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适合协同学习环境的网络服务质量研究

孟昭鹏  
【摘要】:现代远程教育运用计算机通信网络和多媒体技术,构建一种基于网络的交互式虚拟教学环境。计算机支持的协同学习(CSCL, Computer SupportedCooperative Learning)结合了CSCW (Computer Supported Cooperative Work)的研究思想,使群组中人们的交互和协作更便利、更广泛,是构建现代远程教育的技术基础。本文首先介绍了基于CSCL的交互式学习环境的发展状况、体系结构、关键技术,包括协同模式、感知技术、并发控制策略等。以此为基础,构建了具有电子白板、同步浏览、课件点播和实时多媒体交互工具的协同学习虚拟教室,并与基于无线网络的移动学习系统进行了有机的整合,解决异构设备间的信息共享问题。 基于CSCL的交互式学习环境的应用要求通信网络提供有质量保证的传输服务。根据网络的体系结构和对服务质量(QoS,Quality of Service)参数影响的特点,可以建立网络QoS分层模型,每一层都包含QoS参数和相应的QoS保障机制,各层的QoS机制相互协调工作,以满足网络学习过程中的QoS要求。本文针对交互式学习环境中多媒体通信的特点,分别在应用层和网络层对提高传输服务质量的问题进行了研究。在应用层,本文提出了改进的BWTA(Burrows-WheelerTransform Algorithm)压缩算法,该算法能减少冗余信息的传输,有效地降低了应用对带宽的要求。在网络层,本文针对下一代主干网络技术之一,多协议标记交换(MPLS,Multiprotocol Label Switching)技术,给出了一个适合MPLS网络的离线(offline)优化+在线(online)路由的流量工程框架。该框架根据网络中源-目的节点间的业务需求离线计算优化的链路带宽分配值;基于优化的链路带宽分配值计算源-目的节点间的传输路径集,并提供给在线路由使用,在保证了网络整体性能的同时提供了灵活的路由机制。现有的基于MPLS流量工程的在线路由算法一般都只考虑了有带宽保证的业务的路由问题,忽略了网络中存在的大量的best-effort业务;而在本文给出的离线优化+在线路由的流量工程框架下,在线路由算法同时兼顾了带宽保证业务和best-effort业务的特点和传输质量要求。本文还改进了文献[94]提出的MPLS边缘准入控制机制,准入决策使用了新的简单易行的可用带宽计算方法,使得准入的带宽保证业务不至于造成网络中其它业务的传输质量严重降级。


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