新標(biāo)記交換體制的QoS保證技術(shù)研究.pdf

1、隨著因特網(wǎng)的迅速發(fā)展，包括實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)大量接入因特網(wǎng)。這時(shí)，傳統(tǒng)的IPv4體制不再適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要，如地址資源缺乏、路由表規(guī)模大、分組轉(zhuǎn)發(fā)速度慢、網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)質(zhì)量的能力不足等。為了使因特網(wǎng)體制更加適合未來(lái)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，新的網(wǎng)絡(luò)體制不斷出現(xiàn)，而新標(biāo)記交換體制－區(qū)域標(biāo)記交換體制就是這種環(huán)境下提出的。 區(qū)域標(biāo)記交換體制是在IPv4分組與數(shù)據(jù)鏈路層幀之間插入一個(gè)短的、長(zhǎng)度固定的交換標(biāo)記來(lái)實(shí)現(xiàn)分組轉(zhuǎn)發(fā)。區(qū)域標(biāo)記交換體制

2、引入了區(qū)域編碼的概念，區(qū)域編碼不僅可以唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)地理區(qū)域或管理域，而且能夠?qū)⒁蛱鼐W(wǎng)本身具有的層次特征充分地體現(xiàn)出來(lái)。本文主要研究了區(qū)域標(biāo)記交換體制的地址分配，以及為用戶應(yīng)用提供服務(wù)質(zhì)量保證的技術(shù)，主要研究成果如下： 1.通過(guò)對(duì)全球大部分國(guó)家和地區(qū)的面積、人口、經(jīng)濟(jì)水平以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿M(jìn)行分析，并借鑒IPv4、IPv6地址以及電話號(hào)碼分配的優(yōu)點(diǎn)，本文首先提出了一套簡(jiǎn)單的、具有適應(yīng)性和靈活性的層次化區(qū)域編碼分配方案，它在充分體現(xiàn)因

3、特網(wǎng)固有層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，不僅可以增加可分配的網(wǎng)絡(luò)地址，而且能夠最大限度地利用編址空間。 2.在區(qū)域編碼分配方案的基礎(chǔ)上，研究了應(yīng)用于此方案的路由表組織方式、路由協(xié)議和路由算法。根據(jù)區(qū)域編碼的特點(diǎn)，骨干路由器的路由表規(guī)?？梢员淮笠?guī)模地縮減，而且避免了最長(zhǎng)前綴匹配路由查找方式。這些特點(diǎn)可以提升路由器的分組轉(zhuǎn)發(fā)速度，為保證服務(wù)質(zhì)量提供良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，相對(duì)于傳統(tǒng)路由協(xié)議，區(qū)域標(biāo)記交換體制下的路由協(xié)議具有較短的路由

4、收斂時(shí)間和較少的路由開(kāi)銷(xiāo)，并具有良好的擴(kuò)展性。 3.依據(jù)區(qū)域標(biāo)記交換體制的特點(diǎn)，研究了一種以帶寬為度量標(biāo)準(zhǔn)的分布式QoS路由算法，它根據(jù)輸出鏈路可用帶寬與帶寬請(qǐng)求的關(guān)系選擇下一跳鏈路。這種算法不僅具有計(jì)算簡(jiǎn)單、鏈路開(kāi)銷(xiāo)小的優(yōu)點(diǎn)，而且可以減少網(wǎng)絡(luò)處于重負(fù)荷時(shí)所產(chǎn)生的資源碎片，接納更多的業(yè)務(wù)。同時(shí)，通過(guò)確定本算法的啟動(dòng)門(mén)限，可以在保證算法性能的同時(shí)，大大降低路徑建立時(shí)延。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果證明了這種算法的正確性和高效性。 4.如

5、何在確保服務(wù)質(zhì)量的前提下充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，這是ISP關(guān)心的問(wèn)題，也體現(xiàn)了區(qū)域標(biāo)記交換網(wǎng)絡(luò)性能。從這個(gè)角度出發(fā)，首先根據(jù)優(yōu)化理論提出了一種路徑級(jí)資源分配算法。在其基礎(chǔ)上，并結(jié)合鏈路拓?fù)湮恢眉安煌吘壗Y(jié)點(diǎn)注入流量等因素，又研究一種保證網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的資源分配算法。它通過(guò)量化的路徑選擇以及合理的資源調(diào)配，可以在保證服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用。 5.研究了針對(duì)區(qū)分服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中時(shí)延敏感業(yè)務(wù)的接納控制算法。根據(jù)區(qū)分服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中用戶業(yè)務(wù)

6、的端到端時(shí)延上界，提出了接納準(zhǔn)則以及帶寬分配算法。它不僅保證用戶業(yè)務(wù)的端到端時(shí)延不超過(guò)確定的上界，而且能夠比較充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。這個(gè)算法運(yùn)算簡(jiǎn)單，并具有與區(qū)分服務(wù)一致的可擴(kuò)展性。 6.研究了一種針對(duì)IEEE802.11e標(biāo)準(zhǔn)中EDCF機(jī)制的改進(jìn)算法，它依據(jù)時(shí)間限選擇接入無(wú)線信道的MAC幀并計(jì)算其競(jìng)爭(zhēng)窗，不僅可以確保時(shí)延敏感業(yè)務(wù)的接入時(shí)延，而且能夠避免同一站點(diǎn)內(nèi)不同接入類(lèi)別的信道訪問(wèn)沖突。此外，該算法還采取了以概率丟棄時(shí)間緊迫分組