对QoS特性技术中的流量监管、拥塞管理和拥塞避免进行了测试和验证的基础上,对层次化QoS模型进行了相关的性能测试,并对层次化QoS调度策略和普通QoS调度策略之间的差异进行了分析和比较,验证了层次化QoS调度策略的分层调度能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 课题研究现状和意义
• 1.3 论文的研究内容和结构
• 第二章 QoS 技术概述
• 2.1 QoS 的基本概念及其功能
• 2.2 QoS 的评价指标
• 2.2.1 带宽
• 2.2.2 时延
• 2.2.3 抖动
• 2.2.4 丢包率
• 2.3 QoS 的服务模型
• 2.3.1 尽力而为服务模型
• 2.3.2 Inteserv 模型
• 2.3.3 DiffServ 模型
• 2.4 QoS 技术的发展史
• 2.4.1 QoS 业务分类标准
• 2.4.2 服务模型的发展概况
• 2.5 本章小结
• 第三章 DiffServ 模型中的关键技术与原理
• 3.1 DiffServ 模型中的路由器结构
• 3.2 报文分类
• 3.2.1 报文分类的字段
• 3.2.2 DiffServ 体系结构中的报文分类
• 3.3 流量监管和流量整形
• 3.3.1 令牌桶算法
• 3.3.2 流量监管
• 3.3.3 流量整形
• 3.4 拥塞避免机制
• 3.5 拥塞管理机制
• 3.5.1 拥塞管理
• 3.5.2 队列调度的功能及性能指标
• 3.5.3 典型的队列调度算法
• 3.6 本章小结
• 第四章 层次化 QoS 机制
• 4.1 背景介绍
• 4.1.1 宽带接入网的发展趋势
• 4.1.2 宽带接入网的典型结构
• 4.1.3 层次化QoS 的产生
• 4.2 层次化 QoS 原理
• 4.2.1 层次化QoS 的架构
• 4.2.2 报文调度模型的建立
• 4.3 层次化 QoS 的处理模型
• 4.3.1 调度机制以及流程
• 4.3.2 调度对象与组件
• 4.3.3 调度风格
• 4.3.4 调度队列与组网的对应关系
• 4.4 层次化 QoS 的部署
• 4.4.1 组网需求
• 4.4.2 部署过程
• 4.5 本章小结
• 第五章 层次化 QoS 模型的实现
• 5.1 系统架构
• 5.1.1 控制层面
• 5.1.2 转发层面
• 5.2 流分类的实现
• 5.3 报文调度算法的实现
• 5.4 丢弃算法的实现
• 5.5 流量监管和流量整形的实现
• 5.5.1 流量计量器
• 5.5.2 令牌桶更新方法
• 5.5.3 丢弃器与标记器
• 5.6 策略控制
• 第六章 性能测试与分析
• 6.1 QoS 特性测试
• 6.1.1 流量管理测试
• 6.1.2 拥塞避免测试
• 6.1.3 拥塞管理测试
• 6.2 层次化 QoS 测试
• 6.2.1 测试组网
• 6.2.2 测试目的与内容
• 6.2.3 测试结果与分析
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间研究成果