基于博弈的网络服务竞争模型的研究与设计

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流量控制和路由是网络资源管理和带宽管理两个部分。通常流量控制采用尽力而为的方式对输入流进行调正以适应有限的可用带宽。路由策略则根据所需要服务的某种特定属性进行选择。而在很多情况下流量控制和路由策略的选择应该由用户来完成以满足其服务特性的相应要求。在这种面向用户的模式下,非合作博弈理论能够很好的对其进行建模。非合作博弈理论提供了一个框架,在此框架下可以开发不同的策略机制来解决速率控制,公平性以及路由策略的问题。互联网上的网络用户对网络带宽资源的竞争关系,完全可以视作一个参与人之间的非合作博弈过程,进而可利用非合作博弈的理论进行流的控制和拥塞控制。本文选择Nash均衡理论解决该非合作博弈问题。在此框架下,本文为网络服务竞争构建了数学模型,通过对数学模型的演算分析,求解出多用户-单连接,单用户.多连接以及多用户.多连接情况下的服务流控制策略,并在此数学模型的基础上设计了计算各个用户所能分配的速率以及服务流输出速率分配方式的算法,本文最后对此算法进行了不同参数下的测试分析。发现基于博弈的算法能够有效抑制用户对资源的贪婪行为,对于有相同服务质量要求的用户能够提供相同的服务质量。并且在网络发生拥塞是能够回避拥塞连接,并且为低服务质量请求的用户提供基本网络资源保障。本文为建立完整的服务模型,参考了以往和当前网络服务质量的研究成果,建立了符合网络自由博弈特点的通用服务模型结构,并对其进行了较完整的分析和描述。基于博弈的服务质量模型不但能够使用户有更大的自主性,公平性,并且有利于促进整个网络的融合。
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