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基于网络资源优化利用的QoS路由算法研究

刘韬  
【摘要】:未来的高速网络将能够提供越来越多种类的服务,例如多媒体会商系统,远程医疗系统中的同步图像和数据的传输等。这些服务对其服务质量保证(Quality of Service)都有不同程度的要求,在QoS体系结构中,服务质量路由(QoS routing)是一种基于业务QoS请求和网络可用资源进行选路的一种机制。QoS路由一个方面应满足所选路径应该能够满足业务的服务质量要求。另一个方面则是提高网络性能,从而保证接入的业务能够按其QoS要求有保证的传输。 本论文主要研究了QoS路由与网络节点状态稳定性的关系。网络资源分配的不合理会导致网络节点状态发生变化,当这种变化超过一定范围时,选路算法所选择的路径就会产生错误更加剧了网络性能的恶化。因此,本文主要从路由算法对网络资源的利用角度进行研究,通过为业务合理分配网络资源来保证网络节点状态一定程度上的平稳性。 论文首先提出了一个结合网络资源开销估算的选路算法,通过采用新的代价函数,同时考虑了网络链路当前的利用情况和业务将对网络产生的冲击,通过两者之间的权衡,选择出代价最小的路径,保证业务在较空闲并且对网络冲击较小的路径上传输。结合我们提出的选路算法,提出了一个新的接纳控制策略,除了所选路径应满足业务的端到端延时要求外,还根据网络状态信息更新间隔内的路径可用资源以及业务所需要占用的资源判断业务是否被接纳。我们的策略还考虑了网络资源的时间特性,即根据网络状态信息更新的间隔动态调整所接入的业务量。 论文设计了一个完整的网络仿真平台,包含了从拓扑结构,业务源,链路和路由节点的所有模块,可以在其上实现各种如路由、接纳控制、调度等的仿真。利用该仿真平台,论文在两种不同特征的网络拓扑结构下对本文提出的路由机制以及一些主要的QoS路由算法进行了仿真比较。仿真结果表明在我们提出的算法下,网络资源利用效率有很大的提高,同时网络节点延时状态保持了一定程度的稳定。


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