IP网络QoS控制方法研究

IP网络QoS控制方法研究

魏强[1]2010年在《基于IP网络视频会议系统QoS技术方案的研究》文中研究说明随着Internet和多媒体技术发展,基于IP网络的应用业务越来越多,因此导致有限的网络资源占用越来越严重;现阶段IP网络状况波动严重,带宽不稳定;又由于IP网络的“尽力而为”服务的特点。这些都会对IP网络视频会议的延时,抖动,丢包率和唇音同步造成严重影响,视频会议的视音频质量得不到保证。为了解决这一问题,基于IP网络视频会议系统QoS(服务质量)保障技术便成为研究的一个热点。基于IP网络视频会议系统的QoS技术包括两个方面的技术;第一个方面是IP网络QoS技术,由于IP网络是视频会议系统的传输媒介,IP网络QoS能决定视频会议的质量,效果显着稳定可靠;目前此技术分为几种类型,它只适合在IP网络上实施,但缺点是实施难度大、成本高、不灵活和具有一定的局限性。第二个方面是视频会议系统终端QoS技术,此技术是以视频会议系统关键技术和相关协议为主要依托,视频会议系统终端QoS技术能把在视频会议系统终端传输的视音频信号的带宽动态的匹配IP网络带宽的变化以达到控制视音频效果的目的;此项技术的突出优点是实施方便灵活,不受时间地点的限制。本文针对这两个方面的IP网络视频会议的QoS技术分别做了详细的介绍。最后提出利用视频会议系统终端QoS技术,采用纯软件设计和实现控制视频会议QoS技术指标方案。此方案的总体设计思想是基于延时的丢包率和抖动的控制,主要特点是综合考虑延时、抖动和丢包率,方案使这叁个指标达到一个动态调整的效果;该方案优先保证声音连续不失真,采取的主要技术是自适应码率控制;该方案设计主要使用RTP和RTCP协议控制,能使最大延时控制在400ms以内的前提下使丢包率及抖动控制在一个合理范围内,最后做到唇音同步;各项技术指标通过验证在广域网内端到端的平均延时能不超过230ms,抖动平均控制在40ms以内,画面基本清晰,声音连贯不失真。

糜正琨, 徐名海[2]2003年在《IP网络QoS模型及实现技术》文中研究指明文章在概述IPQoS技术背景的基础上,给出了IPQoS的概念模型,介绍了IPQoS的标准化进程,提出了IPQoS功能结构,并讨论了IPQoS的实现技术,最后阐述了IPQoS的进一步研究方向。

朱长武[3]2006年在《基于协议分析仪的IP网络QoS保证》文中认为阐述一种利用协议分析仪和IntServ/RSVP模型共同提供网络QoS保证的方法,设计基于协议分析仪的QoS保证模型。该模型可以根据用户的需求设置QoS参数.当网络服务达不到用户需求时,该模型会自动报警,使维护QoS的工作更加直观和快捷。

亓晋[4]2012年在《基于贝叶斯网络的认知网络QoS自主控制技术研究》文中提出互联网发展至今,已经成为一个庞大的非线性动态多变的复杂系统,随着网络接入技术的日趋多样化和网络承载业务的不断丰富,传统的网络QoS管理和控制方式面临着诸多挑战。由于网络不具备自主性和智能性,网络对自己的状态和行为缺乏全面认知,网络日益复杂使得传统的孤岛式、静态式QoS保证方法表现低效且决策反应被动,网络经常拥塞,QoS性能时常劣化,业务传输与QoS保证不能根据环境的变化动态调整,全网资源利用效率低下,导致用户QoS满意度变差。认知网络是受认知无线电理论和技术的启发而提出的一种具有认知特征的主动网络,认知网络能够感知网络整体状态,据此进行计划和决策,并执行相应的动作,具有推理和学习的能力,被认为是以无线、移动、宽带和全IP化为基本特征的未来通信网络发展的必然趋势。本论文所研究的认知网络QoS自主控制技术,主要是指在认知网络环境下实施QoS决策和控制时所采取的具有自主性和智能性的方法,解决动态多变网络适变性差、全网效能低的问题,有效提高网络资源利用率,保证网络端到端的QoS。针对当前网络“多业务、需求差异、动态时变、资源稀缺”等问题,主要从面向业务的认知网络QoS自主控制框架、认知网络QoS健康度评估、认知网络QoS劣化定位和认知网络QoS自主控制等角度,借助贝叶斯网络的理论与方法,深入研究认知网络环境下面向业务的QoS自主控制机制,实现复杂多变认知网络环境下的全局性可监测、可分析、可控制,提高网络资源利用率,保证网络端到端QoS。主要研究内容概括如下:1.提出了一种面向业务的认知网络QoS自主控制框架。以认知网络业务端到端QoS需求为出发点,结合认知网络QoS自主控制设计目标,在分析现有典型QoS控制框架优点与不足的基础之上,结合OODA的认知过程,提出了一种面向业务的认知网络QoS自主控制框架。2.提出了一种基于模糊动态贝叶斯网络的认知网络QoS健康度评估方法。从认知网络QoS健康度评估宏观角度出发,考虑到网络中尽可能多的网元、业务及链路,重新定义了时延、抖动、丢包率叁个QoS参数,并建立了认知网络QoS健康度评估的动态贝叶斯网络模型。利用模糊分类方法,将连续变量模糊分类为DBN能够应用的证据信息进行学习和推理,应用直接推理算法进行推理,从而得到连续时间片上的认知网络QoS健康度概率及其发展趋势,为网络决策和控制提供了具有参考价值的评估结果。3.提出了一种基于贝叶斯网络的认知网络QoS劣化定位方法。考虑到端到端的探测方法存在探测代价高和无法精确定位的局限性,建立一种基于贝叶斯网络的认知网络QoS劣化定位模型,利用LM1丢包率模型通过少量的端到端探测获取路径状态信息,按照贝叶斯估计方法进行链路劣化的先验概率学习。然后根据获得的证据节点状态信息,将无关劣化的部分路径及其该路径覆盖的链路从模型中删除来降低模型复杂度,然后采用局部联合树算法推理,最终实现对QoS劣化链路的精确定位,为业务等级的QoS自主控制提供准确依据。4.提出了一种基于影响图的认知网络QoS自主控制方法。结合传统网络和认知网络领域的相关知识,构建了面向业务的认知网络QoS自主控制的影响图模型,利用贝叶斯网络的簇树推理算法和结点实例化的最优决策方法实现认知网络的自学习和推理,并通过影响图,执行使得效用方程最大化的动作,实现认知网络QoS的自主决策与控制。

李建东, 晋晓辉[5]2002年在《IP网络QoS的研究现状》文中研究说明随着互联网的广泛应用 ,IP网络服务质量 (IPQoS)保证技术显得越来越重要并得到广泛的重视 .针对IPQoS的必然性 ,从网络供应商的角度描述了QoS的特点 .详细探讨和分析了两种主要的IPQoS体系结构———RSVP/IntServ和DiffServ的工作原理及优缺点 ,给出了两者的一种有效结合方式 ,在接入网完成接入控制 .阐述了流量工程和MPLS等技术 ,给出了它们与DiffServ相结合的方式 .结合质量效率乘积 ,讨论了提供高等级服务质量、高的网络利用率及实现复杂度等因素对网络设计的影响 .

侯松鹂, 李媛[6]2008年在《一种新型的IP网络QoS实现方式》文中研究说明目前的Internet只能提供"尽力而为"的服务,然而网络用户的不断增加,网络应用范围的不断扩大,各种实时性新型业务在传输的时候对网络提出了更高的要求。只有使IP网络中具备QoS保障机制才能够有效地解决IP新业务以及实时业务推广应用中碰到的问题。论文在对传统IP网络QoS实现方式进行研究分析的基础上,提出一种新的IP网络QoS实现方式,为IP网络提供较高水平的服务质量保障。

周坤[7]2013年在《网络QoS并行调度技术研究及仿真实现》文中进行了进一步梳理随着Internet网络不断增多的业务流,不能满足用户对服务质量的要求成了传统的IP网络日益突出的问题。在这样的背景下,IP网络的发展必须依靠IP QoS技术获得服务质量的保证。队列调度技术是实现网络QoS管理的核心技术,并且也是网络资源管理的重要手段。而在QoS调度技术中,主要涉及到一些调度算法和流量监管技术,目前这些算法的都是依附在网络处理器上,以软件调度的方式来实现。现今,处理器已走在多核的道路上,网络处理器也大多已是双核,甚至多核。在多核的NP上实现队列调度技术是当前面临的新的问题,所以实现队列调度技术的并行化处理是非常热门的,同时也是非常有必要的。本文首先对IP QoS的基本概念、技术发展历程、现状和QoS实现的结构模型进行了简要的介绍,说明了队列调度技术是实现IP QoS的技术之一,同时介绍了并行程序的设计模型和当前的并行编程环境,文中介绍了两种并行程序设计技术及其原理——OpenMP并行编程技术和自定义线程并行技术,并对两者并行设计技术的性能进行了简单的比较。然后,比较详尽的介绍了IP QoS实现的一些基本技术,重点分析和介绍了FCFS、PQ、WRR、WFQ的原理和流量监管策略,并讲解了将队列调度技术和令牌桶技术相结合的策略,这也是本文中实验所使用的模型。接下来,对传统WRR、WFQ调度算法和令牌桶的实现进行详细阐述,并进行了代码实现,之后结合传统实现方法对WRR和WFQ调度算法进行了并行化设计和实现,并且用OpenMP和自定义线程的方法模拟实现了QoS并行调度,模拟运行之后,进一步分析了上述两者并行设计方法的性能差异,同时验证了网络QoS调度进行并行化处理后能提高IP QoS的服务质量。最后,对队列调度技术的实现进行OPNET仿真,其中包括算法的传统实现方法和并行化处理后的实现方法,通过仿真结果,进一步验证了并行化的QoS调度技术能提高IP QoS的服务质量。

章鹏程[8]2012年在《认知网络QoS动态自适应监控机制研究》文中研究指明随着计算机网络的飞速发展,当前网络表现出了业务类型众多、网络环境复杂且动态多变等特点,网络端到端QoS难以得到有效保障。当前网络通常在QoS劣化的情况下被动地、静态地做出调整,对复杂网络态势的适应能力较差。认知网络不同于传统网络,它具有态势感知能力,能够根据网络态势实时动态地调整网络配置,从而保障网络QoS。认知网络为网络QoS保障问题的解决提供了新的途径,已成为下一代网络的一个重要的研究热点。本文在分析现行网络QoS监控机制的基础上,重点开展对认知网络QoS动态自适应监控机制的研究,主要工作如下:(1)提出了一种基于双闭环与态势感知的认知网络QoS动态自适应监控模型——MCBDS,该模型注重网络态势的感知以及QoS控制方法的协调,能够克服现行认知网络QoS自适应监控模型态势感知能力不足、控制代价过高等缺点。基于性能评价进程代数PEPA的建模分析表明MCBDS具有合理性与可行性。(2)提出了一种基于知识感知、实时态势评估和网络态势预测多方法融合的认知网络态势感知方法,以全面感知认知网络的态势,为认知网络QoS动态自适应控制提供充分依据。知识感知提供知识采集和预处理,是态势感知的基础;实时态势评估包括基于HDS的业务QoS评估和基于QoE的用户QoS评估,能够描述网络的当前态势;网络态势预测基于加权径向基核函数支持向量机算法——WRSVM,能够判断网络态势的发展,仿真表明,与传统预测算法相比WRSVM能够显着提高认知网络态势预测的效率和准确率。(3)提出了一种基于网络态势的认知网络QoS双闭环动态自适应配置方法——DCBS,该方法能够紧密融合各种缓冲管理和队列调度算法,保障网络QoS,优化全网性能。DCBS以QoS最优化为目标,根据网络态势启动维护环或自适应配置环,在保障网络QoS的同时尽量降低控制代价,从而保障网络的健康和稳定。仿真表明,DCBS能够显着提高关键业务的健康度、优化全网性能、增强系统的健壮性,并有效避免亚健康业务健康度越来越差的现象,缩短网络QoS劣化的时间,降低网络控制的代价。

毛腾跃[9]2013年在《双层IP卫星网络QoS保障研究》文中指出在IP卫星网络通信中多媒体业务日益增多的背景下,要求卫星网络传输具有高可靠性,对移动终端具有全球覆盖性,具有高质量的接入服务并提供有效的QoS保障。在地面Internet中,QoS问题一直没有得到很好地解决,卫星网络不仅要面对地面Internet原有的QoS问题,还要面对在卫星网络环境下的一系列问题,如卫星高速运动及拓扑结构动态变化中的路由问题、高信道误码率和高传输距离中的传输协议、星际链路和星地链路频繁切换中的的移动性管理技术等都对保障卫星IP卫星网络服务质量具有直接影响。QoS包括带宽、时延及时延抖动和吞吐量等量化的QoS指标。针对各项QoS指标需求,本文从LEO/MEO双层卫星网络的设计目标出发,设计并优化双层卫星网络的结构,并在此基础上展开路由算法和传输算法的研究,使之匹配和适应不同的业务需求,从而实现QoS保障的目标。第一,设计了稳定、健壮的LEO/MEO双层网络体系架构。双层网络体系结构以Kimura的DLSC模型为代表,但DLSC模型过度地依赖冗余连接来增加网络稳定性,使卫星网络系统复杂性过高。在DLSC模型局限性的基础上,本文设计的LEO/MEO双层网络体系结构采用骨干网/接入网模型和“适度连接”星间链路保证网络的稳定性,同时利用组管理规则和时隙划分策略降低卫星网络的复杂度。第二,设计了支持QoS保障的LEO/MEO双层网络结构。基于稳定和健壮的LEO/MEO双层网络体系结构下,结合覆盖率和、带宽、时延、时延抖动、丢失率、吞吐量等QoS指标,从星座设计和星间链路设计等方面设计双层网络。星座设计综合考虑星座类型、轨道高度、轨道倾角、轨道平面数量、每一轨道平面拥有的卫星数等参数,星间链路设计综合考虑LEO层内链路设计、MEO层内链路设计及LEO/MEO层间链路设计,从QoS保障角度,网络设计满足QoS路由和QoS传输的需要。第叁,设计了综合权衡多QoS保障的路由策略。首先基于LEO.MEO在时延和带宽上、在时间和位置上对业务要求的不对称性,设计了QoS耗费综合加权模型,模型综合权衡时延和带宽QoS耗费信息;提出一种QoS耗费收集与计算分离的算法,简化路由的计算,减小路由计算的收敛时间;分析了时隙切换、卫星失效和链路拥塞叁种情况下的路由重新计算策略,并针对不同情况下的路由重新计算策略,提出了抖动优化算法和骨干网优先传输算法等优化方案。综合权衡多QoS保障的路由策略综合考虑QoS保障需求,权衡时延和时延抖动、带宽等QoS指标,以满足不对称流量情况下的QoS路由的需要。第四,提出了基于多QOS指标保障的TCPQ传输改进算法。地面的TCP协议卫星不能直接应用于高传输时延、高误码率的卫星网络,而拥塞控制是TCP协议中最核心的机制,直接影响到QoS传输的整体性能。TCPQ设计了加速启动算法、非线性拥塞避免算法和自适应门限差错判别算法,从吞吐量、带宽利用率、误码率等指标上保障QoS的传输的要求。

翟红艺[10]2005年在《基于DiffServ技术的IP网络QoS策略管理工具的设计》文中认为IPQoS 是网络管理研究的重要课题。本文把DiffServ(Differentiated Services)技术、PBNM(Policy Based Network Management)技术结合起来,研究基于DiffServ技术的IP 网络QoS 策略管理系统。策略管理系统由策略执行点执行策略决策点依据策略仓库的策略作出的决策,策略管理工具负责策略的存储、修改和查询。本文参照相关标准,设计了SLS 参数,把SLA 的内容转变为具体的策略,描述了策略的表示形式,设计了策略在目录服务器中的存储方式。本文采用VB.NET 语言设计了策略管理工具(PMT:Policy Management Tool)的程序,采用SUN 公司的iPlanet Directory Server 目录服务器作为数据仓库。策略管理工具完成了用户的网络质量服务策略的设置功能和对策略仓库中存储的策略进行查询的功能。基于DiffServ技术完成IP 网络QoS 策略管理是实现IPQoS、保证网络服务质量的有效途径。

参考文献:

[1]. 基于IP网络视频会议系统QoS技术方案的研究[D]. 魏强. 大连交通大学. 2010

[2]. IP网络QoS模型及实现技术[J]. 糜正琨, 徐名海. 中兴通讯技术. 2003

[3]. 基于协议分析仪的IP网络QoS保证[J]. 朱长武. 计算机与数字工程. 2006

[4]. 基于贝叶斯网络的认知网络QoS自主控制技术研究[D]. 亓晋. 南京邮电大学. 2012

[5]. IP网络QoS的研究现状[J]. 李建东, 晋晓辉. 西安电子科技大学学报. 2002

[6]. 一种新型的IP网络QoS实现方式[J]. 侯松鹂, 李媛. 电脑知识与技术. 2008

[7]. 网络QoS并行调度技术研究及仿真实现[D]. 周坤. 电子科技大学. 2013

[8]. 认知网络QoS动态自适应监控机制研究[D]. 章鹏程. 南京邮电大学. 2012

[9]. 双层IP卫星网络QoS保障研究[D]. 毛腾跃. 武汉大学. 2013

[10]. 基于DiffServ技术的IP网络QoS策略管理工具的设计[D]. 翟红艺. 吉林大学. 2005

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IP网络QoS控制方法研究
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