弹性分组环中带宽分配公平性研究

摘要

作为新一代的城域网技术,弹性分组环(Resilient Packet Ring,RPR)具有结构简单、扩展性好、即插即用、高带宽利用率、严格的Qos保证及小于50ms的快速保护倒换等优点。RPR采用共享带宽方式实现各节点对带宽资源的利用,带宽极其容易被网络上的个别节点或个别用户过度使用而造成网络瘫痪。因此,为了防止某个节点发生节点阻塞甚至“饥饿”,需要动态调配各个节点的带宽利用率,为节点公平分配带宽。实现带宽公平调度的核心是公平算法。RPR采用了介质访问控制层(MAC)协议来共享网络带宽,目前已有的一些 RPR公平算法在公平性、收敛时间和吞吐量损耗等方面都存在一些不足,因此,针对这些算法的不足设计出高性能的公平算法,是本文研究的主要目标。
　　文章首先简单地介绍了RPR的基本概念和关键技术特点,分析了RPR中MAC协议公平原理的公平目标、公平实现过程和公平准则,指出了已有公平准则的缺点,然后提出了更具一般性的环入口聚合改进型Max-Min(Ring Ingress-Aggregated Improved Max-Min,RIA-IMM)公平准则。在此基础上,结合目前公平算法的存在问题,提出了符合RIA-IMM公平准则的新的高性能公平算法-分布式虚队列公平算法(Distributed Virtual Queue-fairness algorithm,DVQ-fa)。然后通过网络仿真软件OPNET设计出RPR的网络模型,仿真分析DVQ-fa算法的性能并与其他的公平算法进行比较,进一步显示了新算法的优越性。文章的最后对新算法在高生存性 RPR网络中的公平性能进行了仿真分析,并指出了未来工作的方向。

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第一章 绪论

§1.1 弹性分组环（RPR）产生的背景

§1.2 RPR的技术演进及标准

§1.3 RPR环网系统的特点

§1.4 RPR的应用现状及发展趋势

§1.5 研究内容及论文结构

第二章 RPR的基本概念及关键技术

§2.1 RPR的基本概念

§2.2 RPR的关键技术

§2.3 本章小结

第三章 RPR中MAC协议公平原理

§3.1 RPR公平概述

§3.2 RPR的公平性的目标和实现过程

§3.3 RPR的公平准则

§3.4 RPR的标准公平算法SRP-fa

§3.5 DVSR算法

§3.6 本章小结

第四章 DVQ-fa公平算法

§4.1 RIA-IMM公平准则

§4.2 DVSR算法的不足

§4.3 DVQ-fa算法

§4.4 本章小结

第五章 DVQ-fa算法的仿真实现与性能分析

§5.1 仿真实验环境介绍

§5.2 RPR单环网络的设计

§5.3 RPR单环网络里DVQ-fa算法的性能仿真

§5.4 高生存性RPR网络里DVQ-fa算法的公平性能仿真

§5.5 本章小结

第六章 总结及展望

§6.1 工作总结

§6.2 工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果