WFQ与WRR调度算法的性能分析与改进

不同类别的业务对时延及时延抖动的要求是不同的,为了满足不同业务的服务质量(QoS),选择一种合适的队列调度算法至关重要. 研究了分组长度对WRR及WFQ算法公平性以及时延性能的影响,并提出了一种基于分组长度及队列权重的改进型WRR算法——enhanced-WRR. 仿真结果表明,当分组长度相同时,WRR与WFQ的时延性能几乎一致;当分组长度不同时,WRR算法不能保证高优先级队列的时延要求,而E-WRR算法的时延性能逼近WFQ算法,能很好地保证高优先级队列的时延要求,并且极大降低了算法复杂度.      

基于优先级带宽保证和权值改进的WFQ算法研究

随着网络不断发展,实时性高的多媒体应用对网络提出更高的QoS需求.在分析加权公平排队WFQ算法在链路拥堵时不能保证低速率实时业务流要求及突发业务流时延迟加大,信号吞吐量低和误码率高等缺陷情况下,提出SRWFQ算法,引入优先级带宽保证和权值调整两项因子,经过NS-2网络仿真器在时延、网络吞吐量和丢包率QoS参数方面对两种算法进行仿真比较,通过仿真分析表明,SRWFQ改进算法能很好地支持实时业务流.     

DS-TE网络中新的LSP抢占策略

抢占是DS-TE网络中带宽分配和管理的一个重要策略.引入目前主流的抢占算法:V-PREPT算法,分析了该算法的优缺点.针对V-PREPT算法的不足,提出了新的最优化带宽算法:Optim-Bandwidth算法.Optim-Band-width算法充分考虑了带宽资源,通过采用层次逼近规则来提高对带宽抢占的约束程度,有效地规避了V-PREPT算法近似最优化的误差问题,从而在保证高优先级业务的QoS的同时,优化发生抢占时网络的性能.     

一种基于多信道统计的Ad Hoc网络MAC层协议

针对现代战场对新型数据链提高实时精确打击能力,在网络高负载时传输低延时的要求,以Ad Hoc网络为基础,其相应MAC层提出了一种基于多信道优先级统计的算法(PSMC).协议采用将优先级阈值与信道统计作对比的方式,判定数据是否发送.同时采用时槽、信元等机制保障数据发送的可靠性.PSMC协议能够保证数据的成功发送延时维持在极低水平,较好地满足各优先级业务的QoS,尤其对较高优先级的业务提供了实时、安全的保障；较之经典的ALOHA、Slotted ALOHA协议,结果表明PSMC协议可以承载较大的流量负荷,保证较高的吞吐量,甚至在网络超载的情况下,通过截流的方式仍然能够保障整个网络系统继续工作,不至于快速崩溃.     

权重优化的WFQ算法分析

针对传统WFQ算法在链路拥塞及突发数据流时的不足,提出了一种权重优化的WFQ算法。该算法通过优先判别器对输入业物流进行预约带宽与实际需求带宽的实时对比分析,并对大带宽需求业物流进行属性分类;接着,在中心控制模块对进入调度器的业务流进行流量控制,通过改变实时业务的带宽权值,缓和突发性业务流,缩短系统时延。仿真结果表明,该算法在时延、抖动、丢包率和吞吐量四个方面都优于传统的WFQ算法。     

面向以太无源光网的支持流量预测与预分配机制的动态带宽分配算法

提出了一种支持流量预测与预分配机制的动态带宽分配算法(DBA),能够对高优先级业务进行流量预测,并根据预测结果预先分配带宽,以避免“T 2”排队延时.同时,为了提高信道利用率,还引入了预测修正机制,一旦出现带宽剩余现象,就从下一周期开始对预测流量作进一步修正,使其更加逼近真实流量.仿真实验显示,该算法优于现有的DBA算法,不仅能够满足高优先级业务的延时要求,而且有效控制了低优先级业务延时异常现象的发生.     

自相似实时业务的最优带宽

基于等效带宽,提出了最优带宽的概念,并针对自相似业务,给出了能够同时保证分组丢失概率和最大延时的自相似业务的最优带宽计算方法,该算法能够得到满足QoS（Quality of Service）要求的最小等效带宽。仿真实验证明了该算法的有效性。     

一种新的星座网络多业务类QoS路由算法

针对多媒体业务具有不同QoS要求的问题,提出了一种新的多业务类QoS星座网络路由算法,其目标是在保证高优先级业务性能的同时,提高低优先级业务的性能,从而高效利用网络整体资源.该算法以多种QoS要求和动态链路状态为依据,给出分类的链路代价.引入关键链路的概念,并将链路利用率、剩余带宽、期望负载结合起来定义分类的关键链路代价增量,尽可能减少业务类之间的影响,合理分配网络资源.通过VC和Matlab混合编程建立卫星网络和全球业务仿真环境,并对本文和其他三种路由算法进行仿真试验.结果表明,本文算法不仅保证了高优先级业务的平均路径时延、平均阻塞概率以及平均吞吐率,而且低优先级业务的以上性能具有显著提高,从而有效提高了网络负载均衡性和资源利用率.     

一种基于QoS的无线分组调度算法

提出了一种适用于无线网络的分组调度算法动态概率优先级(DynamicProbabilistic Priority,DPP)调度算法.DPP调度算法采用动态的优先级分配策略,满足了不同业务的QoS需求.另外,DPP算法在网络出现差错时,动态地调整带宽分配,使得网络中的带宽得到有效的利用,提高了系统的吞吐量,保证了算法的公平性.理论分析和仿真试验表明,在无线网络环境中,该算法具有更好的性能.     

MPLS网络中基于TeXCP的QoS路由算法

为了能在有严格带宽要求和有弹性带宽要求两种业务共存的MPLS（multi—protocol label switching）网络中提供动态负载均衡,提出了一种基于负载平衡算法——TeXCP（traffic engineering with explicit congestion control protocol）的QoS路由算法．该算法利用TeXCP的自动调节和平衡负载的能力将best effort业务调整到适当的路径上以满足高优先级QoS业务请求的带宽,同时避免了传统的快速重路由方法可能导致的网络拥塞问题．仿真结果表明,新算法能够集成两类业务需求,通过平衡瓶颈链路的利用率减小了网络的拥塞,在保证QoS业务带宽要求的同时,提高了网络的吞吐量．     

支持实时业务的队列调度机制与网络资源配置原则研究

分析了广为应用的WFQ调度机制的特点与局限性，提出了克服其局限性的方法；并针对WFQ存在的问题提出了WFQ改进算法，仿真验证了改进算法能显著改善实时业务的报文丢失率与网络传榆时延；给出了因特网支持实时业务的网络资源配置的一般原则，以供网络运营者参考。     

WLAN网络业务流分类与流速控制的实现

介绍了通过网络业务流的分类管理,保证实时业务流服务质量的为目的改善无线网络传输质量的驱动程序.其原理是对TCP数据报(非实时业务流)进行延迟,而不对UDP数据报(实时业务流)的传输进行流量控制.此外,通过监控数据包的发送延迟来判定网络上的带宽占用情况,并根据数据包发送延迟的变化设计相应的算法调整输出流量,以达到动态流量控制的目的.     

基于有限带宽的NCS模糊动态反馈调度算法研究

带宽受限是影响网络控制系统正常运行的一个重要因素。将模糊控制理论引入反馈控制实时调度框架体系。提出了基于有限带宽分配的模糊动态反馈调度算法。该算法综合考虑了系统中各控制回路的控制偏差和偏差变化率。通过动态调节各控制回路的优先级,在满足系统的实时性要求的同时,能使网络具有较好的服务质量。仿真结果证明了所设计的算法要优于EDF算法,能够更有效的提高网络控制系统的控制质量。     

低轨卫星通信信道分配策略

针对低轨卫星通信轨道高度低、运动速度快、切换频繁的特点以及业务类型和用户类型逐渐丰富的发展趋势,提出高业务量下基于差分进化算法的自适应信道预留策略,动态调整信道预留数目,保证高优先级用户的及时接入;低业务量时提出非预留信道分配方案,满足高优先级用户的理想带宽需求,充分利用系统的信道资源.小区信道全部被占用时,提出增强型排队策略,令暂时无法接入的用户加入排队序列,根据综合优先级依次接入,进一步提升用户体验和系统整体性能.实验证明,该方案可有效提高系统资源利用率,保障各类用户的体验,使系统整体服务质量更佳.     

一种合理共享空闲带宽的分组调度算法

随着计算机网络技术的发展，分组调度算法越来越受到广泛重视。提出了一种能够在交换机和路由器中合理共享输出链路空闲带宽的分组调度算法。该算法克服了目前分组调度算法对链路空闲带宽使用不合理的现象。它能够动态地寻找系统中存在的空闲带宽，并根据各个连接的实际需要公平合理地分配空闲带宽，从而能够在确保满足网络中所有业务时延的要求的同时有效地改善突发强度高的业务和尽力传送业务的时延性能。在衡量调度算法的各项指标（包括时延、公平性、复杂度）中，该算法都接近或达到了目前已知的最佳性能，理论分析和仿真结果表明，该算法是一种综合性能较理想的分组调度算法。     

异构无线网络融合的建模仿真与性能评估

结合IEEE 802.16和IEEE 802.11标准实现移动互联网的接入,设计一种将WiMAX作为Wi-Fi回程支持的异构无线网络融合模型.利用OPNET仿真工具进行建模,采用自相似Pareto分布生成实时、非实时业务的网络流量,并根据不同应用的优先级需求,得出异构无线网络中相应业务的最优配置.分析结果表明:该融合模型与传统模型相比,不仅在实时和非实时业务上的时延抖动和响应时间更优,而且能满足异构无线网络对VoIP,HTTP和FTP等应用的服务质量(QoS)需求.     

软件定义网络中基于优先级的在线流调度策略

为了保证服务质量(quality of service, QoS),进入网络中的数据流可被赋予不同的优先级。在未来到达流请求信息未到达的情况下,进行在线优先级流调度,以最大化网络吞吐量是一项挑战。基于网络带宽资源、请求流的优先级和带宽需求的约束研究了软件定义网络(software defined networking, SDN)中的在线流请求调度策略。首先,提出了流路由成本和利润的概念,并创新性地设计了一个考虑边际成本的模型来描述链路资源和路由路径的使用成本。然后,将优先级流请求调度问题刻画为混合整数线性规划模型(mixed integer linear programming, MILP),提出在线优先级流调度算法(online priority traffic scheduling algorithm, OPTSA)来求解,最后分析了OPTSA的竞争比。仿真结果显示,与基准算法相比,所提出的算法可以确保网络负载均衡,同时有效提高网络的累积带宽和吞吐量。     

基于优先级队列的DDoS攻击防御方案设计

为了避免网络正常用户遭受分布式拒绝服务攻击,提出了一种基于优先级队列的抵御DDoS攻击的自适应调整方案。采用带宽分配策略把合法数据包以及可疑数据包分别分配到高优先级队列和低优先级队列,以保证正常用户的服务质量。通过实验部署进行仿真设计,将基于优先级队列的DDoS攻击防御方案与基于传统去尾模式的DDoS攻击防御方案进行比较,证明改进的方案可以有效地减少来自DoS和DDoS攻击的恶意数据包流量,能为合法用户发送数据包提供平稳的带宽。