基于效用的网络资源分配的研究

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1、重庆邮电大学硕士论文第一章鳍论得到网络服务的效用，尤其是那些喜欢为高的速率和QoS而支付更多费用的用户。其实从用户角度来说，用户已不再满足原有的Intemet尽力型服务方式，而是希望网络能够“按质估价”。用户希望获得高质量服务的同时，愿意以较高的费用支出换取服务质量保证：而在用户支付能力有限，或者对服务质量不敏感时，用户也愿意牺牲部分服务质量以换取支付费用的降低。所以，如何采取有效的激励机制使得用户能够主动地参与到网络管理中来，是当前网络管理中要考虑的重要问题。上面提到的这些问题，是Intemet商业化进程中的现有机制无法回避的问题，对Intern

2、et的进一步发展形成挑战。实际上，这些问题基本都可以归结为如何更有效地解决网络资源的分配问题，也即网络资源分配优化问题。1．1．2当前Internet网络资源分配机制存在的缺陷当前的Intemet资源分配机制己不适应网络资源相对稀缺、服务多样化、资源分布化和应用商业化的发展趋势。目前的Intemet的资源分配是通过用户端的流量控制和网络上路由器的控制机制综合作用来实现的。在用户端，利用TCP进行端到端、分布式的流量控制。对于TCP算法来说，其原理是通过减少源发送速率来控制拥塞。为了在拥塞情况下提供好的服务质量，必须通过使部分用户停止使用网络来减少用

3、户的需求。尽管现有拥塞控制策略保证了网络的稳定性，但它并没有能力减少用户的需求，这并不能满足许多主动用户的需求，所以现有拥塞控制并不能保证用户的服务质量。而路由器的功能主要局限在寻找路由上，并不主动参与网络资源分配，也不对单个业务流的流量进行控制【3JJ。对于拥塞控制，路由器通常采用先进先出的分组调度和尾丢弃的缓存管理算法。在非拥塞情况下，所有通过同一条链路的网络连接会获得近似公平的网络带宽。但在拥塞情况下，各网络连接的端到端时延和数据包丢失率迅速增加，网络带宽也不能保证在各连接之间公平分配，这最终会使得各网络连接的性能同时下降。随着Intemet

4、网络运作呈现出商业化特性，网络出现服务多样化需求，越来越多的用户和ISP要求Intemet提供更多的多媒体业务，与传统业务相比，其对服务质量的要求更高，如通信质量有保证的服务、在不同的业务间服务质量有差异的区分服务、更强有力的QoS保障等。因而，IP网络上承载的通信业务除了在数量上持续快速地增长外，其构成也在沿着多样化的方向演进，己成为包括基于TCP／IP的数据业务和多媒体与实时业务在内的综合业务量，这就对网络资源分配的研究提出了新的挑战，必须思考的是，如何应对由于用户对网络资源的总需求大大超过网络的供给，网络资源己成为一种典型的稀缺资源的问题：如

5、何应重庆邮电大学硕士论文第一章绔论对由于不同的业务之间、不同的用户之间对网络资源的需求存在很大的差异，征它们之间均分资源既不公平也无效率的问题；如何应对由于业务的多元化导致的用户的多元化和网络的商业化带来的不同的用户之间、用户与网络(ISP)之间在网络资源分配的问题上必然存在的利益冲突问题。那种完全依靠用户间的台作来实现分配策略是不现实的，所以分配策略的制定必然成为一个关键的问题。新的网络发展背景为网络资源优化分配问题研究赋予了新的内涵。资源利用率己不再是资源分配唯一的优化对象，用户满意度、系统效益等要素在优化分配过程中必须加以考虑。网络业务的多元

6、化和用户群体的多元化需要ISP能够有效公平地分配网络资源。应该探求新的资源分配方法，使网络系统能够在兼顾服务质量保证的前提下，最大化用户满意度，达到资源最适度配置，避免网络的拥塞。1．2网络资源分配问题的研究现状和发展1．2．1网络资源分配的两种手段网络资源分配主要有两种手段：通过工程控制方法来主动地分配网络资源，通过计费的手段给用户提供货币激励，使之合理地利用网络资源【51。1．网络资源分配的工程控制方法网络本身要参与到拥塞控制中去，主动地进行资源分配己成为一个不可回避的研究方向。因而，出现了以IntServ与DittServ为代表的端到端QoS

7、保障机制，使网络具有了在不同的业务流之间分配稀缺资源的能力，为不同于均分的其他分配策略在Internet上实现提供了技术上的保证【6】。但这些技术本身并不能提供什么是最优的分配策略。传统的机制如先来先服务，按优先级分配，按业务类型分配等从根本上讲都是有缺陷的[3,41：1)先来先服务没有解决同时到达的服务请求有冲突时该如何分配的问题，更重要的是它会鼓励用户在没有通信业务的时候也提出服务请求，以免在有通信业务的时候没有发送的机会：2)按优先级分配没有解决优先级本身应当如何在用户中分配的问题：3)按业务类型分配在技术实现上有困难：Internet的分层

8、体系结构使得应用层信息在网络层完全被屏蔽掉，网络无法知道用户的应用类型，也不能指望用户真实地报告这一信息。更重要的是按业务