Internet中資源分配和擁塞控制若干問(wèn)題的研究.pdf

1、目前Intemet進(jìn)行資源分配和擁塞控制的時(shí)候，通常做如下假設(shè)：Internet是面向無(wú)連接的分組交換網(wǎng)絡(luò)，提供盡力傳遞的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，當(dāng)分組丟失概率與流速率無(wú)關(guān)時(shí)TCP端到端的擁塞控制機(jī)制能夠保證網(wǎng)絡(luò)收斂到平穩(wěn)狀態(tài)，獲得有效率而且公平的資源分配。但是，上述假設(shè)條件并非在所有的網(wǎng)絡(luò)情形下都滿足。在網(wǎng)絡(luò)中，的確存在著一些情形，即當(dāng)分組丟失概率與流速率相關(guān)時(shí)，TCP難以收斂到平穩(wěn)狀態(tài)；也存在著新的技術(shù)方式，諸如光突發(fā)交換不再使用傳統(tǒng)的Intem

2、et分組交換工作方式來(lái)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)資源的分配。 論文工作圍繞上述兩個(gè)方面的若干問(wèn)題展開(kāi)。一方面，研究了在分組丟失概率與流速率相關(guān)的兩種網(wǎng)絡(luò)情形下TCP的擁塞控制特性；另一方面，研究了在光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中信道優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。這些問(wèn)題不同于以往的資源分配和擁塞控制問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)的以帶寬為目標(biāo)的資源分配和擁塞控制機(jī)制提出了挑戰(zhàn)。本論文對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了深入探討，并給出確實(shí)可行的技術(shù)解決方案。論文的主要貢獻(xiàn)包括以下三點(diǎn)。 研究了TCP在交換

3、結(jié)構(gòu)中的擁塞控制性能。指出在交換結(jié)構(gòu)的環(huán)境中，TCP擁塞控制存在著不同尋常的新問(wèn)題：?jiǎn)慰總鹘y(tǒng)的TCP/隊(duì)列管理機(jī)制無(wú)法兼顧資源分配的有效性和公平性。分析了丟尾和丟頭隊(duì)列管理機(jī)制與TCP配合進(jìn)行擁塞控制失效的原因。提出把交換結(jié)構(gòu)的仲裁機(jī)制和對(duì)輸入緩存的隊(duì)列管理結(jié)合起來(lái)的基本思想，并給出一種簡(jiǎn)單的啟發(fā)式公平仲裁和隨機(jī)提前丟頭算法，通過(guò)不均勻地仲裁分組轉(zhuǎn)發(fā)和隨機(jī)地提前丟棄隊(duì)頭分組來(lái)兼顧資源分配的有效性和公平性。仿真結(jié)果表明算法確實(shí)有效。

4、 研究了TCP在光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制性能。指出在光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中，TCP吞吐量存在著極大的不公平性，原因在于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中突發(fā)丟失特性與TCP速率回退機(jī)制的相互作用，即不同速率的流經(jīng)歷不同概率的突發(fā)丟失，速率小的流總是比速率大的流經(jīng)歷更多的突發(fā)丟失，而突發(fā)丟失常常使TCP由于超時(shí)而進(jìn)入慢啟動(dòng)，從而加重流之間的吞吐量差異。分析TCP進(jìn)入超時(shí)慢啟動(dòng)的原因。給出突發(fā)丟失的數(shù)學(xué)模型解釋TCP吞吐量的不公平性。分析偏置時(shí)間對(duì)流速率的控制

5、作用，提出一種自適應(yīng)偏置時(shí)間算法，根據(jù)流的當(dāng)前速率動(dòng)態(tài)地設(shè)置偏置時(shí)間，讓速率大的流具有小的偏置時(shí)間，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明算法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。 研究了光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的信道優(yōu)化調(diào)度。發(fā)現(xiàn)離線調(diào)度的OBS-GS算法的信道利用率甚至劣于LAUC算法。提出一種以信道利用率為優(yōu)化目標(biāo)的信道優(yōu)化調(diào)度算法，將信道調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)換為圖的著色問(wèn)題來(lái)求解。將這個(gè)問(wèn)題描述為整數(shù)線性規(guī)劃形式，利用間隔圖的優(yōu)良特性可在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)求解。給出可適用于任意波長(zhǎng)個(gè)數(shù)的信道