异构无线网络多链路多业务调度研究

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随着近年来以4G、5G为代表的移动蜂窝技术和以Wi Fi为代表的无线接入技术等无线通信技术的迅速发展与深入融合,移动网络业务数据流量急剧增长。当前数据传输技术仍然以TCP/UDP为主导,实现端到端的数据传输,但在未来异构网络环境中,网络资源利用率更高、吞吐量更大、容灾性更强的多链路传输技术必然会取代传统单链路传输。同时随着生活水平的提高,网络用户对多业务提出了需求,为了提升用户体验质量,考虑一种基于用户喜好与业务属性的调度算法,结合多链路传输技术,实现减小时延、丢包率与增大吞吐量的目标。标准的TCP/IP协议架构不支持多径特性,本文利用网卡虚拟化技术,通过将多块物理网卡整合为一块虚拟网卡,对传输层而言仍然是一个可以进行网络配置和传输的网络接口,兼容传统的TCP/UDP等传输层协议。同时为了保证传输质量,待发送数据包根据链路的时延、带宽和开销等状态参数对各链路进行评估,优先选择状态好的链路进行发包。多业务是针对用户而言的,用户执行的应用程序在计算机中都对应有一个端口号,端口号信息隐藏在应用程序所发送数据包中,通过解析比较此数据包的端口号字段值来区分不同业务。本文提出了一种多业务调度算法,将业务分为实时业务和非实时业务两大类,根据业务的需求带宽、最大容忍时延与丢包率、用户喜好等参数计算业务优先级,并按照优先级大小进行发包间隔排队等待。结合链路状态评估后的选择算法,对每个业务数据包选择最优发送链路,实现业务调度功能。
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