弹性分组环(RPR)多阻塞点公平算法研究

摘要

在现代通信网中，骨干网和接入网的发展对处于两者之间的城域网(MAN)产生了巨大的带宽压力，并提出了多种新的功能要求。在MAN的范围内更快速、更有效以及低成本地为用户提供更充分的带宽，已成为电信运营商关注的焦点。在MAN的各种组网技术中，弹性分组环(Resilient Packet Ring)技术集IP协议的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率和可靠性等优点于一体，为宽带IP城域网运营商提供了一个良好的组网方案，具有广阔的市场前景。
　　 尽管IEEE802.17工作组基本完成了RPR技术的标准化制定，但其中的许多关键技术还有待进一步深入研究。RPR环网的一个关键性目标是将带宽资源公平地分配给用户，同时将其有效利用，而这就需要通过一定的公平性算法来实现。本文在阐述RPR基本原理的基础上，深入研究了RPR带宽的公平性，并取得多项成果，具有很高的理论创新价值和深远的现实指导意义。
　　 具体而言，本文的工作和创新点主要包括以下几个方面：
　　 1.介绍了城域网的发展趋势和RPR的产生背景，分析了弹性分组环的关键技术，指出RPR是宽带MAC最佳解决方案之一。
　　 2.详细描述了多阻塞点公平机制的工作原理，指出多阻塞点公平机制能避免排头阻塞(Head-of-line blocking)的影响，并能解决本地发送业务和转发业务共享环段的问题。进而说明了多阻塞点公平算法能极大地提高RPR网络的性能，具有单阻塞点公平机制无法比拟的优势。
　　 3.在深入理解现有的RIAS公平性评价准则的基础上，提出并设计了三种改进型RIAS公平性评价准则，指出拓展后的评价准则更适合于RPR对MAC公平性性能要求，并且从多个方面设计了公平性评价指标，使其能够全面地评价公平性算法的性能和实现难度。
　　 4.提出并设计了两种多阻塞点公平算法：基于反馈模式的多阻塞点公平算法和基于线性收敛的多阻塞点公平算法。仿真结果表明，该算法满足了RPR对MAC协议公平性的要求，具有良好的稳定性、可扩展性和高带宽利用率。