分組交換網絡中擁塞率的計算.pdf

1、隨著網絡視頻和流媒體等應用的逐漸普及，用戶對帶寬的需求日益增加?；诙郥CP流的高帶寬需求應用大量擠占網絡帶寬，影響網頁瀏覽和電子郵件等低數(shù)據量應用的體驗。如何在不過度限制高帶寬需求應用的前提下，有效改善低數(shù)據量應用的體驗，成為目前分組交換網絡亟待解決的問題。基于網絡擁塞量收費的網絡計費策略是該問題的一種可行的解決方法。其基本思想是在網絡發(fā)生擁塞時按照用戶所造成的擁塞量來對用戶進行收費。隨著近年來ECN、Re-ECN機制的提出，統(tǒng)計網絡

2、擁塞量并適時地反饋給用戶這一需求得以滿足，這為基于擁塞量的收費策略提供的實現(xiàn)基礎。但是目前對于這種計費機制的研究還停留在定性分析上。如何定量的計算單位時間內用戶產生的擁塞量，以及如何建立用戶行為與其產生的擁塞量之間的關系還是一個有待解決的問題。定量計算單位時間內用戶產生的擁塞量對于運營商來說可以預計網絡擁塞情況并合理定價，對于用戶來說可以預估自己的支出。
　　擁塞率是指單位時間內網絡中被標記的TCP數(shù)據包的個數(shù)。本文針對單擁塞點網

3、絡和多擁塞點網絡分別求解了擁塞率。
　　首先，本文對單擁塞點網絡中用戶的行為進行了建模，并證明了在該模型下單擁塞點網絡瓶頸鏈路中的應用個數(shù)的分布符合M/M/1隊列模型。同時，本文通過TCP閉環(huán)反饋模型，推導出了單擁塞點網絡中TCP流數(shù)與數(shù)據包標記率關系的閉式表達式，并根據仿真將其近似為線性關系。在此基礎上，我們推導出了擁塞率與用戶行為之間的關系。
　　其次，本文對多擁塞點網絡的TCP穩(wěn)態(tài)行為進行了建模。在模型中，我們用一組非

4、線性方程組刻畫網絡狀態(tài)，并依此求解出了多擁塞點網絡中的擁塞率。此外，我們選用不同的迭代方法對此非線性方程組求解，并給出了求解的時耗與網絡規(guī)模的關系。
　　再次，針對多擁塞點網絡拓撲結構復雜，不便于分析的問題，將TCP流數(shù)改變對網絡中隊列長度的影響分為直接影響、二階影響與高階影響。在此基礎上，提出“等效流數(shù)法”，將多擁塞點問題轉化為多個相互關聯(lián)的單擁塞點問題，并證明了TCP流數(shù)改變對隊列長度的直接影響與二階影響的大小均與原隊列長度正