一种按需分配的多路径传输分组调度算法

利用多路径传输协议,多宿主主机可以通过多条路径并行传输数据,从而有效提高系统的吞吐率和鲁棒性.但是由于不同路径在带宽、延迟和丢包率等方面存在差异,接收端必须缓存大量乱序到达的分组.数学分析表明,减少接收端的缓存开销有两条途径:一是最小化每条路径的发送队列中积压分组的数量,二是降低分组发送速率.由前者,提出依据每条路径的空闲发送窗口大小进行分组调度的算法SOD(Scheduling On Demand);由后者,提出利用窗口通告机制限制分组发送速率的流控方法.模拟实验结果表明:与现有算法相比,SOD的缓存开销最小;在接收端进行流控限制的情况下,SOD的吞吐率最大,并且在不同实验场景中性能表现稳定.     

A Demand Based Packet Scheduling Algorithm for Multipath Transfer

利用多路径传输协议,多宿主主机可以通过多条路径并行传输数据,从而有效提高系统的吞吐率和鲁棒性.但是由于不同路径在带宽、延迟和丢包率等方面存在差异,接收端必须缓存大量乱序到达的分组.数学分析表明,减少接收端的缓存开销有两条途径:一是最小化每条路径的发送队列中积压分组的数量,二是降低分组发送速率.由前者,提出依据每条路径的空闲发送窗口大小进行分组调度的算法SOD(Scheduling On Demand);由后者,提出利用窗口通告机制限制分组发送速率的流控方法.模拟实验结果表明:与现有算法相比,SOD的缓存开销最小;在接收端进行流控限制的情况下,SOD的吞吐率最大,并且在不同实验场景中性能表现稳定.     

主动队列管理算法性能分析通用仿真模型

主动队列管理算法提供因特网中网络拥塞规避和控制机制,是因特网中分组转发设备的重要功能模块。文章提出在网络仿真工具OPNET Modeler下搭建一种通用的网络仿真模型,通过该模型来对不同的主动队列管理算法进行性能评估和分析。通过对RED和LQD算法的仿真,表明了该模型的有效性和通用性。文章也给出了在该模型下实现新的队列管理算法的步骤。该模型为评估不同的主动队列管理算法提供了重要的平台,有助于下一代因特网路由器中缓存队列管理模块的设计。     

基于短包优先的动态阈值共享缓存管理策略的研究*

为了减小共享缓存管理分组交换系统的丢包率和流破坏率,本文提出了一种基于短包优先的动态阈值共享缓存管理策Sharing Buffer Managing Strategy of Dynamic Threshold Based on Short-Packet First（SPBDT）,交换设备中,所有分组共享同一缓存区。SPBDT策略的主要思想是用两个动态的门限控制缓存区中输出队列的长度,根据当前队列长度与当前门限的比较来判断新到达的包是接纳还是丢弃。仿真结果表明,与Dynamic Algorithm with Different Thresholds (DADT)策略相比,SPBDT策略在多入多出交换设备中体现了更低的丢包率和流破坏率。     

高吞吐量的核心无状态公平队列算法

提出了一种优化的核心无状态公平队列凋度算法(xCSFQ)，在CSFQ的基础上，根据缓冲区占用率和数据流到达速率决定丢包概率，缓存管理上采用基于CHOKC原理的机制进行缓存管理，解决了CSFQ链路利用率低的问题，提高了带宽在UDP流和TCP流之间分配的公平性，最后对算法进行了仿真分析。     

一种基于速率的公平队列管理算法

针对主动队列管理算法普遍存在的公平性问题,提出基于速率的公平队列管理算法RFED。该算法根据分组的到达速率调节丢包率,将队列的到达速率控制在链路的服务速率下,根据非响应流UDP数据包空间分布特点,对非响应流实施有效的惩罚,以保证不同数据流之间的公平。NS仿真实验表明,该算法在公平性、稳定性等方面效果良好,无需进行复杂的参数配置,容易在现有网络中实施。     

SSG中基于优先级自适应队列管理机制研究

为了保证业务选择网关个性化的服务性能,需要相应的队列管理机制具有多优先级等支持QoS控制的特性.通过分析WRR鲁棒性差、不能有效处理突发流的缺点,设计了自适应的加权轮循算法,并利用网络仿真软件NS2分析了算法性能.该算法基于动态部分缓冲共享和成比例轮询进行分组调度的思想,能够根据网络中的实际流量动态分配缓存和调整调度次数,提高了缓存利用率和算法鲁棒性.将其应用于业务选择网关中体现了有差别地服务要求.     

NARED:一种非线性自适应RED拥塞控制机制

分析了RED及其改进算法的原理和局限性，提出了一种非线性自适应RED拥塞控制机制．该算法利用一个高阶分组丢弃函数，在下限阈值附近以较低的概率标记丢弃分组，在上限阚值附近迅速提高分组的标记丢弃概率；其参数Pmax可依据平均队列和瞬时队列长度自适应调整，避免了静态参数设置的约束，并实现了从部分到全部标记丢弃分组的平滑化．实验仿真结果表明该算法有效提高了缓存区利用率，避免了缓存区的溢出，提高了网络的稳定性与可靠性．     

CSFQ算法分析与改进

核心无状态公平队列调度（CSVQ）算法提供了如同有状态网那样好的公平带宽分配，但它的丢包算法不适用于TCP流。针对TCP流的特点，对CSFQ算法进行如下改进：将缓存队列长度与丢包概率关联起来，用一种类似于RED（random early drop）缓存管理方法解决了缓存频繁溢出导致的一些问题；对TCP流的丢包率进行修正，使用多余带宽来转发TCP包，解决TCP流与UDP流的带宽分配公平性。仿真试验表明，新算法NEW-CSFQ更好地提供数据流公平的频宽共享，对突发流响应较原算法有所提高，且算法复杂度简单，容易在高速核心路由器上实现。     

一种新的基于补丁优先的流调度算法

通过对现有流调度算法的深入研究,提出了一种新的流媒体调度算法——补丁优先的最大等待队列算法。该算法依据请求等待队列的权重来选择服务队列,使系统获得效率和公平性之间的平衡。理论分析和仿真实验表明:与FCFS、MQL和MPQL算法相比,该算法有效减少了用户请求的撤消率、平均等待时间、不公平性,提高了系统的吞吐量,是一种有效的调度策略。     

HFC网络的缓冲区管理和分组调度联合算法

以HFC网络为背景,针对嵌入式设备的存储资源有限性、网络带宽有限性以及宽带网络中多业务流的特点,提出一种缓冲区管理和分组调度联合算法.该算法通过控制业务流队列长度和设置业务流优先级方程的方式来管理缓冲区和带宽的分配,使内存管理和分组调度协调配合,从而为不同类型的网络数据提供区分服务.通过测试,在本文的仿真设置下,当网络资源紧张时,使用该算法后,可以达到实时业务流的超时数据比未使用该算法时的超时数据少89.6%的效果;而非实时业务流也可以达到平均丢包率比不使用该算法时的平均丢包率低90%的效果.     

DiffServ模型中的多级主动缓冲管理算法

根据DiffServ模型实现的需要，在分析现有缓冲管理算法的基础上，提出了QPRED和VPRED多级主动缓冲管理算法，这两种算法在分组分类的粒度上提供了分级的缓冲管理能力，并将每一类分组的缓冲状态（缓冲字节数或缓冲平均队列长度）引入到了分组丢弃概率的计算中，同时结合优先级因子实现了类和类之间在优先级意义上的公平性，与现有的缓冲管理算法相比，QPRED和VPRED多级主动缓冲管理算法更适合于DiffServ模型的要求。     

QoS敏感的802.11e分组调度算法

分析并总结无线网络中基于QoS的分组调度算法,针对802.11e EDCA机制中多媒体数据分组调度的不公平问题,提出QoS敏感的802.11e数据分组调度算法.首先,根据不同数据业务延时敏感性需求,提出新的基于紧急度的数据分组调度指标.然后,在802.11e协议中根据业务流的紧急度,调整不同业务流所对应AC队列的参数,改变AC队列信道访问优先级,使紧急业务流有更多机会竞争到信道访问权.最后,进行大量仿真实验,实验结果验证了所提算法的有效性.     

一种快速的主动网络信包调度机制

针对主动网络执行主动代码，处理主动信包的特点，该文提出了一种多优先级最短信包优先调度机制。该机制的结构由包分类器、缓冲管理器、缓冲队列和队列调度器组成。包分类器根据预先约定的规则对接收到的信包进行分类；缓冲管理器按照优先级将信包分发到相应的队列，并根据该信包长度遵循从小到大的顺序插入到队列中相应的位置；缓冲队列缓冲存储信包；队列调度器在相对优先级和时延两个方面均进行控制。实验结果表明该调度机制符合主动网络的特点，能够对主动网络中的信包进行快速、有效地调度处理。     

Adaptive VoIP playout scheduling: assessing user satisfaction

Delay and packet loss dramatically affect the quality of voice-over-IP (VoIP) calls and depend on the playout buffer scheme implemented at the receiver. The choice of playout algorithm can't be based on statistical metrics without considering the perceived end-to-end conversational speech quality. The authors present a method for evaluating various playout algorithms that extends the E-model concept by estimating user satisfaction from time-varying transmission impairments. This article evaluates several playout algorithms and shows a correspondence between the authors' results and those obtained via statistical loss and delay metrics.     

Management of Multi-Queue Switches in QoS Networks

The concept of Quality of Service (QoS) networks has gained growing attention recently, as the traffic volume in the Internet constantly increases, and QoS guarantees are essential to ensure proper operation of most communication-based applications. A QoS switch serves m incoming queues by transmitting packets arriving to these queues through one output port, one packet per time step. Each packet is marked with a value indicating its priority in the network. Since the queues have bounded capacities and the rate of arriving packets can be much higher than the transmission rate, packets can be lost due to insufficient queue space. The goal is to maximize the total value of transmitted packets. This problem encapsulates two dependent questions: buffer management, namely which packets to admit into the queues, and scheduling, i.e. which queue to use for transmission in each time step. We use competitive analysis to study online switch performance in QoS-based networks. Specifically, we provide a novel generic technique that decouples the buffer management and scheduling problems. Our technique transforms any single-queue buffer management policy (preemptive or non-preemptive) to a scheduling and buffer management algorithm for our general m queues model, whose competitive ratio is at most twice the competitive ratio of the given buffer management policy. We use our technique to derive concrete algorithms for the general preemptive and non-preemptive cases, as well as for the interesting special cases of the 2-value model and the unit-value model. We also provide a 1.58-competitive randomized algorithm for the unit-value case. This case is interesting by itself since most current networks (e.g. IP networks) do not yet incorporate full QoS capabilities, and treat all packets equally.     

基于邻居信息交换的组播快速切换算法

切换延迟和丢包率是决定移动组播算法是否能够满足实时性组播应用要求的重要指标.提出了一种基于邻居信息交换的组播快速切换算法M-FMIPv6/NIE.在二层触发器事件发生之前,通过邻居接入路由器之间定时的信息交换,可以提前进行新转交地址的配置和请求加入组播树等操作.性能分析和仿真结果表明,M-FMIPv6/NIE的组播服务中断时间小于现有的组播快速切换算法,并且在缓存数量和丢包率等方面也具有较佳的性能.     

一种无线Ad Hoc网络动态混淆匿名算法

无线Ad Hoc网络的特殊性决定了它要受到多种网络攻击的威胁,现有的加密和鉴别机制无法解决流量分析攻击.在比较了抗流量分析的匿名技术基础上,提出混淆技术可以满足无线Ad Hoc网络的匿名需求,但现有的混淆算法在Ad Hoc网络下却存在安全与效率的问题.提出了一种动态混淆的RM(pseudo-random mix)算法,该算法主要对混淆器的管理部分进行重新设计.RM算法根据混淆缓冲区的情况进行决策,当缓冲区未满时采用时延转发方式,缓冲区满后采用随机数转发方式,这样既保证了无线Ad Hoc节点的匿名性,同时又解决了停等算法的丢包现象.对RM算法的安全性和效率进行了分析,仿真结果与理论分析相一致,表明RM算法在无线Ad Hoc网络下具有较好的自适应性和实用价值.     

基于用户分配和负载的频谱分配算法

提出了一种基于用户分配和负载的频谱分配算法.该算法包括两部分:用户分配子算法和频谱分配子算法.用户分配子算法首先基于聚类划分理论,使分配到相同访问点下的用户具有相近的信噪比,缓解了无线接入网络中普遍存在的远近效应问题.在该用户分配基础上,频谱分配子算法根据各访问点的负载及其关联用户信噪比的平均值计算最优频谱分配.该算法具有可实现性、多项式时间的计算复杂度以及比例公平性.真实数据驱动的仿真实验结果表明,该算法能够有效地提高系统吞吐量,同时大幅度减小访问点的报文缓冲区队长.