端到端的网络拥塞控制及服务质量研究

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3.0 李佳 2024-09-26 6 4 7.33MB 123 页 15积分

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浙江大学博」：学位论文

器根据数据流的预约带宽和网络的资源使用状况确定一个协商带宽。当数据包进

入网络时，标记器依据协商带宽对数据包进行标记。网络的核心节点根据包头的

标记对所收到的数据包进行不同地处理以便根据预先协商的规格对数据流提供

相应的服务质量。大量仿真试验表明所提出的机制能够有效保障确保服务流的服

务质量并且能够提高信道利用率。

　　　　关键词：拥塞控制，服务质量，ＴＣＰ／ＩＰ，主动队列管理，自适应方法，带

宽公平性保证，ＩＥＥＥ８０２．１１，移动Ａｄ　Ｈｏ。网络，区分服务。

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浙江大学博士学位论文

照轮询（ｒｏｕｎｄ－ｒｏｂｉｎ）方式处理数据包。当一条线路空闲时，路由器就来回扫

描所有队列，依次将每个队列的第一个包发出。当某个流的数据包到达过快时，

其队列就会很快被占满，属于这个流的新来数据包就会被丢弃。采用这种方式，

任何数据流就不可能抑制其它数据流而多占资源。ＦＱ的带宽分配独立于数据包

的大小，各种服务在队列中几乎是同时开始的。其缺点就是实现起来过于复杂，

需要每个数据流的排队处理、状态统计、数据包分类以及包调度等额外开销。

　　　　此外还有一些很重要的方法，例如，主动队列管理ＡＱＭ机制和显示拥塞通告

ＥＣＮ（ｅｘｐｌｉｃｉｔ　ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ）机制等，将在后面详细阐述。

１．３网络服务质量

　　　　　　ＱｏＳ是指网络在传输数据时需要满足的一系列服务要求，具体可以量化为

传输延时、延时抖动、丢包率、带宽要求、吞吐率等一系列指标。这里的服务具

体是指数据包（流）经过若干网络节点时所接受的传输服务，强调端到端或网络

边界到边界的整体性。

　　　　当前的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ是基于不能提供任何服务质量保证的尽力而为（ｂｅｓｔ　ｅｆｆｏｒｔ）

模型，但是大量多媒体应用对带宽、延时、丢包率等方面都有一定要求。为了满

足不同用户、应用的ＱｏＳ要求，ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔａｓｋ　Ｆｏｒｃｅ）提出了综合

服务体系结构（Ｉｎｔｓｅｒｖ）　ｈ０］及其相应的信令协议ＲＳＶＰ．发送者在控制面上利用

ＲＳＶＰ进行ＱｏＳ协商，在传输通路上的侮个节点预留必要的资源。如果网络剩余

资源不能满足其ＱｏＳ要求，则连接请求被拒绝。因此，Ｉｎｔｓｅｒｖ要求通路上的每

个路山器支持ＲＳＶＰ并保存每个连接的状态，据此对该连接进行ＱｏＳ保证。Ｉｎｔｓｅｒｖ

虽然能够提供不同的ＱｏＳ保证，却使得网络核心路由器过于复杂，最终导致其

可扩展性、鲁棒性都较差而实现难度大。因此近年来，业界又提出了区分服务

　　（Ｄｉｆｆｓｅｒｖ　）！”｝模型。其初衷就是避免复杂性过高，提供一种具有良好扩展性的

ＱｏＳ解决方案。它的目标简单有效，将每个连接的接入控制等都交给边界路由器

处理，边界路山器根据用户和网络服务提供者（ＩＳＰ　）预先协商的流规格（ｐｒｏｆｉｌｅ）

对注入网络的数据流进行分类、整形、标记、丢弃、侦察等处理，而核心路由器

根据不同的聚合业务进行处理并且不需要保存每个连接的状态。这样大大降低了

核心路由器的复杂性，从而获得更好的扩展性和鲁棒性。下面就近年来提出的几

种典型的ＱｏＳ解决方案进行分析。

１．３．１综合服务（Ｉｎｔｓｅｒｖ）模型

　　　　现有的互联网最初是面向非实时的、单一数据类型通信而设计的。ＩＰ协议

提供一种无连接的网络层传输服务，必需有其它高层端到端协议的辅助才能更好

地实现端到端的可靠传输。因此缺乏必要的服务质量保证，这种传统ＩＰ的传输

服务被称为尽力而为（ｂｅｓｔ－ｅｆｆｏｒｔ）服务。尽力而为服务无法为传输提供ＱｏＳ保

证。为了满足Ｉｎｔｅｒｎｅｔ多媒体实时应用传输的需求，ＩＥＴＦ提出了Ｉｎｔｓｅｒｖ模型。

　　　　其实现结构如图１．３［２１１。典型的应用如远程教学、视频点播等交互式音频

和视频应用；在实现层次上，Ｉｎｔｓｅｒｖ方案要求路由器在控制路径上处理每个流的

信令消息并维护每个流的路径状态和资源预约状态，在数据路径上执行流的分类

调度和缓冲区管理。具体而言，Ｉｎｔｓｅｒｖ依靠资源预留协议ＲＳＶＰ逐个节点

（ｈｏｐ－ｂｙ－ｈｏｐ）的建立或拆除每个流的资源预留软状态（ｓｏｆｔ　ｓｔａｔｅ）：依靠接入控

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󰔥󰔥

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端到端的网络拥塞控制及服务质量研究

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