为internet提供qos保障可扩展性方法的研究

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1、上海交通大学博士学位论文摘要今天的Intnet只提供一种简单的尽力而为的服务这种最低限度的服务允许Internet上的路由器不用维护精细粒度的流量信息从而使得Internet具有高度的可扩展性和鲁棒性但随着Internet进入全球商业架构人们希望它能够支持一系列的新的应用例如IP电话交互式视频以及电子商务等而现有的尽力而为的服务已经不再能够满足要求作为结果人们迫切的需要为这些新的应用提供QoS的支持以使这些新的基于Internet的应用能够获得商业上的成功因此设计强大且灵活的QoS支持机制成为了研究的热点对于任何QoS支持方案其可扩展性是关

2、系到其是否能够取得成功的关键因素正如我们所看到的尽管IntServ能够提供强大且灵活的QoS支持但由于其可扩展性的问题使得它无法在Internet中被广泛地采用因此QoS支持方案的设计必须秉承原始Internet的高度的可扩展性和鲁棒性的特点而这也是Internet取得巨大成功的关键因素InternetQoS研究的最终目标是使各种各样的基于Internet的应用能够获得令人满意的性能表现这就决定了QoS问题是涉及到应用自身性质及网络提供的QoS水平两方面的内容必须通过两方面的努力而最终加以解决尽管对于网络QoS的研究已有很多文献成果但如何在

3、Internet上大规模地提供QoS仍面临着可扩展性和QoS支持水平上的矛盾正如IntServ及DiffServ所表现的那样并且QoS的研究应是以应用为导向的不同的应用对于网络的QoS有不同的需求单纯地依靠网络自身难于从根本上保证各种应用的性能表现因此本课题着眼于网络与应用的有机结合立足于可扩展性在寻求有效的网络QoS支持机制的同时亦将研究重点放在端系统支持的QoS上同时注重结合工程实践秉承DiffServ将复杂性推向网络的边缘的思想对Internet中的QoS元素进行研究本文的主要贡献包括1提出了一种基于时间标签的流的识别机制并籍此设计了

4、一种可扩展的基于流的端到端准入控制方案能够以期望的统计上的流的粒度控制进入网络的流量解决了由于需求大于供给而产生的QoS问题2从流量工程的角度出发用最优化方法解决QoS路由问题提出一种基于标签交换网络的最优化流量分配方案与所提出的准入控制方案相结合并引入核心无状态调度算法的研究成果i摘要从而构成增强的可扩展QoS体系结构能够在网络利用率最优的条件下为单个的流提供端到端的QoS支持3对端点主机支持的QoS中应用支持的QoS内容进行了研究具体研究了提高基于H.26L视频编码抗Internet传输分组丢失性能的方法提出若干卓有成效的改进方法本部分

5、的研究将QoS的实现机制进一步推向网络的边缘4作为理论研究的必要补充以工程实践的方式研究了端点主机支持的QoS中的另一方面—服务器QoS的内容设计了一种高容量视频点播(VOD)的体系结构并实现了其原型样机ii上海交通大学博士学位论文AbstractToday’sInternetprovidesonesimpleservice:besteffortdatagramdelivery.ThisminimalistserviceallowstheInternettobestateless,thatis,routersdonotneedtomaint

6、ainanyfinegrainedinformationabouttraffic.Asaresultofthisstatelessarchitecture,theInternetisbothhighlyscalableandrobust.However,astheInternetevolvesintoaglobalcommercialinfrastructurethatisexpectedtosupportaplethoraofnewapplicationssuchasIPtelephony,interactivevideo,ande-co

7、mmerce,theexistingbesteffortservicewillnolongerbesufficient.Inconsequence,thereisanurgentneedtoprovideQoSsupportforthesenewcomingapplications.SothatthesenewInternetbasedapplicationscanachievecommercialsuccess.Therefore,todesignpowerfulandflexibleQoSsupportmechanismshavebec

8、omeahotresearcharea.ForanyQoSsupportscheme,itsscalabilityisakeyfactorthatinfluenceswhethe