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。     

应用于物联网边缘网关的队列调度算法研究

物联网的发展对网关传输能力提出了更高的QoS需求。现有的队列调度算法在链路拥堵时不能为实时数据提供及时的转发服务,因此在WF2Q+算法的基础上引入实时队列和低时延队列的概念。利用物联网网关的边缘计算能力,基于改进的WF2Q+算法建立了单网关优化传输模型,同时提出多网关协同传输模型。仿真证明,改进的WF2Q+算法可以很好地在网络拥塞情况下降低实时队列和低时延队列的传输时延,级联令牌桶保证了突发数据流下网关传输模型的稳定性,多网关协同传输模型可以使数据自主选择传输路径,降低整体传输时延。     

基于区分服务的队列调度算法研究

文中分析了在区分服务(DiffServ)模型下的WRR和DWRR调度算法的优缺点,提出了一种DWRR的改进调度算法DWRR+.该算法根据当前队列中分组的长度动态设置一次服务中发送分组的最大字节数,既保证了低权值业务的延迟特性,又保证带宽分配相对的公平性,避免了低优先级队列可能长时间得不到服务的缺点,改善了DWRR算法不能很好满足业务的时延特性.使用NS-2网络仿真器进行算法性能评价,仿真结果表明DWRR+算法在保证输出带宽的前提下降低了延时,可以在一定程度上保证不同业务的服务质量.     

无线网络中基于WRR的实时业务调度算法

在WRR(WeightedRoundRobin,带权重的循环)算法的基础上,提出了一种适应无线局 域网特点的实时业务的调度算法。该算法工作在数据链路层,和无线局域网的介质访问控制(MAC) 层协议DCF(DistributedCoordinateFunction)紧密结合,有效避免了对列头部阻塞问题,提高了信道利 用率。通过采用补偿机制,近似达到了长期公平性。使用NS(NetworkSimulator)仿真进行性能评价, 结果表明该算法能有效提高实时业务的端端吞吐率,降低端端延迟和丢包率,延迟抖动也较小,可以 在一定程度上保证实时业务的服务质量。     

改进WFQ算法在列车网络调度中的应用研究

随着我国轨道交通迅猛地发展,基于TCN的列车网络已经不能满足列车数据传输业务的需求,列车控制与服务网络TCSN应运而生。针对列车数据传输业务研究了基于综合服务模型的列车通信网络,建立了四类列车业务流量模型,分析了网络分组的加权公平队列调度算法（WFQ）,设计了基于服务分类和带宽分配的加权公平队列调度算法（SCBAWFQ）,并且利用仿真软件对恒定数据流和突发数据流分别在WFQ与SCBAWFQ算法下的时延进行了仿真与分析,仿真结果证明改进算法在降低实时业务流延时方面有很好的效果,SCBAWFQ算法既保持了WFQ算法的公平性又满足实时业务服务质量的需求。     

一种使用历史信息的长期公平队列调度算法

经典的基于时延的队列调度仅关注调度时刻的队列延时,对历史信息并无记忆性,从而在业务流突变时排队延时公平性无法得到保障。本文提出一种长期公平调度算法,不仅综合考虑队列长度、到达速率等即时参量,而且考虑历史参量--历史延时累计量,使得调度更加理性,排队延时不会随流量突变而突变。另外,3个调度参量的关系式并非人为给出,而是通过对长期公平性的建模和对长期优化问题的推导得来。仿真对比了WRR, RPF, EDF算法,证实该算法中的队列延时不仅具有较高的公平性还具有较高的稳定性。     

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.     

一种路由器队列调度算法LW-WFQ的研究

针对路由器主动队列调度算法WFQ(Weighted Fair Queuing)在链路拥塞时无法保证低速率实时业务的QoS(Quality of Service)要求以及实时性业务突发时会导致延迟抖动加大的问题,提出了一种队长和权值调整的算法LW-WFQ。该算法增加了自适应队列管理器和应对突发机制,减少了分组的排队等待时间。最后以NS2为平台,对WFQ及LW-WFQ算法的性能进行大量的仿真对比分析,调节并确定合适的参数,实验结果证明LW-WFQ算法在延迟、抖动等方面的性能有一定程度的提高。     

交通信号的实时公平调度及其仿真

交通信号的实时调度是改善交通拥堵的重要途径之一,其公平性研究同样至关重要。针对通信网络和交通网络的共同特点,借鉴其最大最小公平和比例公平的思想,分别提出最小最大公平、比例公平交通信号实时调度算法;并与优化队列长度的实时调度、固定周期调度算法进行仿真对比。实验结果表明,优化队列长度的实时调度和固定周期调度会使得部分车辆等待时间过长而表现出不公平;最小最大公平调度表现出最好的公平性,但在网络高密度下平均时延表现较差;比例公平调度则在各种交通密度下同时表现出较低的平均时延和较好的公平性。研究结果为实时交通信号的公平调度提供了解决方案,具有较好的应用价值。     

WMN中基于循环补偿的公平调度算法

针对无线Mesh网络(WMN)中数据包调度方案公平性欠缺的问题,提出一种基于循环补偿的公平调度算法。该算法将Mesh节点中需要发送的数据包缓存在各自的数据流队列中,轮询处理队列的调度请求。利用信道状态监测机制确定队列的信道特征,通过循环补偿模型将队列调度过程划分为发送、补偿、休眠3个时期,各时期循环执行实现通信数据流间的平衡调度。仿真结果表明,该算法在公平性和吞吐量方面的有效性。     

卫星网络中基于权值的静态队列调度算法

调度算法需要在性能和复杂度之间取得平衡.考虑到星上处理能力受限,提出一种新的静态轮询算法——基于理想时间间隔的交叉加权轮询算法TIIWRR.该算法通过引入“理想时间间隔”的概念,使得同一队列内分组间的时延抖动大大降低,NS2的仿真结果验证了该算法的有效性.     

实时多播流的弹性公平性和基于门限的拥塞控制策略

该文提出了关于实时IP多播流基于速率弹性的公平性定义，并结合有关多播组规模估计的机制和多播拥塞控制算法。实现了一种基于门限的实时多播业务的等级拥塞控制策略，使实时多播流在满足瞬态弹性公平性的同时，也基本满足稳态的比例公平性，并对此进行了仿真验证。     

一种基于平均数据包长度的可变权值调度算法

近年来随着网络规模的扩大,一些对实时性要求较高的音频、视频业务的出现,对网络Qos保证提出了更高的要求。在区分服务下,分组调度技术是保证网络QoS的核心技术,也是实现网络拥塞控制管理,保证各业务带宽分配公平性的必要手段。调度算法是保证网络服务质量（QoS）的核心技术,传统轮询调度WRR算法存在一个公平性问题,并不适用于数据包长度可变的网络。文中基于WRR算法提出一种改进算法,使其可以依据平均数据包长度自适应地改变权值,命名为CWRR。并通过仿真对新算法性能进行分析,如果测量区间是合适的,那么CWRR的公平性比WRR要好。     

An efficient bandwidth allocation algorithm for real-time VBR stream transmission under IEEE 802.16 wireless networks

This paper investigates variable rate control strategies for real-time multimedia variable bit rate (VBR) services over IEEE 802.16 broadband wireless networks. A data rate control mechanism is derived for the case where the uplink channel provides real-time services and the traffic rate parameter remains constant. This paper shows that the common queuing scheduling algorithms have some bandwidth allocation fairness problems for the real-time polling service (rtPS) in the MAC layer. In other words, the use of a VBR for the rtPS by a WiMAX system results in additional access latency jitter and bandwidth allocation disorder in the transmitted multimedia streams during the regular time interval polling of subscribe stations (SSs) for the contention bandwidth request period. However, the proposed scheduling algorithm solves these SSs contending with bandwidth resource allocation problems based on an extended rtPS (ertPS) of quality-of-service (QoS) pre-programming for a ranging response non-contention polling period. The adopted bandwidth allocation of max–min fairness queue scheduling uses a time constraint condition to transmit real-time multimedia VBR streaming in an IEEE 802.16 broadband wireless environment. In addition, we use the ns-2 simulation tool to compare the capacity of multimedia VBR stream and show that the proposed ertPS scheduling algorithm outperforms other rtPS scheduling algorithms.     

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。     

改进的WRR策略在交换式工业以太网中的最大时延计算

为满足不同类型的数据在交换式工业以太网中传输的不同要求,在交换机中引入具有优先级队列的加权轮循(Weighted Round Ring,WRR)策略,应用网络演算理论推导不同类型的数据在该策略下的等待时延上界,得出计算公式,并与绝对优先级调度算法进行比较,展现该策略在工业以太网中应用的优越性.