【摘 要】
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近几年随着短视频业务的兴起以及云计算、大数据技术的不断发展,网络中数据量规模越来越大,传统的IP网络提供的“尽力而为”（Best-Effort）服务已经无法满足用户日益增长的网络需求,用户对网络的服务质量（Quality of Service,QoS）有着更高的要求。如何在通用网络环境下为有高QoS要求的业务如超高清视频会议、交互式游戏等应用提供服务质量保证,成为一个亟待解决的问题。本文从广东省计
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近几年随着短视频业务的兴起以及云计算、大数据技术的不断发展,网络中数据量规模越来越大,传统的IP网络提供的“尽力而为”（Best-Effort）服务已经无法满足用户日益增长的网络需求,用户对网络的服务质量（Quality of Service,QoS）有着更高的要求。如何在通用网络环境下为有高QoS要求的业务如超高清视频会议、交互式游戏等应用提供服务质量保证,成为一个亟待解决的问题。本文从广东省计算机网络重点实验室的高清视频录播系统“DCampus Cool View”项目出发,针对上述问题,提出利用软件定义网络（Software Define Network,SDN）架构来管理和调度网络资源的方法,为业务提供端到端的可靠连接。在网络资源的调度和管理方式上,本文提出了一种基于时间槽的带宽资源预留算法,为有QoS保障需求的链路提供带宽预留服务,进而保证网络服务质量。本文的主要研究工作可以概括为以下几点:1、在开源SDN控制器Floodlight的基础上开发并实现了一个QoS保障系统,利用SDN控制器对网络环境的信息感知和资源调度能力保证端到端的通信质量,功能包括根据源IP地址及目的IP地址寻找到对应设备在网络拓扑中的位置,计算出两者间带宽充足的最短路径,对路径上的交换机通过Open Flow协议下发流表以保证数据包的优先转发,并开启带宽队列保证通信的最低带宽。2、提出了基于时间槽的分级动态资源预约算法并将该算法在QoS保障系统中实现。该算法是将带宽资源在时间层面上根据时间粒度划分为多个时间槽,并根据不同时间槽内满足条件的链路进行路径计算和带宽预留。3、采用了Mininet仿真平台模拟真实网络环境,对提出的算法和系统进行了仿真测试,主要从带宽占用率、时延、抖动等几个评价指标来进行分析。实验结果表明本文所提出的基于时间槽的分级带宽预留算法在网络拥塞时能很好地保证传输时的QoS。
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