近年來,網(wǎng)絡(luò)中存在各種各樣的流量,每種流量對于網(wǎng)絡(luò)的性能都有著不同的要求,有的對時(shí)延要求很高,有的對吞吐量要求很高,甚至有的對時(shí)延和吞吐量都有著很高的要求。如何保證網(wǎng)絡(luò)具備低時(shí)延、高吞吐量等特性是目前學(xué)術(shù)界和工業(yè)界共同關(guān)注的難題。為了解決這些網(wǎng)絡(luò)難題,ECN作為一種有效的工具被部署到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部,以ECN為基礎(chǔ)的擁塞控制協(xié)議在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)取得不錯(cuò)的效果。如何高效地配置ECN標(biāo)記閾值是其中最關(guān)鍵的一部分。如果ECN閾值配置不合理,將會對網(wǎng)絡(luò)的性能帶來極大的影響。因此,本文主要研究如何合理地對ECN標(biāo)記閾值進(jìn)行配置,以達(dá)到最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)性能。本文分別針對單層調(diào)度和多層調(diào)度中的ECN標(biāo)記策略進(jìn)行研究。對于單層調(diào)度而言,本文主要研究針對網(wǎng)絡(luò)中的流量進(jìn)行Qo S單層分類時(shí),如何配置ECN閾值使得網(wǎng)絡(luò)的性能達(dá)到最優(yōu)。眾所周知,網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延和吞吐量是一對相互矛盾的特性,往往在保證低時(shí)延的同時(shí)無法保證高吞吐量,或者在保證高吞吐量的同時(shí)又無法保證低時(shí)延�；谏逃媒粨Q機(jī)的ECN標(biāo)記能力,本文提出PMSB多重閾值標(biāo)記算法。PMSB在保證網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到最優(yōu)的同時(shí),其設(shè)計(jì)原理非常簡單,僅僅需要針對網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)進(jìn)行少... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于隊(duì)列設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值

第一章緒論4圖1-1給出了不同配置下往返時(shí)延（RTT）的累計(jì)分布函數(shù)（CDF）。隨著隊(duì)列數(shù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延急劇增加。由于將每個(gè)隊(duì)列的ECN閾值均設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值時(shí)，隨著隊(duì)列數(shù)目的增加，交換機(jī)出端口中緩存的數(shù)據(jù)包總量急劇增加，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的排隊(duì)時(shí)延急劇增加。因此將隊(duì)列ECN閾值設(shè)置較大時(shí)將導(dǎo)致極高的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。圖1-2:基于隊(duì)列設(shè)置比例ECN閾值1.1.2.2隊(duì)列設(shè)置比例ECN閾值每個(gè)隊(duì)列均配置標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值時(shí)，交換機(jī)端口緩存的數(shù)據(jù)包太多，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的排隊(duì)時(shí)延太高。因此，為了解決隊(duì)列設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值帶來的問題，此處根據(jù)隊(duì)列的權(quán)重將標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值分配給每個(gè)隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列按權(quán)重比例配置ECN閾值。假設(shè)交換機(jī)端口存在N個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的權(quán)重依次為W1,W2...WN，其中隊(duì)列Qi的比例ECN閾值Ki計(jì)算公式如下:顯然，每個(gè)隊(duì)列按權(quán)重比例分配標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值時(shí)，能夠確保網(wǎng)絡(luò)具備極低的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。然而，當(dāng)活躍隊(duì)列數(shù)較少時(shí)，由于隊(duì)列的ECN閾值太小，將會影響鏈路的利用率。此處通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，利用NS-3分別配置隊(duì)列的ECN（1-1）

第一章緒論5閾值為2packets和16packets，并開啟1條數(shù)據(jù)流來測試網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，其中鏈路帶寬均為10Gbps。如圖1-2所示，當(dāng)隊(duì)列的ECN閾值設(shè)置為16packets時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量接近10Gbps。然而，當(dāng)隊(duì)列的ECN閾值設(shè)置為2packets時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量約為9.4Gbps，下降了6%。因此，將隊(duì)列的ECN閾值設(shè)置為比例ECN閾值時(shí)，無法充分利用鏈路的帶寬。圖1-3:基于端口設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值（16pkts，流數(shù)目之比1:8）1.1.2.3基于端口設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值無論是基于隊(duì)列設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值還是基于隊(duì)列設(shè)置比例ECN閾值，都無法同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)延和高吞吐量。如果基于端口配置標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值，則可以同時(shí)確保網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)延與高吞吐量。但是基于端口配置標(biāo)準(zhǔn)ECN閾值時(shí)，配置粒度太大，隊(duì)列間會產(chǎn)生相互影響，無法保證數(shù)據(jù)流之間的公平性[27]。此處仍利用NS-3仿真器進(jìn)行驗(yàn)證，在交換機(jī)上配置端口ECN閾值為16packets，并且從不同的節(jié)點(diǎn)開啟9條流，所有數(shù)據(jù)流的目的節(jié)點(diǎn)相同，鏈路帶寬均為10Gbps。通過DSCP（DifferentiatedServicesCodePoint）將這9條數(shù)據(jù)流分配到2個(gè)隊(duì)列（隊(duì)列1和隊(duì)列2）中，其中隊(duì)列1擁有1條數(shù)據(jù)流，隊(duì)列2擁有8條數(shù)據(jù)流。配置DWRR[24]作為隊(duì)列調(diào)度算法，其中隊(duì)列1和隊(duì)列2的權(quán)重相同。在理想情況下，隊(duì)列1和隊(duì)列2的吞吐量應(yīng)該保持一致。


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