PFWRR:能实现比例公平的增强型WRR

为了实现比例公平原则,在加权轮循调度(WRR)算法的基础上提出了比例公平WRR调度算法——PFWRR.PFWRR依据各队列的平均分组到达率,调整各队列的调度权值,从而在当队列长度小于等于缓冲长度时,保证各队列的平均分组排队时延符合给定比例;当队列长度大于缓冲时,保证各队列的平均分组丢失率符合给定比例.PFWRR的计算负荷是合理的,因为它仅当系统超载且平均分组到达率发生变化时,才调整各队列的服务率.实测性能显示:当系统超载且不出现分组丢失时,PFWRR实现了比例平均分组排队时延保证,当系统出现分组丢失时,PFWRR实现了比例平均分组丢失率保证.     

支持区分服务的自适应队列调度管理

队列调度是网络中间节点（路由器和交换机）用来支持不同的服务质量所采用的关键机制之一。讨论了DiffServ模型下的WRR算法和DWRR算法，并在DWRR基础上提出一种针对实时多媒体业务的调度算法（ADWRR），同时描述了该算法的实现过程。该算法根据各队列的延迟指数（DI）来动态调整队列的调度次序。AWDRR算法能够降低实时多媒体业务的端对端时延和传输时延抖动，能为实时多媒体业务提供更好的QoS保证。     

多优先级主动队列管理算法研究

主动队列管理算法是区分服务模型能够实现IP服务质量的重要技术之一.针对区分服务现有主动队列算法中参数设置、时延抖动等不足之处,结合自适应RED算法(Adaptive RED),基于优先级和公平性的PFRIO算法(RIO based on Priority and Fair)和Gentle-RED三种算法的优点,提出了一种适合区分服务模型的自适应多优先级主动队列管理算法(Active Queue Management, AQM)-APRED-G.仿真结果表明,该算法不但保护了高优先级数据分组同时兼顾了低优先级数据分组,而且解决了参数设置敏感和时延稳定问题,也降低了平均分组丢失率.     

基于网络处理器的紧急度轮循分组调度算法

描述了紧急度轮循分组调度算法和基于网络处理器高效的实现方法。基于紧急度的分组调度算法尽可能选出当前各流中最需要被服务的队列。在Intel IXP2400网络处理器实现中采用多层次位向量和紧急度索引表等特殊的方式以提高系统的效率。最后与传统的RR和WRR比较，给出了算法的仿真结果，并对算法将来的扩展进行了展望。     

基于ABR业务的自适应广义预测流量控制策略

针对ABR业务传输存在大时延的情况，设计了一种自适应广义预测（GPC）流量控制器；该算法实现简单，适合计算机控制系统实现．在大时延ATM网络中具有实际应用价值；仿真结果表明，该算法能够快速有效地调节ABR分组发送速率和缓冲区排队队列。提高链路利用率，有效地克服了时延影响。     

交换控制芯片中队列调度算法的研究

在分析队列调度的3种常用算法基础上，研究了加权循环（WRR）算法在交换控制芯片中的应用，采用两级优先级队列提供质量服务（QoS）功能，用加权系数分配带宽。仿真结果表明，WRR算法占用资源少，能较好地支持QoS服务。     

虚系统防火墙中处理器资源分配方案

为了有效地解决虚系统防火墙中处理器资源分配问题,提出一个基于阈值触发的PQ与WRR队列结合的处理器资源分配方案.为每个虚系统设置一个软件队列,通过对各虚系统的软件队列调度来实现处理器资源在各虚系统中的按需分配.软件队列之间采用WRR算法实现了高效率的基于权重的调度,硬件队列和软件队列之间采用了动态优先级的调度算法,设置调度触发阁值,降低了调度方案引入的性能损失.测试数据表明,该方案引入的性能损失很低,且处理器资源在各虚系统中得到了按需调度.     

WRR算法在多类别实时数据流调度中的优化

随着融合型网络的发展,服务质量(包括可用带宽、端到端的时延、抖动和丢包率)对一些实时数据流应用(语音流、视频流等)越来越重要。由于传统的WRR算法只能满足各个应用队列的公平性要求,而不能保证多类别实时数据的低时延和低抖动性要求,所以本文在WRR算法的基础上提出了BSTL-RR调度算法,此算法运用了二层循环和借用时隙的两个思想。BSTLRR调度算法不仅在调度低时延和低抖动的多类别实时数据流帧方面要优于WRR调度算法,而且在一定程度上也保证了各优先级队列调度上的公平性。     

自适应PI主动队列管理算法

主动队列管理是一个非常活跃的研究领域,相对于丢尾算法,AQM(active queue management)能够提供更短的平均队列延迟和更高的带宽利用率.虽然PI(proporrional integral)主动队列管理算法的性能优于RED(random early detection)算法,但是PI算法的收敛速度比较慢.以PI算法为基础提出了一种自适应PI算法API(adaptive proportional integral).API通过实时测量链路的报文丢失率,获得当前的负载信息,然后动态设置PI算法中的有关参数.通过ns-2模拟表明,相对于PI及其改进算法PIP(proportional integral based series compensation and position feedback compensation),API具有更快的收敛速度和更小的队列抖动.     

PFED:一种基于预测的公平的主动队列管理算法

对多个著名的主动队列管理算法进行了深入的理论分析和实验比较，对它们的优点和不足进行了总结，并在此基础上提出了一种新的主动队列管理算法PFED（prediction-based fair early drop）．PFED的主要目标是：①通过对流量较为精确的预测，结合对分组丢弃概率更为合理的计算，将队列长度的变化稳定在一个理想的水平；②对非响应流实施有效的惩罚，提高算法的公平性；③通过合理的分组丢弃将队列（分组）的到达速率控制在链路的服务速率之下．仿真实验表明，PFED很好地实现了上述3个目标．     

高速路由器中一种有效的组播交换排队机制

许多Internet新业务产生的网络流量都属于组播类型．高速路由器中组播交换队列设计是解决组播数据在复杂网络中有效传输的关键问题之一．理想情况下，为保证服务的公平性及有效性，不应该在排队和调度时对组播和单播人为地进行区分．在二者共存的情况下，如何进行公平地排队、交换是亟待解决的问题．基于共享存储交换结构，提出了一种有效的组播交换队列设计方案，同时提供了相应的与组播比例和平均扇出相关的缓存管理机制和队列调度算法．仿真结果表明，与在Cisco高端路由器中广泛应用的ESLIP设计方案相比，在输入负载大于80％的重负载环境中，该系统能够获得更低的平均时延和更小的系统丢包率．     

区分服务网络中主动队列管理算法

现有区分服务网络的保证转发服务可提供稳定的带宽保证,但缺乏保证时延和分组丢失性能的有效方案.基于对RIO队列的稳态性能分析,提出两种自适应调整控制策略的主动队列管理算法(ARIO-D和ARIO-L).仿真结果表明,这两种算法在保持RIO算法带宽保证能力的同时,还可以提供稳定的和可区分的时延和分组丢失性能.采用ARIO-D和ARIO-L的保证转发服务可以为多媒体流量提供多种服务质量的定量保证.     

动态调整调度配额的TCSN调度算法*

针对列车控制与服务网（TCSN）的区分服务需求,进行了调度算法研究,提出了一种基于动态调整调度配额的算法DWDRR。该算法在原有的WDRR（加权差额轮询算法）算法基础上增加了调度配额的计算,并根据队列的数据流量到达率、时延优先级、丢包优先级和网络的当前状况综合地决定各个队列的调度配额,实现比例公平的调度。并通过仿真分析证明该调度算法可以根据各队列在不同网络状态下流量到达率、优先级动态地决定队列的调度配额,从而满足TCSN根据不同到达率、优先级进行区分服务的需求。     

A proportional fairness scheduling for wireless sensor networks

This paper describes a packet scheduling algorithm for wireless sensor networks (WSNs) that meets the proportional fairness principle. Based on the weighted round-robin strategy, the proposed scheduling algorithm allocates a different service quota to different traffic according to the average packet arrival rate. This guarantees proportional fairness in terms of the average packet delivery delay and the average packet loss ratio. Since the scheduling algorithm does not perform high-load operations such as time stamping and sorting, it can be implemented easily and is suitable for resource-limited WSNs. The proposed scheduling algorithm is tested in a WSN and is found to guarantee the proportional fairness of the average packet delivery delay when this is used as the performance metric, and to realize proportional fairness in the average packet loss ratio when all the queues are overflowing and the average packet loss ratio is used as the performance metric.     

Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

The Weighted Fair Queuing (WFQ) scheduler has been closely studied due to its desirable properties of bandwidth guarantee and bounded delay. However, the queuing delay bound of a communication session is tightly coupled with the session's allocated service share. To receive a low queuing delay, a session must reserve a high share. In this paper, we study a new fair queuing algorithm called Priority-based Weighted Fair Queuing (PWFQ). PWFQ combines a session's allocated share to achieve the bandwidth guarantee and the session's priority to adjust the delay bound inside a sliding window. The new algorithm decouples the delay from the service share so that a session with a low share but a high priority may still receive a small delay. We analyze the worst-case delay bound of PWFQ and propose a simple algorithm to assign session priorities.     

基于两次丢包策略的主动队列管理算法研究

针对网络拥塞现象,基于两次丢包方法建立了一种新的主动队列管理算法TDPQW。该算法利用M/G/1排队模型推导了实际队列长度和等待时间的数学表达式,以此提出在队列头部和队中随机位置进行丢包的策略。同时,通过仿真实验对比分析了该算法与RED、DROP-TAIL算法的性能,结果表明TDPQW具有较好的适应性。     

非强占有限优先权M/G/1排队系统

针对部分数据帧有完全优先权发送的计算机网络数据服务系统存在的网络拥塞风险问题,提出了一种非强占有限优先权M/G/1排队系统模型的方法。该系统模型引入控制完全优先权的参数n,使得数据帧的完全优先权变成有限优先权,考虑了不同优先级队伍之间的公平性,降低了计算机网络数据服务系统拥塞的风险,使得网络系统在有限优先权下有较好的稳定性。在模型研究中,运用全概率拆解方法获得各级队伍平均等待时间、平均逗留时间和平均队长的理论结果。对模型采用Matlab 2010a软件实验仿真,实验得到的各级队伍平均等待时间和理论平均等待时间的平均绝对误差为0.951%。实验中,有限优先权条件下各级顾客的平均等待时间比值显著小于完全优先权条件下各级顾客的平均等待时间比值。实验结果表明对非强占有限优先权M/G/1排队系统模型研究的理论结果是正确的,该模型具有更稳定的系统特性。     

DiffServ中基于优先级的队列调度算法

为了提高DWRR算法的时延性能及应对突发流的能力,文中结合比例时延区分服务模型,在DWRR算法的基础上提出了一种能够体现优先级的队列调度算法-PDDRR。该算法的控制目标是保证各业务流的平均排队时延在无突发业务流时维持在给定的比率,而在应对突发流时忽略时延的比例公平原则,根据网络实时负载动态地调整各队列的权值,合理地分配资源。仿真结果表明,算法不仅能实现不同优先级业务的时延区分,而且在业务流突发时为各等级业务提供服务质量保证。     

一种采用VOQ的RPR数据发送方案设计

针对IEEE802.17标准建议的数据发送方案在发送数据时,会出现头阻塞,降低RPR的带宽利用率的不足,设计了一种新的数据发送方案,采用基于TTL的虚拟输出队列作为待发送数据的缓冲队列,用基于数据流的数据发送方法来确定满足发送要求的虚拟输出队列,对满足要求的队列用基于帧的动态加权轮询调度算法进行调度。仿真结果表明,新方案有效地克服了头阻塞问题,保证了各个数据流的公平性,能极大地发挥弹性分组环的空间复用功能。     

一种维序的基于组合输入输出排队的并行交换结构

提出一种按序排队(in-order queuing,简称IOQ)PPS体系结构,通过在分流控制器引入固定尺寸的缓冲区,实现负载在每个交换平面的均匀分配;中间层组合输入输出排队(combined input-and-output queuing,简称CIOQ)交换平面受控于中央调度器,在每个时间槽(timeslot),中央调度器将同一种匹配实施到每一个交换平面,称之为同步调度策略.可以证明,在该体系结构下,轮询(round robin)分派算法配合同步调度策略可以保证同一条流的信元按序从交换平面读出.进一步提出了严格最长队列优先同步调度算法,极大地减少了中央调度器需要维护的状态信息和信元重定序开销.与目前主流的PPS设计相比,IOQPPS(in-order queuing parallel packet switch)实现机制简单,易于硬件实现.模拟结果表明,IOQPPS具有最优的延迟性能.