基于流感知的多業(yè)務(wù)接納控制研究.pdf

1、下一代網(wǎng)絡(luò)是基于分組的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，具有不同業(yè)務(wù)特征和區(qū)分服務(wù)質(zhì)量需求的多業(yè)務(wù)共享同一承載鏈路，網(wǎng)絡(luò)需要為不同業(yè)務(wù)提供區(qū)分的性能保證。多業(yè)務(wù)的區(qū)分管理和控制可分別在業(yè)務(wù)區(qū)分、接入?yún)^(qū)分和轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)分三個階段進(jìn)行。由于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化的動態(tài)性，每個階段的區(qū)分控制具有各自的不確定性，因此，基于網(wǎng)絡(luò)不確定性實現(xiàn)端到端區(qū)分性能邊界限保證是多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。 在流識別的基礎(chǔ)上，流感知依據(jù)多業(yè)務(wù)流峰值速率特征實現(xiàn)模糊的業(yè)務(wù)區(qū)分。針對流感

2、知過程的模糊性，引入模糊集概念擴(kuò)展了流感知理論，提出模糊流感知的定義。根據(jù)定義的多業(yè)務(wù)流隸屬函數(shù)描述流屬類型，實現(xiàn)多業(yè)務(wù)的動態(tài)區(qū)分，以處理業(yè)務(wù)區(qū)分中的不確定性。研究了流感知網(wǎng)絡(luò)中流列表的管理策略，流列表記錄網(wǎng)絡(luò)中活動流的特征信息，提出使用流生存時限值、隨機(jī)接入流標(biāo)識符、裂化流列表和過期流清理等措施控制流列表規(guī)模，并對基于單流操作的流感知體系的可擴(kuò)展性進(jìn)行了理論證明。 基于流感知業(yè)務(wù)區(qū)分，研究了多業(yè)務(wù)區(qū)分接納控制算法，提出基于單狀

3、態(tài)信息的流感知接納控制算法和基于決策域的流感知接納控制算法。單狀態(tài)信息接納控制根據(jù)流感知實現(xiàn)方式不同可分為靜態(tài)流感知接納控制和動態(tài)流感知接納控制，它們通過關(guān)聯(lián)接入業(yè)務(wù)流的拒絕概率與本類業(yè)務(wù)負(fù)載狀態(tài)來實現(xiàn)動態(tài)的接納判決，相較于基于測量和的接納控制算法，降低了優(yōu)先業(yè)務(wù)流的阻塞率，提高了彈性流的平均吞吐量，但犧牲了優(yōu)先業(yè)務(wù)流的平均時延值。單狀態(tài)信息接納控制僅僅根據(jù)本類業(yè)務(wù)的擁塞狀態(tài)信息相互獨立地作出接納判決，而決策域接納控制算法則考慮了多業(yè)務(wù)

4、中不同類業(yè)務(wù)流間的相互影響。它通過不同業(yè)務(wù)流狀態(tài)間的關(guān)聯(lián)系數(shù)調(diào)整業(yè)務(wù)區(qū)分門限，達(dá)到調(diào)整鏈路中承載流分布的目的。相對于單狀態(tài)信息流感知接納控制，減小了優(yōu)先流的平均時延，提高了彈性流的平均吞吐量，但在一定程度上增加了優(yōu)先流的阻塞率。 基于提出的模糊流感知理論，研究了動態(tài)優(yōu)先公平調(diào)度算法。通過與業(yè)務(wù)區(qū)分隸屬函數(shù)相關(guān)的優(yōu)先隊列擁塞轉(zhuǎn)發(fā)門限實現(xiàn)不同隊列分組轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)的動態(tài)轉(zhuǎn)移，但在鏈路重載時，算法退化為絕對優(yōu)先調(diào)度。相對于絕對優(yōu)先調(diào)度，它通過

5、適度增加優(yōu)先流的絕對時延值極大地提高了彈性流的公平性，減小了彈性流的阻塞率。基于業(yè)務(wù)模糊感知，提出通過相同的業(yè)務(wù)區(qū)分隸屬函數(shù)實現(xiàn)決策域接納控制和調(diào)度機(jī)制綜合策略，實時交互不同網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制的中間狀態(tài)信息，相較于分離控制，綜合策略在不增加額外計算量和復(fù)雜度的前提下能提高10％的彈性流吞吐量。 要實現(xiàn)多業(yè)務(wù)端到端傳輸性能的區(qū)分保證，需要基于路徑狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)接納控制機(jī)制。為減少路徑狀態(tài)計算和管理的復(fù)雜性，引入證據(jù)理論根據(jù)本地鏈路狀態(tài)信息和

6、陳舊的路徑狀態(tài)信息對傳輸路徑狀態(tài)態(tài)勢進(jìn)行估計。提出了基于路徑狀態(tài)估計的兩級判決接納控制策略，在路徑接納決策的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)本地鏈路接納判決，相比于基于輸入/輸出預(yù)算的網(wǎng)絡(luò)接納控制策略，不僅降低了優(yōu)先業(yè)務(wù)端到端時延，而且極大地提高了網(wǎng)絡(luò)資源效率，但犧牲了彈性流的接納率。 研究網(wǎng)絡(luò)不確定性，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理和控制的綜合是未來多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理的趨勢。在保持網(wǎng)絡(luò)開放性和簡單性的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)多業(yè)務(wù)的綜合傳輸和區(qū)分服務(wù)質(zhì)量保證，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展。