基于NS-2的网络分组调度与控制性能分析

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1、摘要摘要随着网络技术的飞速发展，网络中的应用业务类型变得多样化。传统的网络业务主要集中在网页浏览、电子邮件和FTP等对时延要求不敏感的业务上，但如今的网络世界中，产生了大量实时性要求很高的业务类型，如网络电话、视像会议、电子商务、流媒体点播等。传统网络“尽力而为"的服务类型已经不能满足现今复杂多变的业务类型需求。为了给客户提供更优质的网络服务，服务质量(QoS)技术应运而生。QoS的控制机制由于能够为网络提供服务质量保证而成为现今网络的核心技术之一。拥塞控制技术和分组调度技术是为网络提供QoS保证的两项重要措

2、施，也是QoS控制机制当中的关键技术。拥塞是一种持续过载的网络状态，此时用户对网络资源(包括链路带宽、存储空间和处理器处理能力等)的需求超过了其固有的容量。就Internet的体系结构而言，拥塞的发生是其固有的属性。这是由于互联网中的各类数据流都具有突发性的特征，使得网络环境非常复杂。拥塞崩溃的发生会导致网络中的传输时延和吞吐量等QoS性能指标严重下降，严重影响用户正常使用网络。可见，拥塞控制技术对保证OoS有极其重要的意义。拥塞控制技术中以主动队列管理(ActiveQueueManagement，AQM)算

3、法的研究为主。在众多AQM算法当中，以F1oyd提出的随机早期检测(RandomEarlyDetection，RED)算法最为著名。其后，许多学者在此算法基础上提出了一系列的改进算法。为了检验改进算法的性能，本文通过网络仿真软件NS-2搭建网络仿真平台，对几种拥塞控制算法进行了一系列比较实验，并对其部分QoS性能指标进行了统计分析。在Internet中，各个客户端的业务类型对QoS的需求各异。分组调度技术则正好满足了网络中不同业务类型的QoS要求，如链路带宽、数据包的时延、时延抖动、不同的优先级的服务等。因此

4、，分组调度技术对实现网络的QoS有着极其重要的意义。本文在分组调度算法中较为著广东T业大学硕十学位论文名的改进的最坏状况加权公平队列(Worst—caseFairWeightedFairQueuingplus，WF2Q+)算法基础上，提出了两种新颖的分组调度方法：1．基于短时公平性的分组反馈调度方法。算法将反馈控制理论引入WF2Q+算法的改进当中，以系统获得的服务量为反馈信息，得到了一种能更好地实现系统短时公平性的调度方法。2．基于模糊控制的分组反馈调度方法。算法把模糊控制理论引入到WF2Q+算法的改进当中，

5、提供了对信道不良用户的补偿机制，使算法能够应用于无线网络环境当中。关键词：拥塞控制；分组调度；WF2Q+；短时公平性：模糊控制IIABSTRACTABSTRACTAsthenetworktechnologygrowsrapidly,applicationtypesofnetworksbecomeverydiverse．Thetraditionalnetworkapplicationsmainlyfocusonapplicationswhichrequirenosensitivedelayrequirement

6、ssuchaswebsitebrowsing，E—mailandFTP；however，intheinternetworldnowadaysappearsplentyapplicationsthatcallingforreal-timeperformance，forexample，networkingtelephone，videoconference，electroniccommerceaswellasstreamingmediaVOD．Therefore，the”best—efrort”serviceoff

7、eredbytraditionalnetworkhasfailedinreachingthecurrentapplicationdemandsofmuchcomplicationanddiverseness．Inordertoprovidebetternetworkserviceforusers，QoStechniqueisinvented．Becauseitscontrolmechanismscouldinsuretheservicequality，thusQoStechniquehasbecomeoneo

8、fthecorenetworktechniquestoday．AndCongestionContr01TechniquesandPacketSchedulingTechniquesarethetwoimportantmeasuresingivingtheQoSinsurance，andalso，theyaretheessentialtechniqueofQoS’Scontrolmechanisms．