网络流量控制若干关键技术研究

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1、吨7694"／9後旦大擎学校代码：1_0246学号：On021411博士学位论文网络流量控制若干关键技术研究院专姓系：业：名：指导教师：完成日期：计算机科学与工程系计算机应用技术刘岩高传善教授2004年10月26日未经作密、景师向意勿垒支公穗握皇上擎博士学位论立·网络流量控制若千关键技术研究第1负网络流量控制若干关键技术研究摘要随着互联网络的飞速发展，给网络系统的正常运行带来了～系列的问题，其中最突出的是由网络流量过大引发的网络拥塞。与此同时，互联网络所提供的服务日益多样化和复杂化，作为承载服务的基础，对网络流

2、量进行智能化的控制显得日益重要。网络流量特性可以充分体现承载网络的性能特性，因此本文以对网络流量特性的研究为出发点，对网络流量控制相关的一系列关键技术进行研究。本文在对网络流量特性进行系统研究的基础之上，尝试从理论上分析了TCP拥塞控制机制与网络流量自相似特性之间的关系，并通过模拟试验比较了自相似性与丢失率、重传初值以及链路延迟的不同关系。对于网络流量特性的刻画以及网络流量特性原因的探讨，都应当以网络流量控制为最终目标。为了方便流量控制模型的建立，本文首先对典型TCP流的流量特性进行分析，通过理论推导得到网络流

3、量的控制模型，并进一步研究在此模型基础上的控制器设计，引入预测控制模型设计流量控制器，并给出了模拟的流量控制器实现。在此基础上，本文进一步研究了下～代智能网络中控制平面待解决的关键技术。本文有所创新的主要方面如下：首先，系统分析了网络流量特性，在前人研究的基础上，总结了网络流量自相似特性成因的可能解释，并分析了这些解释的出发点和合理性。并进一步讨论了TCP／IP协议与TCP流自相似特性的关系，从理论上分析了TCP拥塞控制机制本身会导致TCP流自相似特性的原因，通过模拟实验证明了TCP流分形程度与丢失率及超时重传

4、的直接关系。其次，在上述理论分析的基础上，进一步从控制论的角度对TCP拥塞控制机制进行分析。认为主动队列管理问题可以看作一个控制器设计问题，可以引入经典／现代控制论的基本原理进行模型建立和分析。考虑到网络流量的复杂性，本文提出了一种基于预测的流量控制模型。考虑到网络流量控制实际实现可能遇到的问题，本文提出了一种在服务层叠网中动态配置带宽的改进算法。第三，研究了下一代智能光网络中实现流量工程的可能性与必要性，研究了智能光网络控制平面设计的待解决关键问题，针对IP业务量不确定性对带宽动态配置的要求，提出了一种混合式

5、的流量工程解决方案。最后，，本文在对RSVP-TE进行扩展的基础之上，提出了一种动态标记优先槿蕈上擎博上学位论文-网络流量控制若千关键技术研究第2负级策略，通过不同的预留算法对标记集中的标记对象进行分级，在节点中尽量预留可用的标记或者优先级相对高的标记，以有效降低和避免反向波长请求阻塞。关键词：网络流量控制、智能光网络、预测控制、网络性能在算上擎博t学位论文·网络流量控制若十关键技术研究第3负ResearchontheKeyTechnologiesofNetwork7n．afncControlABSTRACTW

6、ichtherapiddevelopmentofinterconnectednetworksandIntemetapplications．therearemoreandmoreproblemsbrou【ghtupinnetworksystems．Themosturgentoneoftheseproblemsisthenetworkcongestionduetoheavynetworktraffic．ServericesprovidedbytheInternetbecomemoreandmorecomplexty

7、,whichrequirestheSPstocontrolthenetworktrafficmoreintelligent．TherearestillmanyproblemstosolveinordertocapturethedynamiccharactariticsoftheIntemet．Thispaperbeginswiththeresearchonnetworktrafilecharactariticsbecausewhichcanfullyreflecttheinteractionwiththenet

8、work．ThenthekeytechnologicsofnetworktraffiCcontr01arediscussedindetails．ThispaperadoptsthesciencemethodologyinInternettrafficengineeringtoexploretheInteractperformance．Wetrytoanalysistherelation