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近年来,伴随着Internet技术的飞速发展,网络业务量开始持续快速增长,新兴的业务类型也不断多元化,致使以带宽为代表的计算机网络资源已成为一种典型的稀缺资源。国外研究者把微观经济学方法引入网络资源分配领域,为这一领域的研究提出一条崭新的思路,具有重大意义。网络资源的分配和控制对于提高用户对网络服务的满意度,优化网络系统的整体性能具有十分重要的意义。由于用户对资源的使用有不同的优化目标,而且用户对于自身行为策略的选择与其它用户的行为策略相关,因而引入博弈论来分析用户在资源分配中的互动是十分必要的。本文通过将计算机网络控制的工程方法与纳什均衡模型、经济分析相结合,对网络资源分配模型的理论方法和实现技术进行了深入的研究。
本文首先对网络资源分配研究现状做一概述,从中指出了当前网络资源分配机制所存在的缺陷。针对新形势下的网络业务,将微观经济学与博弈论方法引入网络资源分配问题的研究,结合Internet的自有特征,建立基于市场价格机制的经济模型,并得出其优点所在。
在上述基础之上,将纳什均衡的现代博弈论的基本思想、方法与网络资源分配研究合理结合,提出了基于纳什均衡的IP网络资源分配的一般模型,并从纳什均衡模型适用条件、构成要素、基于纳什均衡模型的网络优化的一般策略和步骤等三个方面给出了IP网络资源分配纳什均衡模型的基本框架。为网络资源分配方案的横向比较、性能分析及算法改进提供了统一的理论基础。
基于此模型,研究了多媒体业务的网络资源分配博弈,分析了基于FCFS的接纳控制的网络资源分配效率较低的原因。在基于PSP拍卖的接纳控制机制的基础上,提出了统一价格拍卖方案。该方案拍卖规则简单,在网络环境下具有激励兼容性,实现一个可预测、低风险、易于用户决策的市场机制。通过NS2软件进行了仿真试验得出结果,加以证实了上述结论。