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Internet QoS路由研究

江昊  
【摘要】:随着计算机技术和通信技术的飞速发展,Internet以其便捷、价廉的优势,吸引着越来越多的用户和新业务加入其中,目前网络承载的业务包括数据、语音、视频等多种业务,为实现多种业务共存,多种应用共存,服务质量(QoS)控制机制是必需的。Internet已逐步由单一的数据传输网向多媒体综合传输网演进。但目前Internet中的传输模式“尽力而为”(Best-Effort)服务,无法满足多媒体应用和各种用户对网络传输质量的要求。因此,以提高网络资源利用效率、为用户提供高质量服务作为目标的QoS(Quality of Service)研究是当前Internet领域的热点之一。因为路由直接关系到网络的性能,所以搜索满足约束并优化网络资源利用的QoS路由是全网和局部网络的QoS控制的核心问题之一。本文重点研究了目前QoS路由研究中的几个热点难点问题,具有重要的理论意义和使用价值。本文的主要工作如下: (1)本文研究了QoS路由的一个重要问题---多约束最优路径问题(Multi-constrained Optimal Path,MCOP)。多约束最优路径问题,又称多约束最小代价路径问题,是QoS路由中一个很重要的问题,它涉及网络使用的计费,用户的付费,网络的优化等。本文提出了新的多约束最优路径选择算法---LBPSA(Lagrange Branch-and-Bound Path Selection Algorithm),LBPSA利用拉格朗日松弛搜索出多约束最小代价路径的上界和下界,然后使用分枝界定反向搜索,得到多约束最小代价路径的成功率更高,而且复杂度相对较低。为提高搜索的成功率,本文提出了一种新的拉格朗日乘子在网络结构中的迭代方法,并利用拉格朗日乘子迭代的结果和属性确定了多约束最小代价QoS路径的边界,提出了反向分枝界定搜索方法以得到多约束最小代价QoS路径。实验结果表明LBPSA在搜索多约束最小代价路径的成功率比目前公认性能较好的H_MCOP算法更有效,而且算法复杂度也较低。 (2)本文研究了目前QoS路由的一个难点问题----多业务流共存的问题。本文从路由的角度提出了一种新的算法——综合度量路由算法,该算法在保证QoS流的延迟、带宽要求和“尽力而为”流的带宽要求同时,合理选择路由,利用资源,在相同条件下,比现有的最短路径路由算法能容纳更多的QoS流,而且不会消耗过多的网络带宽资源。 (3)在现有的基于探测法的分布式QoS路由算法的基础上,本文充分利用了探测法分布式的特点,借鉴蚂蚁路由算法的思想提出了一个基于探测法的QoS路由算法 一MLP以(Multi一p毗Limited Prob访g助uting Algorithm)。在MLpRA中,本文提出最 短路径优先探测的方法减少探测包的发送,同时提出“待完成路径”的思想搜索出更多 的可行路径。在返回包返回的过程中提出在中间节点保留路径选择“痕迹”的方法,同 时也记录其他请求留下的“痕迹”,通过分析比较选择最优路径,减少拥塞和流量溢出。


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