计算机网络价控问题的研究

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随着Internet应用的迅猛发展,网络资源相对匮乏的问题日渐突出。如何合理分配有限的资源为不同QoS(QualityofService)需求的应用提供服务,提高资源使用效率,是亟待解决的问题。把微观经济学方法引入计算机网络资源分配领域,帮助网络管理者进行合理的价控,为这一领域的研究提出崭新的思路,具有重大意义。对策论是微观经济学的重要分枝。在通信领域,研究者通常希望通过对网络的集中管理来达到资源利用的最佳效率,但是他们往往会忽视网络本身的分布式特性和用户间在资源使用上广泛存在的非合作对策。因而,对通讯网络中的路由选择和流量控制运用对策论来构筑模型的方法日益增多。本文正是从用户是非合作的情况下来讨论管理者是如何制定合理价格的。 本文分析了TCP网络中价格机制的公平性及用户的速率如何调整以使其获得最佳效益。在单瓶颈链路下将对策论中的激励Stackelberg策略引入到网络系统模型中,再从用户的最大效用函数的角度出发,使其达到最佳速率,同时又防止过度占有网络资源,在一定的程度上避免了网络的拥塞。以串联链路网络为对象,包括一个服务管理者和若干用户。将这些用户分为两类,并将网络系统划分为两个子系统来考虑,服务管理者需要对这两个子系统中的用户制定相应的流量价格,第一个子系统受第二个子系统的影响。将对策论的思想应用到定价策略中,假设服务管理者为主方,用户为从方并且为非合作的,则在不同的每单位流量价格下将存在一个独立Nash平衡点。文章讨论了Nash平衡点为正时价格应满足的取值范围,在此基础上讨论了第一个子系统中两类用户价格比的取值范围,最后以数值例子得出Nash平衡状态下用户的速率和网络的收益。合理的价格对服务管理者和用户而言都具有重要的意义。 最近 ,价格手段被用来控制网络拥塞和管理网络资源的分配,而价格手段的一个重要特点是可以促进资源的合理分配和利用。分析了基于市场模型的网络带宽分配方法和基于流量控制的实时网络定价模型,二者都根据用户的带宽需求和网络系统带宽的使用状况,计算出网络带宽的市场价格,并通过用户的价格参数进行带宽资源的协商与分配。分析表明,该方法可以达到优化系统效率和提高用户满意度的目标。然后从网络服务提供者和用户的利益角度分析了用户速率变化对双方的影响。运用市场的观点,以用户的最优速率为依据引入了网络供应函数和用户的需求响应函数,讨论了供求平衡的稳定性条件。通过Matlab对数值例子进行的仿真结果,分别从不同基本流量单价、不同需求度、不同供应指数的条件下分析了平衡状态。仿真结果表明,运用此方法来对网络进行动态的价格管理,具有重要的现实意义。在结论与展望部分总结了前面所做的工作,并对网络价格控制中存在的其他问题进行了简单的分析,以及对未来可做的工作方向的阐述。
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