区分服务中基于速率变化估计的三色标记器

摘要

随着网络技术的迅速发展，Internet 上不断涌现出如IP电话、视频会议、远程教学等多媒体业务，网络环境呈现前所未有的多元化、复杂化。原有的尽力而为的服务已无法满足各种应用对网络传输质量提出的不同要求，而服务质量技术使网络能够对带宽、延迟、抖动、包丢弃等进行控制，对服务质量的研究于是成为热点。 区分服务是由IETF 提出一种Internet QoS解决方案。在区分服务网络中，边界节点根据流规格对数据包进行分类，并标记其包头中的区分服务码点(DSCP)，具有相同DSCP的数据包汇聚成聚集流；核心节点则根据数据包的DSCP值选择不同的逐跳行为(PHB)对其进行调度转发。DiffServ将PHB的行为与实现机制相分离，因而具备良好的可扩展性。 很多研究已经指出了区分服务中存在带宽分配的不公平现象，其中TCP流面临的公平性问题尤为严重，这主要是因为TCP 流是一种适应流，对网络环境敏感。 为此本文介绍了标准的TCP拥塞控制算法，由于不同的TCP实现采用的拥塞控制算法不同，本文又通过实验比较了它们在遭遇丢包时的不同表现。然而无论何种实现，在发生拥塞时，TCP流的拥塞窗口大小都将发生变化。 基于以上认识，结合对区分服务中的分组标记策略的研究，本文对时间滑动窗口三色标记器(TSWTCM)加以改进，提出了一种新的标记器——基于速率变化估计的三色标记器(RTCM)。该标记器跟踪数据包到达时速率的变化率，根据变化率的大小推测该流的属性，通过动态地调节阈值对TCP流加以保护。仿真实验证明，该标记器能够增强TCP流的竞争力，提高链路利用率，更好地保证了带宽的公平分配。 本文的研究主要借助大量的仿真实验完成，使用的是NS 网络模拟器。NS是目前国际上广泛使用的网络仿真软件，在分析和评价网络性能方面发挥了重要作用。本文着重介绍了NS中的区分服务模块，通过一个实例展示了编写脚本，获得实验数据，分析实验结果的整个过程。