基于PMP机制的网络拥塞价控策略

论文摘要

随着Internet业务量的迅速增长,网络资源特别是带宽资源出现了需求大于供给的现象,网络拥塞日益加剧。而传统的拥塞控制和带宽分配方式缺乏合理的激励机制,或者没有考虑用户的不同服务质量需求,存在明显的不足。因此,如何合理分配有限的资源为不同QoS (Quality of Service)需求的应用提供服务,提高资源使用效率,是亟待解决的问题。把微观经济学方法引入计算机网络资源分配领域,帮助网络管理者进行合理的价控,是具有重大意义的研究课题。对策论是微观经济学的重要分枝。通过引入对策论的理论方法,使用拥塞计费等手段促使用户独立优化自己的效用函数,更符合网络的分布特性,能够接近或达到资源利用的最佳效率。本文在以对策论为基础的网络资源分配的模型的基础上,首先讨论了Nash均衡点的性质和Pareto最优的条件,从理论上分析了网络拥塞计费的作用。总结比较了现有的基于价格的计费机制,重点阐述了PMP的理论模型。针对该模型的不完善之处,详细研究了平衡状态的存在以及定价机制的作用,提供了该方法的理论依据,并给出了数值分析结果。其次,基于PMP的定价策略,把网络划分为不同的逻辑子网,讨论了分组进入子网依赖于网络时延和子网的价格,给出了具体的定价模型,此外,在约束条件下分析了模型解的存在,以及网络提供商利润的最大化,最后通过数值结果验证了模型的有效性和正确性,并分析了子网在带宽分配不同的情况下,网络所获得的利润变化。然后通过数据图示讨论了网络用户最大收益对网络带宽的分配、时延、以及网络价格的敏感性,并比较了网络存在基于PMP模型划分子网时的情况及没有子网划分的情况,即没有PMP机制的网络,此外,在此基础上分析了不同类型的数据包产生不同延时的情况,并给出了解存在的必要条件。最后,结论与展望部分总结了前面所做的工作,并对网络价格控制中存在的其他问题进行了简单的分析,以及对未来可做的工作方向的阐述。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 拥塞的概念和成因
• 1.2 拥塞控制类型
• 1.3 拥塞的控制方法
• 1.4 网络模型
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 对策论及网络纳什均衡
• 2.1 对策论的引入
• 2.2 对策论的研究状况及发展
• 2.3 网络拥塞的Nash均衡
• 2.4 价格激励机制
• 2.5 囚徒困境
• 第三章 基于PMP的网络拥塞计费机制
• 3.1 网络拥塞计费机制
• 3.2 基于PMP的拥塞计费机制
• 3.2.1 PMP机制
• 3.2.2 PMP机制的纳什均衡
• 3.2.3 PMP的计费机制
• 3.2.4 仿真结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于数学模型的PMP定价机制
• 4.1 PMP机制
• 4.2 考虑延时的PMP的数学模型
• 4.2.1 模型的描述
• 4.2.2 稳定状态的存在性与唯一性
• 4.2.3 优化问题
• 4.3 数值结果分析
• 4.3.1 平衡区域
• 4.3.2 总的时延
• 4.4 最大收益的敏感性
• 4.4.1 带宽分配的敏感性
• 4.4.2 用户时延的敏感性
• 4.5 比较分析
• 4.6 不同时延的平衡点
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢