基于网络演算理论的业务感知网络实时QoS研究

论文摘要

计算机互联网络的性能主要通过网络的服务质量（QoS, Quality of Service）来评价。业务感知网络（FAN, Flow-Aware Networking）作为近年来国际上提出的最有影响的网络QoS保障体系，受到了计算机互联网络研究与应用领域的广泛关注，成为了当今网络技术研究领域的前沿与热点之一。业务感知网络克服了传统IntServ体系在主干网中可扩展性差的不足，避免了DiffServ体系服务粒度过粗的问题，并成为了研究互联网络QoS保障体系的重要参考模型。本文主要针对业务感知网络FAN在航电网络和有线/无线混合网络中的实时QoS展开研究。首先，在深入研究FAN的体系结构和核心机制的基础上，提出了业务感知航电网络AoFAN和业务感知有线/无线混合网络WoFAN。其次，通过深入分析AoFAN的流量规范和调度机制，利用确定网络演算理论构建AoFAN的流量模型和服务模型，给出了AoFAN中数据流的端到端延迟上界和路由器输出端口缓冲容量上界，证明了AoFAN是确定性网络，并运用NS2进行了仿真验证。最后，通过深入研究随机网络演算理论的随机到达曲线模型和随机服务曲线模型，构建WoFAN的随机流量模型和服务模型，给出了WoFAN中贯穿流的随机E2E延迟上界等性能指标，并进行了数值分析与性能评价。分析结果表明，WoFAN能为贯穿流提供良好的随机服务保证，并实现对文件传输服务和流媒体服务的区分。本文针对业务感知网络实时QoS展开的探索性研究，具有一定的理论价值和实际应用价值。该研究成果可应用于移动IP、P2P实时应用和流媒体数据传输等领域，具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 IntServ 体系
• 1.2.2 DiffServ 体系
• 1.2.3 FAN 体系
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究意义
• 1.5 论文结构
• 第二章 业务感知网络
• 2.1 FAN 特性研究
• 2.2 FAN 的数据流分类与标识
• 2.3 FAN 的交叉保护机制
• 2.3.1 基于单流的隐式接纳控制
• 2.3.2 基于单流的优先级公平调度
• 2.4 FAN 的服务类型
• 2.5 FAN 的拥塞控制机制
• 2.5.1 RAEF 机制
• 2.5.2 RBAEF 机制
• 2.5.3 EFM 机制
• 2.5.4 RPAEF 机制
• 第三章 网络演算理论
• 3.1 网络演算理论基础
• 3.1.1 服务质量保证
• 3.1.2 网络分析的基本特性
• 3.1.3 数学符号与预备知识
• 3.2 确定网络演算
• 3.2.1 流量模型
• 3.2.2 服务模型
• 3.2.3 特性分析
• 3.2.4 确定网络演算在 AoFAN 中的应用
• 3.3 随机网络演算
• 3.3.1 随机流量模型
• 3.3.2 随机服务模型
• 3.3.3 特性分析
• 3.3.4 随机网络演算在 WoFAN 中的应用
• 第四章 FAN 实时 QoS 研究及性能评价
• 4.1 AoFAN 确定性研究
• 4.1.1 AoFAN 概述
• 4.1.2 AoFAN 流量模型
• 4.1.3 AoFAN 调度机制
• 4.1.4 AoFAN 性能评价
• 4.1.5 AoFAN 性能仿真研究
• 4.2 WoFAN 性能评价
• 4.2.1 WoFAN 概述
• 4.2.2 WoFAN 随机流量模型
• 4.2.3 WoFAN 服务模型
• 4.2.4 WoFAN 随机服务保证分析
• 4.2.5 WoFAN 性能数值分析
• 4.3 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A 英文缩略词表
• 附录 B 数学运算符号说明表
• 个人简历 在校期间发表的学术论文与参与研究的课题情况