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《西安电子科技大学》 2002年
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分组调度算法及接入允许控制算法研究

杨帆  
【摘要】: 随着网络技术的不断发展和网络应用的日益普及,为用户提供高质量的服务越来越成为人们关心和研究的课题。用户业务的服务质量(QoS)与网络带宽资源的分配以及网络对用户信息流的服务规则息息相关。在分组交换网络中,分组调度算法在交换机和路由器中决定着分组的服务规则,而接入允许控制算法则决定着带宽资源的预留和释放。因此分组调度算法及其接入允许控制算法对于确保QoS起着关键作用,这方面的研究已经成为当今网络技术的一个重要研究方向。本文就是围绕着这一方向展开了探索和研究,主要的工作和贡献包括下面几个方面: 1.提出了一种通用的调度模型GSS,证明著名的流体调度算法GPS也属于GSS。本文研究发现,在GSS模型中,系统通常有富余的服务能力。这时一些服务要求已经被满足的连接可以把带宽资源暂时出让给更需要得到服务的连接,改善这些的服务质量。为此本文提出了一种新的流体调度参考模型SPF,证明SPF也属于GSS,与GPS有着相同的时延性能。本文分析了SPF出让带宽的性能,证明在确保各个连接时延要求的前提下,SPF具有GSS模型中最大的可出让带宽,并能将这一带宽出让最长的时间。由于这一特性,SPF算法可以使系统的带宽资源得到充分而有效地利用。 2.对调度算法Virtual Clock的接入允许控制算法进行了深入研究。现有Virtual Clock的接入允许控制算法难以确保连接的时延特性,原因在于现有算法没有充分考虑到系统内有连接不断建立和拆除的情况,对连接带宽的释放时机没有作出完善规定。本文证明,流体SPF模型与Virtual Clock算法很相近,因而将研究SPF算法的思路用于研究Virtual Clock的接入允许控制算法。提出了基于生存期的接入允许控制算法和改进算法,前者简单易行,后者使得系统带宽的利用率更高。本文分析了这两种算法的性能,证明二者都能够完全确保Virtual Clock系统的时延特性。仿真也证明了这一结果。 3.针对当前研究非常广泛的PFQ算法中空闲带宽使用的不合理现象,提出了一种新的分组调度算法FBRS。FBRS采用两种规则为分组服务,分别称为m服务器和f服务器。m服务器用来确保各连接的时延要求得到满足,f服务器用来公平地分配系统内的空闲带宽。FBRS算法不仅可以使空闲带宽能够按需分配,它的其它性能也很优良。本文分析表明,FBRS具有PFQ类调度算法最佳的时延特性;f服务器与m服务器的公平性分别达到或接近PFQ算法的最佳性能;FBRS算法的计算复杂度低,能够在高速路由器和交换机中实现。本文还给出了FBRS 西安电子科技大学博士学位论文:分组调度算法及接入允许控制算法研究 的两种引申算法,一种是通用的PFQ算法,另一种是与缓存管理相结合的算法。 第一种算法在PFQ类算法中综合性能很优良,第二种算法可以降低分组丢失率。 4.提出了一种新的分组循环调度算法LFRR。LFRR可以使循环调度表中分配 给各个连接的时隙均匀分布,从而改善了WRR算法的时延性能。LFRR在确定 连接的时隙分配时,采用权值大的连接优先分配的原则,改变了一些WRR改进 算法从各个连接的时间标签中选取最小值的做法,因而降低了实现复杂度。LFRR 中还采用了等权值合并的技术,使得算法需要处理的连接集数量比实际的连接数 目大为减小,由此不但减小了存储时间标签的开销,而且进一步改善了时延特性。 本文还提出了一种用硬件电路构造调度表的方法,采用并行比较加译码,可以很 快构造出循环调度表。计算机仿真和理论分析表明,LFRR算法的时延特性比WRR. 有了很大提高。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP393.02

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
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