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Internet己逐步从单一的数据传送网向数据、语音、图像等多媒体信息的综合传输网演化。这些不同的应用需要有不同的QoS要求,如带宽、时延、时延抖动和分组丢失率等等。
要在网络上实现QoS,先决条件是必须有精密的预测,也就是使用者的数据流在进入网络前,先经过一个网络资源判断的机制,来判断网络能否提供足够的资源,这就相当于使用者与网络提供者制定一个能实现QoS的服务等级协议SLA。当SLA达成后,网络提供者必须要对网络各节点进行QoS参数的设定,同时网络节点必须要提供监控及排队的机制。监控机制将监视使用者送入网络节点的数据流,若超出SLA的数据包则予以丢弃或将QoS等级降级。排队机制则是对竞争性数据包,即不同输入端的数据包同时要到相同输出端,依QoS等级的不同给予不同优先级。
本文首先简要讨论了IP QoS的三种体系结构:IntServ体系结构、DiffServ体系结构和MPLS体系结构。分析得出MPLS是最全面的服务质量保证体系。
其次本文具体阐述了在支持QoS的网络节点需要实现的几种功能:流量分类,流量监控,队列管理,队列调度和流量整形。阐述了它们在QoS网络中实现的过程和扮演的角色。并研究了它们所涉及的算法及技术,选择其合适的算法技术予以实现。
作为研究的重点,本文首先对到达的数据包进行分类设计,获取特征信息,以提供控制管理的参数;然后,对QoS网络的关键技术流量管理进行研究,包括流量监控,队列管理,队列调度和流量整形的设计。本文设计中采用双速率三色标记令牌桶控制入口的数据流量,在WRED算法的基础上提出公平共享缓存模式实现队列管理,并结合DRR和WRR算法的优点提出出WDRR算法进行队列的调度。