Internet课程3-网络控制QoS路由与多径路由第三层交换课件.ppt

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1、第三部分章节§6网络控制6.1网络演算理论与应用6.2综合服务与区分服务6.3拥塞控制策略6.4分组调度策略6.5缓存管理策略§7第三层交换7.1报文到报文交换7.2流交换7.3多协议标记交换§8QoS路由与多径路由8.1QoS路由技术8.2多径路由技术第六章网络控制网络QoS：包括网络性能、可用性、可靠性和安全性。QoS参数：带宽/吞吐量、时延/时延抖动、分组丢失率。QoS级别：确定性保证级、概率性保证级、平均时间的保证级。QoS控制空间：由空间维（控制粒度、控制状态携带者、控制位置）和时间维（控制时间粒度）组成。网络控制时间粒度：1）分组。工作于这个粒度的有流

2、量调节、队列管理、分组调度等机制；2）往返时间。工作于这个粒度的有拥塞控制和流量控制等机制；3）会话。工作于这个粒度的有准入控制、QoS路由、多径路由等；4）长期控制。工作于这个粒度的有流量工程、能力规划、服务定价等。网络控制（信息）粒度：1）单流，一般采用IP地址、端口号、协议类型等进行标识。2）流聚集，一般用网络前缀、服务类别等进行聚合与汇集。网络控制信息携带者：可以是路由器、分组。网络控制位置：端系统、网络边缘、网络内部。第六章网络控制6.1网络演算理论与应用网络演算确定网络演算，精确地求解性能边界的绝对值。统计网络演算，计算性能的概率或统计边界问题。确定网

3、络演算使用到达曲线和服务曲线两个基本工具；统计网络演算使用到达曲线和有效服务曲线两个基本工具。其主要应用研究：虚拟交换网络、保证服务网络和汇聚网络中的保证QoS控制、延迟规划、调度管理以及缓存分配策略等。6.1.1最小/大加代数传统代数结构：，其中R为实数，＋、×为加和乘运算。最小加代数结构：，其中符号分别为求最小运算（下确界Infimum，inf{}）和加法运算，满足：最大加代数结构：，其中符号分别为求最大运算（上确界Supremum，sup{}）和加法运算，且满足：第六章网络控制广义增函数：则f为广义增函数，定义F为广义增函数的集合。伪逆函数f-1：。最小加卷

4、积：；最大加卷积：。最小加反卷积：；最大加反卷积：。最大垂直距离：，。最大水平距离：，交换律：结合律：分配律：合成律：传递律：冲激函数：第六章网络控制6.1.2通信流体模型网络通信流可以用一段时间内通信网络所传输的数据量总和来表示。累积函数R(t)：在[0,t]时间内传输的数据量总和，且通信流体模型：在，R(t)是连续的，则R(t)为通信流体模型。网络节点R(t)R*(t)R(t)输入流的累积函数。R*(t)输出流的累计函数。对于一个无丢失系统（网络节点），在时刻t，积压数据：，即输入与输出量的差；节点时延：。第六章网络控制6.1.3到达曲线和服务曲线到达曲线将每

5、一个流的特性描述为该流在任意一个时间段，其突发特性满足一定约束条件的抽象。右图就是一个以为到达曲线的流的累计函数图形。其中，满足令牌桶约束，。积压上界定理：时延上界定理：。输出端流定理：。端到端有效服务曲线定理：。设为广义增函数，如果流的累计满足条件式，则为流R(t)的到达曲线。服务曲线为流经过网络节点调度后，满足一定约束条件的抽象。设为广义增函数，且即则为流R(t)经过网络节点后的输出曲线。利用通信流的到达曲线不仅可以描述单个通信流的行为特征，而且可以描述多个流的统计复用特性；利用服务曲线或有效服务曲线可以对单个节点或多个节点网络系统的处理特征（排队、调度过程）

6、进行描述。分类程序路由选择路由数据库路由协议预留协议准许控制管理代理分组调度器通信量控制数据库QoS排队尽力而为排队6.2综合服务IS和区分服务DS实现方式：IS体系结构中，应用提出QoS要求，网络预留所需的资源。DS体系结构中，应用给分组打QoS标记，网络根据标记提供服务。6.2.1ISA构件流的定义：由单个用户活动产生、具有同样QoS需求的分组构成的分组聚集。负责在端系统和“流”所经过路径上的路由器中维护特定流的状态信息，以提供与流要求相应的QoS服务。在所请求的QoS级别上，确定网络系统是否对新的流有足够的资源可以提供。负责修改通信量数据库和监督准许控制模块

7、，以便设置准许控制策略。对每一个流给出能够满足要求的、去往目的地的下一跳。将到达得分组映射为类（分类），即与一个流对应；查询该流的下一跳转发地址。为输出端口管理队列，决定排队分组的发送次序、丢弃原则等。第六章网络控制6.2.1.1ISA服务级别：保证服务受控服务尽力而为服务提供确定的服务速率；满足所需的网络时延上限；没有排队损失。在无其他竞争者时，可以尽可能多地获取网络资源；确保分组流中的大部分时延不超过最小下限；分组流中的大部分会成功交付。令牌桶通信规约：对一个流产生的负荷进行描述，确定流对资源的需求。桶容量大小b字节令牌速率rB/s所取速率xB/s桶当前占有量

8、信令：协商