网络保护调度策略研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:c1093682
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随着通信网络规模的扩大化、结构的复杂化,网络故障发生的概率逐渐增大、影响日益严重,因而对故障恢复提出了更高的要求。在网络故障中链路故障是不可避免、也是最容易发生的故障问题,其中单链路故障是最普遍的故障类型,同时多条链路故障的发生也不可忽视,在骨干网中有30%的链路故障是多链路故障。与单链路保护相比,多链路保护更复杂、实施难度更大。链路保护技术主要是研究在网络发生突发性故障时,如何有效利用冗余资源为网络提供更好的可靠性保障,使网络中的业务不受影响。网络业务的多样化使得网络中传输的数据流日益增加,对网络的生存性要求越来越高。而一些实时数据流量业务(如VOIP、IPTV等)对服务水平协议(SLAs)和端到端的服务质量(QoS)有很高的要求,一旦网络发生故障,要求其能够快速恢复。网络编码具有对分组数据的灵活处理能力,使用网络编码可以将多条物理链路的用户数据流合并成一路或者多路保护数据流,而不必使用专用的保护链路,即从N条链路中选出M条链路共同分担保护数据包的传送。利用多路数据流来恢复故障数据从而满足网络的生存性要求,能够节约网络资源,提高网络的鲁棒性。本文基于现有网络编码理论与技术,深入研究了多链路网络保护调度策略。阐述了网络模型与数据包长度感知加权分配算法,数据包的分配与链路空闲带宽资源成正比,避免实际分配流量与预期值相差过大,从而减小带宽过载的可能性。基于网络模型,提出三种多链路网络保护调度策略:轮循RR (Round Robin)调度策略、最大空闲比例公平PF (Proportional Fair)调度策略、带实时监测的最大空闲比例公平PF/RD (Proportional Fair with Real-time idle Detection)调度策略,并论述了三种策略的具体实施步骤以及各自的适用性。研究了上述三种策略的性能,分别对网络中数据流服从泊松(Poisson)分布和帕累托(Pareto)分布并发生多链路故障时,采用上述三种保护策略时的性能进行了仿真和分析研究。结果表明RR调度策略完成了系统的公平性,策略死板缺少灵活性,有可能致使负载重的链路延迟性很大。PF调度策略始终选择负载低的链路,没有考虑链路中空闲链路,网络资源利用率低。PF/RD调度策略能提高网络的空闲资源利用率,减少数据包的冲突,达到降低延迟、负载均衡的目的。采用PF/RD策略可以将数据延迟减少50%,且随着工作链路的增加,链路负载降低,数据延迟明显减少。
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