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《中国科学院研究生院(计算技术研究所)》 2001年
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支持服务质量QoS的拥塞控制及其机制的研究

罗万明  
【摘要】:最近十几年来,以TCP/IP协议为基础的Internet已成为全球性的信息基础设施。随着Internet的飞速发展,其鲁棒性越来越依赖于TCP/IP的拥塞控制。拥塞是影响数据传输,造成延时、抖动等业务质量指标下降和带宽、缓存等网络资源利用率降低的关键因素。因此,拥塞控制对网络来讲,不仅是个核心问题,也是个非常困难的问题。由于拥塞控制机制的复杂性,使得现存的控制方案还都存在着亟待解决的问题。另外,随着网络应用的迅速增长,互连网上视频、音频等实时数据流应用的日益普遍,Internet在很多方面已经不能满足人们的需求。核心是要网络能够提供端到端的性能保证,例如对实时的话音、视频通信等实时应用的保证。除了实时需求之外也有非实时需求,这两大类中又分多种情况,这样就导致了多种多样的业务类型。怎样在网络上同时支持多种业务类型,保证每项服务都达到性能要求,这就是网络服务质量QoS(Qua]ity of Service)所要解决的问题。在未来的通信网络中,对QoS的支持是最重要和最根本的要求之一。 目前已有的传输多媒体数据流(包括音频、视频信号)的实时运输协议RTP使用的主要协议是UDP协议。由于UDP是面向无连接的协议,不执行拥塞控制算法,所以它的使用会导致网络资源分配的不公平,甚至网络崩溃。另外,虽然TCP基于窗口的拥塞控制机制对大批量文件传输等尽量做好型服务具有较好的适应性,但对有实时服务质量QoS要求的多媒体数据流却并不适应。找到既支持服务质量QoS,又保证与传统TCP协议,尤其是拥塞控制机制兼容的机制,对有效改善目前Internet传输多媒体数据流的性能具有重要意义。针对以上问题,本文结合“973”项目“网络环境下海量信息传输控制模型及其系统自组织行为研究”以及“863”项目“多媒体网络服务质量QoS控制”,在详细研究了目前Internet所使用的TCP/IP拥塞控制,包括TCP基于窗口的和式增加积式减少(AIMD)的拥塞控制技术、IP层基于队列管理的拥塞控制等技术的基础上,做了如下工作: 1.提出了一种支持服务质量QoS和基于速率的拥塞控制结合起来的拥塞控制的机制。考虑到多媒体数据流本质上基于速率的特点,按网络拥塞水平适当调整发送速率更适合发送速率相对稳定、时延抖动受限的多媒体数据流。因此提出了采用基于速率的拥塞控制方式,并且采用了既能与传统TCP拥塞控制兼容又能用于速率控制的控制等式。这种机制包括源端多媒体数据流的带宽控制策略、基于动态部分缓存共享(DPBS)的数据包丢失控制方案和接收端计算包丢失率p以及反馈等部分。我们将这些机制有机地整合在一个结构中。由于这种机制是建立在端到端的传输层基础上,所以在端系统中加上上层应用就可以构成在拥塞控制情况下能保证一定的端到端的QoS传输的新结构。 2.提出了加权带宽分配方式(Weighted Rate Distribution,WRD)和漏
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(计算技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP393.02

【引证文献】
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1 张丽娟;一种改进的Vegas拥塞控制算法及其在Linux网络中的实现[D];吉林大学;2011年
2 张志伟;一种基于GPS模型调度算法的研究[D];吉林大学;2011年
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【共引文献】
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1 丁丁;LEO卫星网络呼叫允许控制及切换管理机制研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 李波;蜂窝移动通信系统中越区切换算法的研究[D];西安电子科技大学;2001年
3 郭乐深;IP网络环境中支持QoS机制的中间件系统的研究[D];电子科技大学;2001年
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7 张翼德;无线蜂窝通信网的容量与资源管理算法研究[D];电子科技大学;2006年
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2 郭娟;宽带无线网中越区切换策略的研究[D];西安电子科技大学;2001年
3 包正委;数字视频业务服务质量(QoS)保证设计问题研究[D];东北师范大学;2005年
4 刘强;蜂窝移动通信系统多业务越区切换算法的研究[D];北京邮电大学;2007年
5 吴琼;NCOW系统中基于概率的赋时Petri网理论及分析[D];华中科技大学;2006年
6 杨夏妮;基于Petri网的负载平衡双层调度模型的研究[D];广西大学;2008年
7 刘宇星;基于IEEE 802.16的QoS框架和算法设计[D];北京邮电大学;2008年
8 崔潇扬;基于IEEE 802.16标准的QoS框架和算法设计[D];天津大学;2007年
9 郭雪莲;宽带无线城域网中的接入控制技术研究[D];重庆大学;2009年
10 王亚楠;异构无线网络中网络选择与联合呼叫接纳控制的研究[D];北京邮电大学;2010年
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4 尹红健;;基于多业务的队列调度算法研究[J];电子科技;2010年05期
5 王重钢,隆克平,龚向阳,程时端;分组交换网络中队列调度算法的研究及其展望[J];电子学报;2001年04期
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6 张锡龙;基于路由器的QOS研究及其NS仿真分析[D];北京交通大学;2007年
7 李志华;基于PFQ的分组调度算法的研究[D];天津大学;2006年
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