用于高速网络的流量控制技术分析及研究

【摘要】：高速网主要分为两种：1、宽带综合业务数字网(B-ISDN)，ATM为B-ISDN的主要传输模式。2、宽带IP网。 本论文主要分析和研究用于ATM网络的ABR流量控制技术以及用于宽带IP网的流量控制技术。 在ATM网络中，存在CBR、r.t-VBR、n.r.t-VBR、ABR和UBR等5种类别的业务。在这5项业务中，ABR业务类型具有广泛的应用前景，但在流量控制中也存在更多的难题。ABR业务采用的是一种反馈式的闭环控制。对ABR流量控制算法进行性能分析及改进是一项重要的工作。目前对ABR流量控制算法的性能分析基本上都是通过仿真，然后根据经验改进算法，一直缺乏一套有效的理论来指导。所以建立一套系统的理论来有效地分析、设计ABR流量控制算法是难点。在本文中，我们尝试从理论上对算法性能进行分析、改进，取得了一些成果。在ABR流量控制算法中具有代表性的算法有：APRCA、EPRCA、DMRCA、CAPCA和ERICA+等。在本文中，主要对这几种算法进行分析和改进。本文首次对自适应比例控制算法(APRCA)的稳定性作了研究。一些文献认为它具有比EPRCA更好的性能。但本文的研究结果表明APRCA在某些情况下是不稳定的。本文提出了对APRCA的改进，称为APRCA_QT并且给出了稳定性分析。在本文中我们还提出了增强APRCA_QT算法，它增加了一个最小方差预测器，它具有比APRCA_QT更好的性能。在本文中，我们采用相同的方法继续对另外两种ABR流量控制算法进行分析，它们是增强比例控制算法(EPRCA)和动态最大速率控制算法(DMRCA)，这两种算法是基于速率并且基于排队长度的ABR流量控制算法。经过分析，我们发现EPRCA在某些情况下是不稳定的而DMRCA是边缘稳定的。在本文中我们分析了CAPCA的性能(稳定性，敏感性，收敛性)。通过分析，我们发现CAPCA是边缘稳定的，并且对许多参数敏感。本文对CAPCA作了改进，仿真结果表明，改进后的CAPCA是稳定的。在本文中我们采用时延微分方程的稳定性理论对ERICA+算法的稳定性作了研究，结果表明这种算法在某些情况下是不稳定的，本文给出了稳定条件。在本文中，我们使用小波来建模MPEG-2传输流。此外，我们对改进后的APRCA、改进后的CAPCA和ERICA+