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基于Click的模块化软件路由器的包调度算法研究

作　者: 刘春晓
导　师: 王娟
学　校: 东北大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 软件路由器 QoS 包调度算法 RED
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 11次
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内容摘要


随着网络的发展,特别是随着PC机价格的下降,一套软路由设备所需的投资成本可以得到进一步的缩减,那么软件路由器在性能上和价格上的优势显而易见。随着技术的不断进步,软路由会在未来的几年内得到广泛的运用,以取代市场中的低端硬件路由器。Click软件路由器系统是一种新的灵活、可配置的体系结构。Click软件路由器系统的设计主要针对一般软件路由器不灵活性的缺点,提出了灵活且完整的结构。随着网络爆炸性的发展,如果不在网络中使用拥塞控制算法,那么拥塞崩溃的发生会严重降低网络的性能。Click软路由中是通过RED、RoundRobinSched、PrioSched和StrideSched组件来实现拥塞控制的。本文对Click软件路由器系统中的RED组件进行了详细深入的分析,该组件所使用的RED算法主要存在三个问题,第一是参数设置问题,第二是不能有效地估计拥塞的严重性问题,第三是公平性问题。本文通过对ARED、DRED、FRED、CHOKe, WRED、BLUE这几个算法的研究从而针对RED中存在的前两个问题提出了一种改进的算法,该算法能够动态的调整w。和：maxp的值,改变了丢包率或分组标记的计算方法,可在保持较高的吞吐率的基础上,使队列更趋于稳定。本文还将改进的RED算法,融入到Click模块化软件路由器中,重新编写了一个组件,即]mproved_RED组件,弥补了原来RED组件在丢包率、排队时间方面的不足。本文使用Click软件路由器平台进行性能测试并使用复合组件技术对该平台进行了优化。通过仿真实验得出改进了的RED算法减少了路由器的丢包,缩短数据包的排队时间,从而减小网络延迟,实验证明平台优化后,该平台的转发速率有了明显的提高。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 论文的研究背景  10
  1.2 论文的研究意义  10-11
  1.3 国内外的研究现状  11-12
  1.4 论文的主要工作  12
  1.5 论文的组织结构  12-14
第2章 相关技术  14-26
  2.1 硬件路由器  14-15
  2.2 Click模块化软件路由器  15-17
    2.2.1 软件路由器  15
    2.2.2 Click软件路由器系统  15-16
    2.2.3 Click体系结构的主要实现技术  16-17
  2.3 QoS技术  17-19
    2.3.1 QoS的定义  17
    2.3.2 QoS性能标准  17-19
    2.3.3 调度和队列技术  19
  2.4 主动式队列管理(AQM)  19-21
    2.4.1 Click模块化软件路由器中的AQM  19-20
    2.4.2 RED算法存在的问题  20-21
  2.5 RED研究现状及算法概述  21-25
    2.5.1 针对RED参数设置提出的算法  21-23
    2.5.2 针对流的公平性提出的算法  23-24
    2.5.3 针对算法稳定性提出的算法  24-25
  2.6 小结  25-26
第3章 R印算法的改进与实现  26-38
  3.1 RED算法改进的具体思想  26-29
    3.1.1 RED算法的参数估计  26-27
    3.1.2 平均队列长度计算分析  27-28
    3.1.3 丢包率或分组标记概率的计算分析  28-29
  3.2 改进的RED算法的实现  29-33
    3.2.1 判断拥塞发生的标志  29-30
    3.2.2 权重和最大丢弃概率的调整时机  30
    3.2.3 权重和最大丢包概率的调整方法  30-32
    3.2.4 丢包率或分组标记概率的计算方法  32-33
  3.3 主要参数的确定  33-36
    3.3.1 权重上限的确定  33-34
    3.3.2 N的确定  34
    3.3.3 m的确定  34-36
  3.4 小结  36-38
第4章 改进的RED算法在Click模块化软件路由器中的实现  38-50
  4.1 组件  38
  4.2 组件的编写过程  38-39
  4.3 Element类  39-40
  4.4 Improved_RED组件主要成员函数的设计与实现  40-48
    4.4.1 主要的成员变量  40-41
    4.4.2 Improved_RED类主要成员函数  41-48
  4.5 小结  48-50
第5章 实验结果及分析  50-64
  5.1 实验平台  50-57
    5.1.1 click软件路由器的安装与运行  50
    5.1.2 实验环境的配置  50-54
    5.1.3 实验平台的优化  54-57
  5.2 实验结果及分析  57-62
    5.2.1 实验的参数配置  57-58
    5.2.2 吞吐量  58-59
    5.2.3 时延  59-60
    5.2.4 丢包率  60-61
    5.2.5 平台性能的测试  61-62
  5.3 小结  62-64
第6章 结论与展望  64-66
  6.1 结论  64
  6.2 展望  64-66
参考文献  66-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 网络设备
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