毕业论文之自适应网络流量控制研究.docx

上海电机学院毕业设计（论文）开题报告课题名称 自适应网络流量控制研究 学 院 电子信息学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 BX071 学 号 BX07108 姓 名 张莉雯 指导教师 王小刚 定稿日期： 2010年 12 月15日自适应网络流量控制研究摘 要：互联网传送内容的日益复杂和用户对业务之来那个质量提出更高的要求门都促使网络管理者使用更有效的工具来优化网络。众所周知，Internet诞生之初，并没有网络流量控制(Traffic Contro1)方面的考虑和设计，IP协议的原则是尽可能好地为所有数据流服务，不同的数据流之间是平等的。然而多年的实践表明，这种原则并不是最理想的，有些数据流应该得到特别的照顾， 比如，远程登录的交互数据流应该比数据下载有更高的优先级。针对不同的数据流采取不同的策略，这种可能性是存在的。网络流量的控制通常发生在输出网卡处。虽然在路由器的入口处也可以进行流量控制，Linux也具有相关的功能， 但一般说来， 由于我们无法控制自己网络之外的设备， 入口处的流量控制相对较难。流量控制的一个基本概念是队列(Qdisc)，每个网卡都与一个队列， 每当内核需要将报文分组从网卡发送出去， 都会首先将该报文分组添加到该网卡所配置的队列中， 由该队列决定报文分组的发送顺序。而优先级队列是其中比较常用的队列。优先级队列是针对关键业务应用设计的。关键业务有一个重要的特点，即在拥塞发生时要求优先获得服务以减小响应的延迟。优先级队列可以根据网络协议（比如IP，IPX）、数据流入接口、报文长短、源地址/目的地址等灵活地指定优先次序。本文主要运用的就是优先队列来实现流量控制，并对已有的优先队列进行改进，将每个优先级设计一个时间权值来改善性能。以使得低优先级也能被调用，而高优先级不总是被调用。以实现调度性能，从而优化控制性能。关键词：服务质量；流量控制；队列管理；NS2 1. 文献综述1.1网络流量控制概述 流量管理系统(又称应用流量管理器,带宽管理器或QoS设备）早在2000年就已经出现了，最早是美国的Packteer公司研发。但是由于网络带宽问题还没有显著，所以企业IT部门对带宽的重视程度还不够，随着各种网络新技术的应用以及网络多媒体技术的发展，网络带宽紧缺的问题越来越明显。尤其是2005年来，P2P应用更是对带宽的管理带来了严重威胁，所以带宽管理器的市场在近3年来得到了很大的发展。据不完全统计，这个市场已经超过了近25亿美元。中国的带宽管理市场从2004年才开始逐渐受到重视，2007年中国带宽管理市场份额也在2亿人民币，预计中国带宽管理市场将以20%以上的速度增长。而具有带宽管理设备提供商的除了国外Packteer、Allot公司外，国内的北京英智兴达,畅讯科技等厂商，国外厂商带宽管理设备还没有实现界面的本地化，都是以授权代理的形式进入中国；国内的厂商在经历了3到4年的产品研发攻坚，产品才日益稳定，市场、技术、产品的竞争将在2008年展开。带宽管理器的基本功能非常简单，就是根据应用和用户进行带宽的分配与监控。由于是七层的网络管理设备，所以网络管理人员无需具备较高的网络知识就能直接对应用和用户进行带宽的分配，这在一定程度上降低了网络管理人员的投入。虽然功能很简单，但是能够实现的各种应用却很多，只是大部分用户对带宽管理的应用没有得到很好的认识。国外的带宽管理设备昂贵，且不支持中文展示所以Packteer和Allot的应用主要集中在电信和金融，国内的北京英智兴达等厂商虽然在教育、政府、能源与医疗行业有所斩获，但是产品系列才成型一年，所以在市场应用的推广各厂商没有过多投入，导致用户对带宽管理的应用处于初级阶段。1.2服务质量简介在因特网中，服务质量QoS（Quality of Service）就是用来评估网络投递分组能力的一种技术。服务质量 QoS（Quality of Service）是各种存在服务供需关系的场合中普遍存在的概念，它被用来评估服务方满足客户服务需求的能力。评估通常不是精确的评分，而是注重分析在什么条件下服务是好的，在什么情况下服务还存在着不足，以便有针对性地作出改进。在因特网中，QoS 所评估的就是网络投递分组的能力。由于网络提供的服务是多样的，因此对QoS 的评估可以基于不同方面。通常所说的QoS，是对分组投递过程中对延迟、延迟抖动、丢包率等核心需求提供支持的服务能力的评估。1.3流量控制 在企业Intranet和Internet之间存在一个网络瓶颈，由于企业内网的带宽远远高于路由器的出口带宽，所以经常造成网络拥塞，丢包现象严重。如果不对网络流量进行控制，将会造成一些关键业务得不到服务质量保证，而其它一些不重要的流量占用过多带宽，影响网络的性能。本章在DiffServ模型的基础上，提出了流量控制模型，并对该模型的各个部分作出了详细地讨论和研究。 数据包分类就是根据数据包本身写到的信息或与数据包有关的信息（主要指IP包头和传输层头部携带的信息）索引预先设置的分类器，查找匹配的规则来达到区分数据包的目的（图1）。数据包分类的结果决定了这个数据包属于哪一数据流以及此数据包应该达到什么样的服务等级，然后转发引擎根据分类的结果采用相应的处理来满足用户的需求。这些出来可能包括丢弃未授权的分组。进行特殊的排队和调度或者作为路由选择的依据。许多网络服务需要进行数据包分类，如寻路、防火墙访问控制、策略路由和业务账单等。 图1 数据包分类示意图分类器是分类规则和分类策略的集合。一般表一种业务流，在数据包转发过程中接受相同的数据包的依据。一条分类规则可以看成是一个过滤的组合。通常分类规则过滤器(Filter)涉及到数据包等的一个或多个字段，如ToS(8bits)、源IP地址协议(8bits)、源端口(16bits)和目的端口(16bits)。分据包的丢弃优先级、调度策略、缓存区和带宽管处理行为中还必须包括一个优先级标识符来解决情况，即分类规则相互重叠的情况。1.3.2流量整形流量整形(Traffic Shaping)也称速率整形、流量控制、传输整形、流量引导等。流量整形首先用在信源数据流整形，尽管信源产生数据流总体速率可能不变或有规律，但短时无序性使得数据流速率起伏很大不适合直接进入网络，常用漏桶(Leaky Bucket)或令牌桶(Token Bucket)31先进行流量整形再进入网络。其次，流量整形也常用于平滑网络传输中的业务流，从而控制拥塞。1.3.3流量监测和统计网络流量监测(Network Traffic Measurement)提供了一种探索实际环境中网络特性的手段。网络流量监测是指从网络设备上采集数据、收集数据、分析数据的过程。它从网络中采集一些具体指标数据，并反馈给监测者。这些数据可以用来作为分析网络性能、了解网络运行动态、诊断可能存在的问题、甚至预测可能出现问题的“度量值”。这一技术目前被广泛应用于商业和科研领域。在商业领域，一个网络由网络运营者和网络使用者组成。网络流量监测作为双方都需要的工具，这方面的软件开发有着广阔的市场前景。对于一个大型IP网络运营者来说，了解整个网络的运行状况、掌握网络的动态变化、了解用户的使用情况，网络流量监测作为网络管理的一部分，发挥着重要作用。在科研领域，网络流量监测技术作为“测量仪”，是实现具体建模、分析的必要前提和手段。在网络安全的研究方面，借助网络流量监测捕获流量数据是IDS（入侵监测系统）中的必要一步。在互联网协议开发方面，网络流量监测技术可以用来分析具体网络协议的性能。在互联网流量工程的研究方面，网络监测提供了获取实际网络特性的手段，而网络模拟和理论分析则侧重于在真实的网络之上建立起抽象的分析模型。由于时间关系，在论文以下篇章中主要讨论和研究了流量控制模型的队列调度管理以及流量整形策略及算法，而流量的分类以及流量的监测和统计模块由其他同学完成。1.4队列管理算法当某个输出端口的分组到达速率快于输出端口的分组传输速率时，就会发生网络拥塞，流量控制器通常用两种不同的算法控制网络拥塞，它们分别是队列调度和队列存储器管理。虽然这两种机制紧密相关，但它们解决问题的方式却截然不同。队列调度通过对不同服务类分配不同的输出端口带宽比来管理拥塞，而队列存储器管理通过控制队列的平均深度来避免拥塞的发生。主要的队列管理算法如下：尾丢弃尾丢弃是一种完全缺乏队列存储器管理的情况。当分组到达某个队列队列已经耗尽分配给它的缓冲器空间，该分组及后续分组都将丢弃，直到空出缓冲器空间，如图2所示。队列100%填满队列尾队列尾丢弃 图2 尾丢弃 早期随机检测RED主动式队列存储器管理是一种当队列的平均长度开始增加时，允许路先对拥塞作出响应，而不是简单地等待拥塞队列溢出，然后丢弃所有后续队列缓冲器管理机制。主动式队列存储器管理通过丢弃或者标记分组，在资源完全耗尽之前，对拥塞作出响应。目前存在两种可用于大型IP网络的主动式队列存储器管理机制：早期测(RED)目前已在大型IP网络中采用和显式拥塞通知(ECN)对于IP正处于实验阶段。在任何类型的队列存储器管理机制中，必须找到被迫丢弃的分组数量时延的最佳平衡点。增加队列长度，可以减少由于队列拥塞而丢弃的分组但势必增加排队时延；相反，减短队列长度将降低队列拥塞时产生的排队但增加了由于队列拥塞而丢弃的分组数量。RED通过使用分组丢弃可能性描述来控制分组丢弃进程的激烈程度，丢弃可能性描述对一系列不同的队列占用状态定义了相应的丢弃可能性。如果队列占用状态停留在用户定义的最低阈值(MinTh)之下，RED不会丢弃队列中的任何分组如果队列占用状态超出了用户定义的最高阈值(MaxTh)，RED对队列的管理操作变得和尾丢弃一样，丢弃所有后续分组；如果队列占用状态处于最低阈值(MinTH)和最高阈值(MaxTh)之间，分组根据用户配置的丢弃可能性予以丢弃。通常情况下对于位于最低阈值(MinTH)和最高阈值(MaxTH)之间的平均队列占用状态，用户需要配置RED参数，如图3所示。25%丢弃可能性50%75%100%MinTHHTHTH50%75%MaxTH队列占用状态 图3 RED丢弃可能性描述 在图3中，当队列占用状态低于25%(MinTH)时，分组不存在丢弃可能性（可能）；当队列占用状态达到50%时，分组丢弃可能性为25%；当队列占用状态达到75%时，分组丢弃可能性上升到50%；当队列占用状态超过85%时(MaxTH)，分组100%被丢弃。早期加权随机检测WRED早期加权随机检测(WRED)是RED的扩展，它允许为不同类型的信息不同的RED丢弃可能性描述。这种对不同的队列或者同一队列中的不同信置不同的丢弃可能性描述的能力，比传统的RED提供了更好的控制功能。在同一拥塞程度下，对某一类分组定义激烈程度较低的丢弃可能性描述，一类分组定义激烈程度较高的丢弃可能性描述，如图4所示。 图4 两种不同的RED丢弃可能性描述用于在路由器中实现WRED的方法有许多种。(1)信息流管制能够对超出信息流描述的分组进行标记，同时，定义两种丢弃可能性描述，分别对应标记为超出信息流描述的分组和复合物信息流分组。当路由器发生拥塞时，对这两种分组分别施加相应的RED丢弃可能性(2)路由器对TCP信息流作出标记，这样队列管理系统就能够区分TC和UDP分组，对TCP分组和UDP分组施加不同的RED丢弃可能性描述(3)路由器能够区分出超出信息流描述的TCP分组、符合信息流描述的TC分组、超出信息流描述的UDP分组和符合信息流描述的UDP分组，并对队列中这4种不同类型的信息流施加不同的RED丢弃可能性描述。1.5队列调度算法路由器在网络中属于共享资源，网络中遇到的许多问题都与分配有限的共享资源（如缓冲器、输出端口带宽等）有关，队列调度策略通过选择下一个从输出端口发送出去的分组来控制有限的输出端口带宽的分配。队列调度策略的主要功能是消除拥塞对特定信息流传输时延的影响，为此，它必须具有下列功能：(1) 对竞争输出端口带宽的不同服务类信息流公平地分配带宽。如果某些特定的服务类信息流要求比别的服务类信息流占用更多的输出端口带宽，可以通过对属于不同服务类的信息流分配不同的权值来达到带宽分配的公平性；(2)相同输出端口的不同服务类之间实施资源保护，某个队列中表现不良的服务类不能影响分配给其它队列的服务类的带宽，因此，也不能影响这些服务类经21过网络的传输时延；(3)如果某个特定服务类没有完全使用分配给它的带宽，允许其它服务剩余带宽；(4)必须提供能够基于硬件实现的算法，这样才能在不影响系统转发性前提下，对高速路由器接口进行带宽分配。如果某种队列调度算法不能基于现，它只能适用于低速路由器接口。传统的调度算法有：先进先出队列(FIFO)、优先级队列(PQ)、公平队列加权公平队列(WFQ)、加权循环队列(WRR)或称基于类队列(CBQ)、赤字加队列(DWRR)。1.6网络仿真工具NS2概述图5 简化的NS仿真过程NS2可以说就是Otcl的脚本解释器，它包含仿真事件调度器、网络组件对象库以及网络构建模型库等。除了网络组件对象以外，NS的另一个主要组件就是事件调度器。NS中的一个事件就是一个具有唯一ID的分组，这个分组内包含调度时间以及指向该事件的对象的指针。事件调度器计算(Keep Track of)仿真时间，并且激活事件队列中的当前事件（主要是通过激活适当的网络组件），执行一些相关的事件（通常都是那些发出事件的对象），网络组件通过传递分组(packet)来互相通信，但是这并不耗费仿真时间。所有需要花费仿真事件来处理分组的网络组件（比如一个延迟部件）都必须使用时间调度器。它先为这个分组发出一个事件，然后等待这个事件被调度回来之后，才能做下一步的处理工作。事件调度器的另一个用处就是计时。比如，TCP协议就需要一个计时器踪分组的传送时间，看它是否超时，如果超时，它就会进行重传（传送一个相同TCP分组序列号和不同NS分组ID的分组）。计时器使用事件调度器的与延迟部件相同。唯一的不同就是，计时器测量与分组有关的时间值，并且定时间之后进行一些相关的处理，但延迟部件却不是这样的。NS是用OTcl和C+编写的。由于效率原因，NS将数据通道与控制通道现相分离。为了减少分组和事件的处理时间（并非仿真时间），事件调度器和通道上的基本网络组件对象都是用C+写出并编译的，这些对象通过映像(Li对OTcl解释器可见。NS2首先为每一个C+对象创建一个相应的OTcl对象将可配置变量作为相应的OTcl对象中的成员变量，最后将控制函数作为相OTcl对象中的成员函数。这样，对于C+对象的控制就完全由OTcl负责了。对由C+映射过来的OTcl对象添加成员函数和变量也是可能的。当然，在仿不受控制和被内部使用的C+对象就不必映射到OTcl对象；一个对象（不在通道上）也可以完全由OTcl来实现。从图4.2中可以看出，对于C+中具有映射的对象，如果它们形成了一定次结构，那么在OTcl对象中，也会有相似的层次结构。图6 C+与OTcl的对应NS的一般体系结构可以如图6所示。 图7 NS体系结构的用户视图一般用户被认为站在图7 的左下角。事件调度器和大多数网络组件都是用C+实现的，并且通过映射对OTcl可见；而映射本身是用tclcl实现的。所有的部分合起来就构成了NS一个具有网络模型库的OTcl解释器。当某个仿真完成后，NS将会产生一个或多个基于文本的跟踪文件。只要在Tc脚本中加入一些简单的语句，这些文件中就会包含详细的跟踪信息。这些数据可以用于下一步的分析处理，也可以使用NAM将整个仿真过程展示出来，它具有类似于CD播放器的图像界面（播放、快进、倒带、暂停等）和一个播放速率控制器。此外，它还能够图形化地展示诸如链路吞吐率以及分组丢失数之类的信息，尽管这些信息并不能用于准确的仿真分析。2.选题背景及其意义2.1课题的目的和意义当前，企业内部网络和外网之间存在网络带宽瓶颈，由于企业内部网带宽远远高于路由器的出口带宽，因此容易造成网络拥塞，数据包丢失现象严重。如果不对网络流量进行控制，将会造成关键业务得不到服务质量保证，而其它非关键业务流量占用过多带宽，影响网络性能。流量控制技术通过对内网和外网之间的进/出流量进行分类、调度、整形等手段来保证关键业务服务质量，避免网络拥塞的出现，同时限制非关键业务的带宽，保证一般业务公平共享带宽，从而提高整个网络的运行质量。研究自适应网络流量控制技术对保证关键业务的服务质量具有重要意义。本文以IP网流量控制技术作为解决上面两个问题的切入点，研究如何更好的控制进/出网络的流量，预防和控制拥塞的发生，保证关键业务的服务质量，限制非关键业务的带宽（如BT等），同时控制一般的业务（FTP，E-mail等）公平共享带宽，从而提高整个网络的运行质量。2.2研究流量控制的必要性随着网络攻击技术的不断发展，网络攻击呈现出了一些新的趋势。  (1)网络攻击自动化。由于大量的网络自动化攻击工具的出现，网络攻击的技术门槛大大降低，现在的网络攻击不再是技术手段高明的黑客们的专利，而是变得越来越平民化。  (2)网络攻击智能化。攻击工具编写者采用了比以前更加先进的技术，越来越难以通过基于特征码的检测系统发现?。有许多攻击行为都利用了传统防护技术的固有弱点，体现出了很高的智能性。(3)攻击手段多样化。新的攻击手段被不断地开发利用，利用漏洞进行的网络攻击更是层出不穷，只要有漏洞被发现，就会出现相应的攻击方法。随着漏洞不断地被发现，网络攻击也会相应的增加。面对严峻的网络攻击形势，传统的防御手段已经不能应付，实施主动防御技术势在必行。3.研究内容3.1设计思路及原理传统网络所面临的服务质量问题，主要是由网络拥塞引起的。所谓拥塞，是指由于供给资源的相对不足而造成服务速率下降（引入了额外的延迟）的一种现象。增加网络带宽是解决资源不足的一个直接途径，然而它并不能解决所有导致网络拥塞的问题。 解决网络拥塞问题的一个更有效的办法是增加网络层在流量控制和资源分配上的功能，为有不同服务需求的业务提供有区别的服务，正确地分配和使用资源。在进行资源分配和流量控制的过程中，尽可能地控制好那些可能引发网络拥塞的直接或间接因素，减少拥塞发生的概率；并在拥塞发生时，依据业务的性质及其需求特性权衡资源的分配，将拥塞对QoS的影响减到最小。 对于拥塞管理，一般采用排队技术，使用一个队列算法对流量进行分类，之后用某种优先级别算法将这些流量发送出去。每种队列算法都是用以解决特定的网络流量问题，并对带宽资源的分配、延迟、延迟抖动等有着十分重要的影响。3.2 队列调度机制1. 先入先出队列FIFO（First In，First Out Queuing） 1 2 3 4 5信息流1信息流2信息流3信息流4信息流5复用器25314端口图8 先进先出队列示意图如上图所示，FIFO按照时间到达的先后决定分组的转发次序。用户的业务流在某个路由器能够获得的资源取决于分组的到达时机及当时的负载情况。Best-Effort报文投递方式采用的就是FIFO的排队策略。 如果路由器的每个端口只有一个基于FIFO的输入或输出队列，那么恶性的应用可能会占用所有的网络资源，严重影响关键业务数据的传送。 每个队列内部报文的发送（次序）关系默认是FIFO。 2. 优先级队列PQ（Priority Queuing） 1 2 23 3 4 5 信息流1信息流2信息流3信息流4信息流5复用器26314端口 6 6 3265调度器信息流6 图9 优先级队列示意图优先级队列(PQ)是所有支持服务分类(CoS)的队列调度算法中相对比较简单的一种队列调度算法。在传统的优先级队列中，系统首先对分组进行分类，然后将属于不同服务类型的分组放入不同的优先级队列。输出端口首先传输最高优先级队列中的分组，传输顺序从队列头到队列尾。某个指定优先级队列中的分组只有在所有比它优先级高的队列都处于空状态的情况下，才能得到服务。同一优先级队列内分组的服务顺序依然是先进先出。 3. 公平队列FQ（Fair Queuing） 公平队列由John Nagle在1987年提出，它是所有保证每一种信息流都能公平地占用网络资源，并防止突发性信息流超量占用网络资源的队列调度算法的基础。在公平队列中，分组首先被系统分类成若干信息流，并对每一种信息流分配一个输出队列，系统依次对各个队列进行服务，每个队列每次发送一个分组，空队列跳过。公平队列也称基础流队列(CBQ)。3.3 NS2中常用的网络组件以及分组结构NS2是一种面向对象的网络仿真器，由UC Berkeley开发而成。它本身有一个虚拟时钟，所有的仿真都是由离散事件驱动的。目前，NS2可以用于仿真各种不同的IP网，已经实现了的一些仿真有：网络传输协议，比如TCP和UDP；业务源流量产生器，比如FTP、Telnet、Web、CBR和VBR；路由队列管理机制，比如DropTrail、RED和CBQ；路由算法，比如Dijkstra等。NS2也为进行局域网的仿真而实现了多播以及一些MAC子层协议。NS2使用C+和Otcl作为开发语言。下图10展示了NS中OTcl类的部分层次结构。 图10 NS中的OTcl部分类的层次结构层次的根是TclObject类，它是所有OTcl库对象（调度器，网络组件，计时器以及其它包括NAM相关的对象）的超类。作为TclObject的子类，NsObject类是所有进行分组处理的基本网络组件对象的超类。这些基本网络组件对象包括复合网络对象，比如node和link类。基本网络组件对象又被进一步划分为Connector和Classifier两个子类。这种划分是基于可能的输出数据路由的数目进行的。只有一个输出数据路由的基本网络对象被划分到Connector类下，像交换对象（Switch)等可能有多个输出数据路由的网络对象被划分到Classifier类下。节点和路由一个节点是一个组合对象，它包括节点入口(Node Entry)对象和classifiers对象。NS中有两种不同的节点类型：单播节点(Unicast)和多播节点(Mmulticast)。一个单播节点有一个进行单播路由的地址分选器(Classifier)和一个端口分选器。多播节点另外还有一个分选出多播分组的分选器和一个进行多播路由的多播分类器。在NS中，默认的节点是单播的。要建立多播节点，用户必须在创建了调度器之后再输入脚本中明确地描述这一点。这样，以后建立的节点都将是多播的节点了。在指定节点类型之后，用户还可以选择一个特定的路由协议来代替默认的协议。Unicast-$ns rtproto type-type:Static,Session,DB,cost,multi-pathMulticast-$ns multicast(right after set$nsnew Scheduler)-$ns mrtproto type-type:CtrMcast,DM,ST,BST链路链路(Link)是NS中另外一个组合的网络对象。当用户使用成员函数duplex-link创建一个链路时，两个方向的单向链路都被创建了，如图4.6所示。一个节点的输出队列实际上是作为单向链路对象的一部分实现的。从一个队列中出队的分组被传递到仿真链路延迟的延迟(Delay)对象。从队列中丢弃的分组被发送到NullAgent，并在那里被释放。最后TTL对象为每一个收到的分组计算Time To Live参数，并更新每一个分组的TTL域值。分组一个NS的分组包含一个分组头堆栈和一个可选的数据域，如图4.7所示。当一个仿真器对象被创建时，分组头格式就已经完成了初始化。这时，分组头堆栈中所有以注册的分组头，像公共(common)分组头、IP分组头、TCP分组头、RTP分组头（UDP使用）和trace分组头，都已经被定义，并且每个分组头在栈中的偏移都已经被记录下来。如果需要，公共分组头可以被任何一个对象使用。 图11 NS中common分组结构3.4 网络流量控制模块的设计与实现 流量控制器主要部署在企业内网的边缘，如下图12所示，网络流量控制器部署在企业内网和连接外网的路由器之间，对进/出企业网的流量进行控制。 图12.流量控制器在网络中部署的位置为支持QOS区分服务模型，提出如图13所示的流量控制模型，该流量控制模型包括几个不同的功能子模块，能够将通过流量控制器的流量划分不同的类型，然后根据协商好的服务等级进行区分服务，保证一些关键的服务质量，如端对端时延、时延抖动等。 图13 支持DiffServ的流量控制模型网络流量控制模型一般包括流量分类器、流量整形器、流量监测器和队列管理器等几个部分。分类器的功能是按照不同的优先级或者控制策略，吧数据包注入到不同的队列；整形器的功能是使数据包比较平稳地注入网络，减少拥塞的发生，提高传输效率；监测器是对网络控制模块实施效果精细监测分析，打印报表等；队列管理器的功能是队列缓存管理以及队列调度管理，这些与业务的带宽分配有关。网络流量控制涉及到流量分类(Classification)、流量整形(Shaping)、流量监测和统计，以及队列调度管理等方面，是一个比较大的范畴。本论文研究的重点是队列调度管理以及流量整形，以下将对流量控制模块中的队列调度管理子模块和流量整形子模块的实现作详细地阐述。所有的模块都是基于NS2平台实现的。4 工作特色及其难点，拟采取的解决措施4.1 工作特色及其难点1）在调度流量控制中队队列调度管理算法的改进，以及NS2仿真流量控制系统程序的编写。2）对网络流量控制中分配整形的理解和掌握，并且深入研究网络流量控制各种机制，并进行模拟试验。4.2 拟采取的解决措施该系统采用C+以及NS2仿真平台实现流量控制系统中队列调度的模拟。5论文工作量及预期进度进度安排如下：2010年11月-2010年12月 查阅文献资料、熟悉环境和相关技术，完成文献翻译和开题报告。2011年 1月-2011年4月 撰写论文总体框架，编写实验程序。2011年 4月-2011年5月 完成毕业论文初稿，调试、运行系统。2011年 5月-2011年6月 毕业设计论文修改和毕业答辩。6.预期成果及其可能的创新点预期成果：该系统就当前网络流量控制技术基础上，分析网络特点，研究目前网络流量控制模型四个部分包括流量分类器、流量整形器、流量监测器和队列管理器等，重点分析和实现自适应队列管理的流量控制策略和算法。最后实现技术采用C+语言，在网络环境下，使用Visual C+和NS2网络仿真研究工具进行模拟实现。可能的创新点：采用NS2和C+语言模拟实现网络流量控制的队列管理算法。通过分析已有的比较成熟的队列调度算法，做适当改进，采用NS2和C+语言模拟实现该队列管理算法。7参考文献1李永利，刘贵忠，张忠伟，吴成贵.基于窗口的实时友好流媒体传输控制.中国科学E辑信息科学，2004，34(10)：117211842杨明川，谭国权.客户端网络的服务质量解决方案带宽管理.信息网络，2004.No13汪雁，黄本雄.DiffServ网络的拥塞控制和带宽保证.计算机工程与应用，2003.34马维旻，李忠诚，谢高岗.基于不同业务模型的TCP性能分析.微电子学与计算机2003年第8期5喻中超，徐恪，吴建平.一种适用于多维的快速IP分类算法.软件学报，2005，Vol 12180118096Florin Baboescu and George Varghese.Scalable Packet Classification.IEEE/ACMTRANSACTIONS ON NETWORKING.VOL.3，NO.1，FEBRUARY 20057Ji Li，Haiyang Liu，Karen Sollins.Scalable Packet Classification Using Bit Vector Aggregatingand Folding.IEEE/ACM TRANSACTIONS ON NETWORKING，20008沈鑫剡等.多媒体传输网络与VOIP系统设计.人民邮电出版社，2005年NO.5，OCTOBER 19989SHEEDHAR M，VARGHESE G.Efficient Fair Queue Using Deficit RoundRobinA. Proceedings of ACM.SIGNCOMM95C，1995，25(4)：23124210Shrikrishna Karandikar，Shivkumar kalyanaraman，Prasad Bagal，Bob Packer.TCP RateControl.ACM 199911Douglas E.Comer.用TCP/IP进行网际互连第一卷：原理、协议与结构（第四版）Internetworking With TCP/IP Vol I:Principles，Protocols，and Architectures Fourth Edition.电子工业出版社，200412Douglas E.Comer，David L.Stevens.用TCP/IP进行网际互连第二卷：设计、实现与内核（第三版）Internetworking With TCP/IP Vol II:Design,Implementation and Internals Third Edition.电子工业出版社，2001年13张敬辕，谢剑英，王明中.Internet带宽分配的公平性研究.计算机工程，Vol.28 NO.3，2002.314沈建莉，赵晓波，居悌.自适应整形器对区分服务TCP性能的提高.南京邮电学院学报，Vol.22，No.4，Dec.200215张克平，李增志.以路由器为核心的IP网络预报避免拥塞的实现策略.小型微型计算机系统，Vol.24，No.5，2003.516徐宏喆，张聚秀，聂影.基于Linux带宽管理技术的研究与实现.计算机工程，Vol.30，No.23，2004.1217林闯，单志广，任丰原.计算机网络的服务质量（QoS）.清华大学出版社，2004.418徐雷鸣，庞博，赵耀.NS与网络模拟M.人民邮电出版社，2003指导教师意见同意开题。 指导教师签名： 年 月 日评议小组意见1、论文选题：有理论意义；有工程背景；有实用价值；意义不大。2、论文的难度：偏高；适当；偏低。3、论文的工作量：偏大；适当；偏小。4、设计或研究方案的可行性：好；较好；一般；不可行。5、学生对文献资料及课题的了解程度：好；较好；一般；较差。6、学生在论文选题报告中反映出的综合能力和表达能力：好；较好；一般；较差。7、学生在论文选题报告中反映出的创新能力：好；较好；一般；较差。8、对论文选题报告的总体评价：好；较好；一般；较差（在相应的方块内作记号“”）二级学院所确定评议小组名单（3-5人）组长： 、组员： 、 、 、 单位盖章 主管领导签名： 年 月 日评议结论评议小组组长签名：评议小组组员签名： 年 月 日