多業(yè)務網絡中插入式分組調度算法研究.pdf

1、現有的分組調度算法都是基于數據分組,分組的發(fā)送過程不可中斷。對于變長分組發(fā)送,如果有一個比較長的非實時業(yè)務(低優(yōu)先級)分組已經開始發(fā)送,同時收到一個急需發(fā)送的實時業(yè)務(高優(yōu)先級)分組,那么實時業(yè)務分組只好等待發(fā)送,這就增加了實時業(yè)務分組的延時,并且非實時業(yè)務分組的長度越長,數目比例越高,實時業(yè)務的時延和抖動性能越差。針對上述問題,為滿足實時業(yè)務的QoS要求,降低非實時業(yè)務分組傳輸對實時業(yè)務的時延和時延抖動的影響,本文提出插入式的分組調度

2、算法。實現此種算法的關鍵在于：分組插入和恢復控制信息的創(chuàng)建與解析、實時業(yè)務插入發(fā)送開始和結束時刻的確定。本文選用千兆以太網1000BASE-X PCS子層的8B/10B編碼預留的特殊控制碼作為分組插入和恢復控制信息。對于插入發(fā)送開始和結束時刻的確定,共提出了三種插入式分組調度方法,它們有著不同的優(yōu)劣。 基于優(yōu)先級的插入式分組調度算法,類似于“中斷”,優(yōu)先級作為判斷發(fā)送的唯一依據。當需要發(fā)送高優(yōu)先級分組時,掛起正在發(fā)送的低優(yōu)先級分

3、組,等待發(fā)送完插入的高優(yōu)先級分組后,激活掛起的低優(yōu)先級分組。高優(yōu)先級的分組在發(fā)送的過程中感覺不到低優(yōu)先級隊列的存在,只要它處于高優(yōu)先級隊列的頭部就可以發(fā)送,而不必等待低優(yōu)先級隊列中的分組發(fā)送完畢。通過創(chuàng)建以VoIP和IPTV為代表的實時業(yè)務和WWW為代表的非實時業(yè)務業(yè)務源模型搭建OPNET仿真平臺,構建同等條件下的插入式和非插入式分組調度仿真模型,分析比較插入和非插入模式下的仿真結果定量地驗證此種算法的可行性和有效性,但同時也發(fā)現它在公

4、平性和獨立性方面存在一些缺點。 為更好地安排實時業(yè)務和非實時業(yè)務發(fā)送機會的順序和時間長度,提出基于調度表的插入式分組調度算法。該算法根據實時業(yè)務隊列的預約帶寬和最大分組長度建立調度表,然后利用調度表對變長分組的業(yè)務流進行整形和調度。實時業(yè)務不同的QoS要求和業(yè)務特性決定了在調度表中為其安排的發(fā)送機會的間隔和長度,但基本原則是盡量讓業(yè)務發(fā)送機會的安排和業(yè)務流的屬性一致,這樣可以保證實時業(yè)務不同的時延或時延抖動要求。 調度表

5、在連接到隊列的業(yè)務流建立或釋放連接時,進行更新。如果業(yè)務流建立和釋放連接頻繁,那么調度表的更新就會很頻繁,這就加大了交換節(jié)點的工作量,并且基于調度表的插入式分組調度算法需要和DRR-起處理變長分組的問題,對于分組長度變化范圍比較大的業(yè)務,可能會凸現DRR的一些固有缺點,所以提出基于ShVC的插入式分組調度算法。這種算法首先對業(yè)務流進行流分類,粗略劃分為實時業(yè)務隊列組和非實時業(yè)務隊列組。對實時業(yè)務隊列組采用ShVC算法,決定了實時業(yè)務隊列

6、的發(fā)送機會,在沒有實時業(yè)務分組發(fā)送的時候,發(fā)送非實時業(yè)務隊列的分組,而非實時業(yè)務隊列采用保證帶寬的調度方法(比如WFO)等效于一個隊列。這種算法在降低ShVC算法復雜度和開銷的同時,真正意義上達到實時業(yè)務的發(fā)送基本不受非實時業(yè)務的影響。對于基于調度表和ShVC的插入式分組調度算法,采用相同的業(yè)務源模型搭建不同的OPNET仿真平臺,驗證算法的可行性和有效性。通過上述三種算法的仿真可以看出,插入式分組調度算法不僅較大幅度降低了高優(yōu)先級分組的