随着Internet的不断发展并深入到社会生活的各个角落,对用户来说,希望网络能提供更优质、有保障的服务;而对网络运营商来说,希望能够优化网络资源的使用,使网络具有更好的可控和可管理性。因此,网络的QoS控制研究引起了广大的研究者的重视,而实现QoS控制也成了下一代Internet的重要特征之一。 事实上,网络QoS控制的本质在于资源的管理。因此,在实现网络QoS控制的关键技术工作就是:一方面通过队列管理对网络资源实施有效的分配和控制,另一方面通过有效的接纳控制以保证进入网络的用户流量小于网络资源的服务能力。这两个方面是本文的主要研究内容。 本文首先对队列调度和队列管理进行深入的研究,提出了一种简单、有效的核心无状态的虚拟时钟调度算法。该算法通过构造一个按分组预期离开时间排队的队列来保证每流的带宽,同时通过让分组自携带用于调度的流状态信息,使用一种简单的递推方法计算分组的预期离开时间,从而去除了虚拟时钟算法的有状态性,使得算法在为每流提供速率保证的同时可扩展性得到了很大的提高。 在主动队列管理方面,提出了一种基于预测的公平的主动队列管理算法,通过引入流量预测机制以及采用组合的拥塞判断标准,以及更为合理的分组丢弃概率的计算,提高了主动队列管理算法在稳定性和分组丢弃率等方面的综合性能。同时采用一种完全无状态的方法对非适应流进行有效的惩罚,以提高算法的公平性。仿真实验表明,算法在稳定性、分组丢弃率、公平性等方面的性能得到了很大的提高,同时保持了较高的网络带宽利用率。 另外,论文还研究了网络中分组的端到端延时上限。通过对网络的抽象,得到了一个重要的结论,即“在节点处理速率恒定的情况下,一个流的最大分组在除首节点外的任意节点都不会遭遇队列延时”。将这个结论引申到实际网络中去,得到了更为严格的分组端到端延时上限。这条结论可以广泛用于各种网络分析中,除了可以用于分组的端到端延时分析外,还可用于分析和估计网络中队列长度,以及网络