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《华中科技大学》 2005年
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基于微观经济学的DiffServ计费机制中的几个关键问题研究

刘继承  
【摘要】:DiffServ 是能够提供QoS (Quality of Service)服务的几种方法之一,可以用非经济学和微观经济学两种方法来实现。非经济学的资源分配方法在分配网络资源时没有考虑用户愿付成本和资源对于用户的价值,造成资源分配的低效率,无法实现最优分配。微观经济学的方法考虑资源对于用户的价值,以资源分配中的效用最大化为目标,在不同的用户和需求之间合理配置系统资源以达到充分利用。能够通过用户对流量的自我管理,自动实现拥塞控制。正是由于这些优点,以微观经济学理论为基础的计费方法得到了大量的研究。 在微观经济学的实现方法中,Kelly 所提出的根据用户需求和链路供给之间的关系,不断调整链路价格,从而使网络市场达到均衡的计费机制得到了大量研究。在该类计费机制现有研究的基础上,本文研究了:(1)网络服务提供商(Internet Service Provider, ISP)和用户之间的博弈如何影响网络市场; (2)一阶修正方法不能够稳定收敛; (3)前馈流控制中估计用户总需求不准导致前馈作用受到限制。 本文有以下三个创新: (1)微观经济学的计费机制中,在ISP(代理人)和用户(委托人)之间存在对网络市场的非对称信息。这样ISP 就有可能采取行动使自己效用最大化从而损害用户的利益,用户会采取相应的措施来应对ISP 的行为来使自己效用最大化,文中分析了ISP 和用户之间的博弈对静态优先级计费的影响,对ISP在什么情况下伪造用户以及该博弈中Nash 均衡存在的条件进行了研究。单用户和多用户情况下的仿真试验结果表明该博弈影响了ISP 和用户的效用。 (2)在计费机制中广泛使用的一阶更新方法只有在满足严格条件的情况下才会收敛,而这些条件并不总是可以得到满足。当不满足该条件时,系统不但不能够收敛,而且会剧烈震荡。为此,提出了二阶方法,以提供更好的稳健性。使用该方法,系统能够在比较宽松的条件下,收敛到均衡状态,即使不能收敛,其波动也非常平缓。 (3)对前馈式计费方法中估计用户现时刻决策对下一个时刻网络状态影响的方法进行了研究,该方法在估计用户总需求上偏差较大,限制了前馈的预见
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