邊界網關QoS機制研究.pdf

1、分類號密級UDC編號桂林電子科技大學碩士學位論文題目:邊界網關QoS機制研究(英文)ResearchontheQoSmechanismofEdgeGateway研究生姓名：林宏指導教師姓名、職務：劉建明（副教授）申請學科門類：工學碩士學科、專業(yè)：計算機應用技術提交論文日期：2010年9月論文答辯時間：2010年12月年月日摘要摘要邊界網關是連接骨干網與社區(qū)網的重要設備。近幾年來，隨著骨干網的大規(guī)模建設升級、用戶接入以及寬帶技術的普及，網

2、絡瓶頸逐漸從核心路由器轉移到邊界網關。一方面，在以太網及接入網技術的推動下，社區(qū)寬帶網迅速發(fā)展；另一方面，核心路由器架構的進步和密集波分復用(WDM)技術的普及，使骨干網容量達到太比特每秒(Tbs)，這使得邊界網關日益成為寬帶IP業(yè)務發(fā)展的制約。與此同時，隨著Inter應用的快速發(fā)展，尤其是網絡多媒體應用的日益豐富，網絡業(yè)務的種類也越來越多，而不同種類的業(yè)務也在要求不同的服務模式及服務質量(QoS)。QoS機制是網絡的一種服務機制，用來

3、解決網絡延遲和阻塞等問題的一種技術。當網絡過載或擁塞時，QoS能確保重要業(yè)務不受延遲或丟棄，同時保證網絡高效運行。邊界網關的QoS機制在很大程度上決定了整個網絡的服務能力及用戶滿意度，因此，對邊界網關的QoS機制研究具有非常重要的工程意義。本文通過分析近幾年來國內外的研究成果，著重研究了邊界網關QoS機制中下述三個問題：(1)網絡擁塞時常會發(fā)生在邊界網關中，這是由于核心網的帶寬一般大于接入網，數據包從核心網進入接入網時經常會導致網絡擁塞

4、。我們根據當前網關內各業(yè)務對實時性要求的不同，動態(tài)地劃分業(yè)務的優(yōu)先級，并且根據不同的優(yōu)先級采用不同的壓縮算法對數據包進行壓縮，以進一步減少帶寬需求。OP下的仿真表明我們的動態(tài)優(yōu)先級算法能有效地降低網絡帶寬的開銷。(2)考慮到網絡擁塞時數據包的丟失是不可避免的，而重傳數據包有時會使網絡擁塞變得更加惡化，因此在接收端采用修復技術以減少數據包丟失就變得很有意義。我們通過Gilbert模型分析數據包的丟失特征，根據當前的丟失特征，在發(fā)送端動態(tài)地

5、調整附加冗余信息的數量和方法，通過修復網絡環(huán)境中丟失的數據包，減少數據包的重傳，以降低對帶寬的需求。為了更有效地實現數據包的修復，我們還使用了較大且非連續(xù)的指數差值。OP下的仿真表明我們的方法對降低數據包的丟失率起到了相當的作用。(3)資源利用率與服務質量QoS之間的內在關系一直以來都是網絡研究的重要內容之一。鏈路超訂技術(linkoverbooking)是提高網絡利用率的常用方法，但目前在QoS約束條件下很難準確地確定合適的超訂因子(

6、overbookingfact)。目前的超定技術只支持到分類隊列一級，如果對整個分類隊列的鏈路進行超訂，網絡擁塞將會影響到該隊列中的所有流，甚至是那些具有高優(yōu)先級的流。因此我們提出了一種針對單條流的投機性鏈路超訂OLO算法來提高網關的鏈路利用率。我們的基本思想是：一旦高優(yōu)先級流的準專用鏈路空閑時間大于指定閥值，鏈路將暫時超訂給低優(yōu)先級流。當高優(yōu)先級流后續(xù)數據包抵達時，則以一定的時延為代價，將鏈路恢復到超訂之前的狀態(tài)。為分析OLO算法的效