多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中插入式分組調(diào)度算法研究.pdf

1、現(xiàn)有的分組調(diào)度算法都是基于數(shù)據(jù)分組,分組的發(fā)送過程不可中斷。對于變長分組發(fā)送,如果有一個比較長的非實時業(yè)務(wù)(低優(yōu)先級)分組已經(jīng)開始發(fā)送,同時收到一個急需發(fā)送的實時業(yè)務(wù)(高優(yōu)先級)分組,那么實時業(yè)務(wù)分組只好等待發(fā)送,這就增加了實時業(yè)務(wù)分組的延時,并且非實時業(yè)務(wù)分組的長度越長,數(shù)目比例越高,實時業(yè)務(wù)的時延和抖動性能越差。針對上述問題,為滿足實時業(yè)務(wù)的QoS要求,降低非實時業(yè)務(wù)分組傳輸對實時業(yè)務(wù)的時延和時延抖動的影響,本文提出插入式的分組調(diào)度

2、算法。實現(xiàn)此種算法的關(guān)鍵在于：分組插入和恢復(fù)控制信息的創(chuàng)建與解析、實時業(yè)務(wù)插入發(fā)送開始和結(jié)束時刻的確定。本文選用千兆以太網(wǎng)1000BASE-X PCS子層的8B/10B編碼預(yù)留的特殊控制碼作為分組插入和恢復(fù)控制信息。對于插入發(fā)送開始和結(jié)束時刻的確定,共提出了三種插入式分組調(diào)度方法,它們有著不同的優(yōu)劣。 基于優(yōu)先級的插入式分組調(diào)度算法,類似于“中斷”,優(yōu)先級作為判斷發(fā)送的唯一依據(jù)。當(dāng)需要發(fā)送高優(yōu)先級分組時,掛起正在發(fā)送的低優(yōu)先級分

3、組,等待發(fā)送完插入的高優(yōu)先級分組后,激活掛起的低優(yōu)先級分組。高優(yōu)先級的分組在發(fā)送的過程中感覺不到低優(yōu)先級隊列的存在,只要它處于高優(yōu)先級隊列的頭部就可以發(fā)送,而不必等待低優(yōu)先級隊列中的分組發(fā)送完畢。通過創(chuàng)建以VoIP和IPTV為代表的實時業(yè)務(wù)和WWW為代表的非實時業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)源模型搭建OPNET仿真平臺,構(gòu)建同等條件下的插入式和非插入式分組調(diào)度仿真模型,分析比較插入和非插入模式下的仿真結(jié)果定量地驗證此種算法的可行性和有效性,但同時也發(fā)現(xiàn)它在公

4、平性和獨(dú)立性方面存在一些缺點(diǎn)。 為更好地安排實時業(yè)務(wù)和非實時業(yè)務(wù)發(fā)送機(jī)會的順序和時間長度,提出基于調(diào)度表的插入式分組調(diào)度算法。該算法根據(jù)實時業(yè)務(wù)隊列的預(yù)約帶寬和最大分組長度建立調(diào)度表,然后利用調(diào)度表對變長分組的業(yè)務(wù)流進(jìn)行整形和調(diào)度。實時業(yè)務(wù)不同的QoS要求和業(yè)務(wù)特性決定了在調(diào)度表中為其安排的發(fā)送機(jī)會的間隔和長度,但基本原則是盡量讓業(yè)務(wù)發(fā)送機(jī)會的安排和業(yè)務(wù)流的屬性一致,這樣可以保證實時業(yè)務(wù)不同的時延或時延抖動要求。 調(diào)度表

5、在連接到隊列的業(yè)務(wù)流建立或釋放連接時,進(jìn)行更新。如果業(yè)務(wù)流建立和釋放連接頻繁,那么調(diào)度表的更新就會很頻繁,這就加大了交換節(jié)點(diǎn)的工作量,并且基于調(diào)度表的插入式分組調(diào)度算法需要和DRR-起處理變長分組的問題,對于分組長度變化范圍比較大的業(yè)務(wù),可能會凸現(xiàn)DRR的一些固有缺點(diǎn),所以提出基于ShVC的插入式分組調(diào)度算法。這種算法首先對業(yè)務(wù)流進(jìn)行流分類,粗略劃分為實時業(yè)務(wù)隊列組和非實時業(yè)務(wù)隊列組。對實時業(yè)務(wù)隊列組采用ShVC算法,決定了實時業(yè)務(wù)隊列

6、的發(fā)送機(jī)會,在沒有實時業(yè)務(wù)分組發(fā)送的時候,發(fā)送非實時業(yè)務(wù)隊列的分組,而非實時業(yè)務(wù)隊列采用保證帶寬的調(diào)度方法(比如WFO)等效于一個隊列。這種算法在降低ShVC算法復(fù)雜度和開銷的同時,真正意義上達(dá)到實時業(yè)務(wù)的發(fā)送基本不受非實時業(yè)務(wù)的影響。對于基于調(diào)度表和ShVC的插入式分組調(diào)度算法,采用相同的業(yè)務(wù)源模型搭建不同的OPNET仿真平臺,驗證算法的可行性和有效性。通過上述三種算法的仿真可以看出,插入式分組調(diào)度算法不僅較大幅度降低了高優(yōu)先級分組的