基于效用最优化的多路径网络资源公平分配.pdf

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1、第37卷第2期计算机学报Vo1．37No．22014年2月CHINESEJOURNAIOFC()MPUTERSFeb．2014基于效用最优化的多路径网络资源公平分配李世勇”宋飞孙微”张宏科(燕山大学经济管理学院河北秦皇岛066004)(北京交通大学电子信息工程学院北京摘要网络资源最优分配除了要提高资源的利用率外，还应该实现面向服务、以用户为中心的资源分配目标，从而达到网络资源的公平分配，最大程度的满足用户的满意度．为了实现上述分配目标，文中考虑了多路径网络的资源公平分配问题，将多路径网络效用最大化模型分解为3个独立的子问题，而每个子问题其实对应于互联网体

2、系结构的一层，并阐述了各个子问题的经济学含义．分析了用户所支付的价格和路径所收取的价格之间的关系，并提出了一类流量控制算法，通过该算法可以得到网络资源的最优公平分配．同时，考虑了算法在实际网络中的具体实现，并提出了基于窗口的流量控制机制．关键词多路径网络；资源分配；公平性；流量控制；效用中图法分类号TP393DOI号10．3724／SP．J．1016．2014．00423FairResourceAllocationinMultipathNetworksBasedonUtilityOptimizationLIShi—Yong，SONGFeiSUNWei”Z

3、HANGHong—Ke”(SchoolofEconomicsandManagement，YanshanUniversity，Qinhuangdao，Hebei066004)(SchoolofElectronicandInformationEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044)AbstractAsforoptimalresourceallocationinnetworks，resourceusageefficiencyshouldbeim—proved，andmoreimportantly，

4、theoptimumwithservice—orientedanduser—centralizedobjectiveshouldalsobeachieved，SOthattheusers’satisfactioncanbeattainedattheoptimalfairresourceallocation．Inordertoobtaintheobjective，thispaperconsidersfairresourceallocationinmul—tipathnetworks．Threeindependentsub—problemsarederive

5、dfromtheresourceallocationmodelformultipathnetworksandinterpretedfromaneconomicpointofview，ofwhicheachcorrespondstotheobjectiveofonelayerintheInternet．Therelationshipbetweenthepriceschargedbypathsandthosepaidbyusersisanalyzed，andanovelrate—basedflowcontrolalgorithmisproposed，whic

6、hcanachievetheoptimumwithinreasonableconvergencetimes．Asfortheend—to—endimplementationinInternet，awindow—basedflowcontrolmechanismisalsopresentedsinceitismoreconvenienttoimplementthanrate—basedflowcontro1．Keywordsmultipathnetworks；resourceallocation；fairness；flowcontrol；utility收稿

7、日期：2011-0418；最终修改稿收到日期：20131O2o．本课题得到囝家自然科学基金(71301139，7u01124，61301081，61232017)、教育部人文社会科学研究项目(12YJC790101)、河北省自然科学基金(F2013203136，G2012203068)、高等学校博士学科点专项科研基金(20120009120005，20131333120001)资助．李世勇，男，l982年生，博士，主要研究方向为网络资源分配、互联网体系架构、随机服务与运作管理．Email：shiyongli@ysu．edu．cn．宋飞，男，1983年生，

8、博士，副教授，主要研究方向为互联网体系架构、网络性能评估．孙微，女，1982年生