隨著信息網(wǎng)絡(luò)多媒體業(yè)務(wù)的興起，路由交換設(shè)備交換結(jié)構(gòu)對服務(wù)質(zhì)量支持的問題再次受到關(guān)注，如何實現(xiàn)具有QoS保證的交換技術(shù)也得到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛重視。隨著不同應(yīng)用的增加，將來的交換結(jié)構(gòu)必須能夠考慮到對更加豐富的QoS保證的支持。現(xiàn)有信息網(wǎng)絡(luò)的原始設(shè)計思想基本上是“一種網(wǎng)絡(luò)支撐一種主要服務(wù)”的解耦模式，在此基礎(chǔ)上的演進(jìn)與發(fā)展難以突破原始設(shè)計思想的局限，無法滿足網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)的多樣性需求。

“一體化網(wǎng)絡(luò)”將多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計成一種網(wǎng)絡(luò)。通過三次解析映射，將標(biāo)識理論貫穿了從服務(wù)層到網(wǎng)通層的整個網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，可以把不同業(yè)務(wù)類型通過映射關(guān)系反映到網(wǎng)通層。課題研究依托國家973計劃信息技術(shù)領(lǐng)域子課題《一體化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型及交換路由理論與技術(shù)》，為了更好地應(yīng)對交換技術(shù)所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，對一體化網(wǎng)絡(luò)體系下新型的交換機(jī)理、原理與關(guān)鍵技術(shù)展開研究，研究內(nèi)容具有重要的理論意義和實用價值。

針對路由交換設(shè)備對于交換技術(shù)的QoS需求，本文首次將標(biāo)識的概念引入交換結(jié)構(gòu)，提出了基于標(biāo)識的交換技術(shù)，給出了適合一體化網(wǎng)絡(luò)基于標(biāo)識支持QoS的交換技術(shù)應(yīng)具有的特征；基于CICQ交換結(jié)構(gòu)設(shè)計出支持區(qū)分服務(wù)的DS-CICQ交換結(jié)構(gòu)，在不同類業(yè)務(wù)和不同輸出端口，采用基于標(biāo)識支持區(qū)分QoS的分布式動態(tài)雙輪詢ID-DDRR調(diào)度算法，調(diào)度復(fù)雜度大大降低；在對主流PPS交換技術(shù)現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，針對并行交換中的保序和區(qū)分QoS問題，提出一種新型的PSVIOQ-CICQ解決方案；設(shè)計出一種新型的PPS體系結(jié)構(gòu)PSCICQ，基于PSCICQ體系結(jié)構(gòu)，提出一種基于標(biāo)識支持區(qū)分QoS的PPS調(diào)度機(jī)制，證明了PSCICQ體系結(jié)構(gòu)能夠保證業(yè)務(wù)信元的傳輸順序；在匯聚模塊設(shè)置少量緩存，采用雙指針輪詢算法DPRR實現(xiàn)區(qū)分QoS保障，保證了交換對高層不同業(yè)務(wù)類的有效支持；在分析研究三級Clos網(wǎng)交換結(jié)構(gòu)和調(diào)度算法的基礎(chǔ)上，提出了一種支持QoS的三級Clos分布式交換結(jié)構(gòu)，并基于該結(jié)構(gòu)提出了DHIRRM調(diào)度算法，使該交換結(jié)構(gòu)的設(shè)計能提供優(yōu)良的QoS策略。針對交換結(jié)構(gòu)性能評價問題，提出基于效用函數(shù)支持QoS的交換結(jié)構(gòu)性能評價模型；最后，將一體化網(wǎng)絡(luò)的重要思想引入到MPLS網(wǎng)絡(luò)，研究了MPLS協(xié)議在新一代網(wǎng)絡(luò)交換路由的應(yīng)用，提出了基于一體化MPLS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)流搶占機(jī)制。

基于標(biāo)識和帶緩存交叉開關(guān)交換單元研究了交換技術(shù)的QoS保障問題，研究內(nèi)容屬于寬帶信息網(wǎng)絡(luò)學(xué)科前沿，研究成果避免交換結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)機(jī)制方面缺乏QoS保證的缺陷，能夠滿足不同業(yè)務(wù)對QoS的需求，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)一體化并為用戶提供普適服務(wù)，有望對新一代信息網(wǎng)絡(luò)特別是交換技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用起到促進(jìn)作用。

本書將作者近幾年在一體化網(wǎng)絡(luò)下支持QoS交換技術(shù)方面研究中取得的成果進(jìn)行歸納、總結(jié)。內(nèi)容主要取材于作者在各種期刊和國際會議上公開發(fā)表的論文，同時融入國內(nèi)外學(xué)者在該領(lǐng)域取得的優(yōu)秀研究成果，力求全面、系統(tǒng)地概括國內(nèi)外最新研究成果，反映發(fā)展動態(tài)。但難免會存在一些不足之處，歡迎專家及同行多提寶貴意見。

作者

2014年8月

第一章 緒論 1
1.1 引言 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究目的意義 5
1.2 一體化網(wǎng)絡(luò)研究 7
1.2.1 一體化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 7
1.2.2 一體化網(wǎng)絡(luò)中的交換與路由 12
1.3 課題研究思路與研究工作 16
1.4 本章小結(jié) 18
參考文獻(xiàn) 20
第二章 支持QoS的交換結(jié)構(gòu)及調(diào)度算法分析 22
2.1 引言 22
2.2 典型交換結(jié)構(gòu)分析 23
2.2.1 分組交換Crossbar型交換結(jié)構(gòu) 23
2.2.2 交叉點無緩存Crossbar型交換結(jié)構(gòu) 24
2.2.3 交叉點帶緩存Crossbar型交換結(jié)構(gòu) 27
2.3 支持QoS的調(diào)度算法分析 29
2.3.1 基于OQ結(jié)構(gòu)的典型調(diào)度算法分析 30
2.3.2 基于IQ結(jié)構(gòu)的典型調(diào)度算法分析 31
2.3.3 基于CIOQ結(jié)構(gòu)的典型調(diào)度算法分析 32
2.3.4 基于CICQ結(jié)構(gòu)的典型調(diào)度算法分析 34
2.4 基于標(biāo)識支持QoS的交換技術(shù)分析 36
2.5 本章小結(jié) 38
參考文獻(xiàn) 38
第三章 基于標(biāo)識支持區(qū)分QoS的 CICQ調(diào)度機(jī)制研究 44
3.1 引言 44
3.2 相關(guān)術(shù)語及定義 45
3.2.1 區(qū)分QoS 45
3.2.2 分組信息頭格式 52
3.3 DS-CICQ交換結(jié)構(gòu) 53
3.4 ID-DDRR調(diào)度算法 55
3.4.1 帶寬分配方案 55
3.4.2 兩個調(diào)度階段 57
3.4.3 關(guān)于份額函數(shù) 59
3.4.4 ID-DDRR算法描述 59
3.5 性能評估 62
3.5.1 算法理論分析 62
3.5.2 算法公平性證明 63
3.5.3 算法仿真實驗分析 64
3.6 本章小結(jié) 68
參考文獻(xiàn) 69
第四章 基于標(biāo)識支持區(qū)分QoS的PPS 解決方案PSVIOQ-CICQ 71
4.1 引言 71
4.2 并行交換現(xiàn)狀分析 72
4.3 PSVIOQ-CICQ交換結(jié)構(gòu) 77
4.4 調(diào)度算法 79
4.4.1 相關(guān)概念和約定 79
4.4.2 負(fù)載均衡算法 80
4.4.3 DDRRP信元重組算法 82
4.5 仿真結(jié)果與分析 85
4.5.1 仿真環(huán)境 85
4.5.2 仿真結(jié)果分析 87
4.6 本章小結(jié) 92
參考文獻(xiàn) 93
第五章 基于標(biāo)識支持區(qū)分QoS的PPS解決方案PSCICQ 96
5.1 引言 96
5.2 PSCICQ交換結(jié)構(gòu) 97
5.3 調(diào)度算法 98
5.3.1 相關(guān)定義 98
5.3.2 解復(fù)用器負(fù)載分擔(dān)算法 99
5.3.3 中心交換平面調(diào)度機(jī)制 101
5.3.4 DPRR匯聚模塊調(diào)度機(jī)制 104
5.4 性能分析 107
5.5 仿真結(jié)果與分析 110
5.6 PSCICQ和PSVIOQ-CICQ的比較 116
5.7 本章小結(jié) 120
參考文獻(xiàn) 121
第六章 支持QoS的多級交換結(jié)構(gòu)研究 122
6.1 引言 122
6.2 支持QoS的三級Clos分布式交換結(jié)構(gòu) 123
6.2.1 輸入端口的設(shè)計 124
6.2.2 輸出端口的設(shè)計 130
6.3 交換結(jié)構(gòu)的特性分析 131
6.3.1 分布式隊列調(diào)度 131
6.3.2 一次調(diào)度 132
6.3.3 負(fù)載均衡 133
6.4 一種基于時限優(yōu)先級可預(yù)測匹配的調(diào)度機(jī)制—DHIRRM 134
6.4.1 任務(wù)模型 134
6.4.2 DHIRRM算法描述 135
6.4.3 預(yù)測匹配 136
6.5 本章小結(jié) 137
參考文獻(xiàn) 138
第七章 基于效用函數(shù)支持QoS的交換結(jié)構(gòu)性能評價模型 139
7.1 引言 139
7.2 業(yè)務(wù)流的效用函數(shù)現(xiàn)狀分析 140
7.3 業(yè)務(wù)流的時延效用函數(shù) 141
7.3.1 語音流的時延效用函數(shù) 141
7.3.2 視頻流的時延效用函數(shù) 142
7.3.3 TCP流的時延效用函數(shù) 143
7.3.4 三種業(yè)務(wù)流的時延效用函數(shù) 144
7.4 基于時延的效用函數(shù)評價模型 145
7.4.1 評價等級定義 145
7.4.2 評價模型構(gòu)建 146
7.4.3 評價模型分析 146
7.4.4 評價模型的擴(kuò)展 147
7.4.5 仿真實驗分析 151
7.5 雙指標(biāo)效用函數(shù)評價模型 153
7.5.1 雙指標(biāo)模型的構(gòu)建 153
7.5.2 雙指標(biāo)評價模型分析 154
7.6 本章小結(jié) 156
參考文獻(xiàn) 157
第八章 MPLS協(xié)議在新一代網(wǎng)絡(luò)交換路由應(yīng)用中的研究 158
8.1 引言 158
8.2 基于協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)流搶占機(jī)制總體架構(gòu) 160
8.2.1 工作流程 160
8.2.2 添加邊緣路由表 161
8.2.3 MPLS通知報文格式 163
8.3 發(fā)送吞吐量信息封包的設(shè)計 164
8.3.1 標(biāo)志變量 165
8.3.2 回傳吞吐量信息封包 165
8.3.3 搶占通知封包 166
8.3.4 啟動搶占機(jī)制條件 167
8.4 TPN傳輸?shù)燃壎�義 168
8.5 TPN機(jī)制工作原理 170
8.5.1 TPN工作流程 170
8.5.2 TPN帶寬保留算法 172
8.6 LSR工作原理 174
8.6.1 Ingress LSR工作模塊 175
8.6.2 Core LSR工作模塊 177
8.6.3 Egress LSR工作模塊 178
8.7 仿真實驗與結(jié)果分析 179
8.7.1 仿真軟件 179
8.7.2 具有TPN功能的NS擴(kuò)展 181
8.7.3 仿真與分析 183
8.8 本章小結(jié) 193
參考文獻(xiàn) 194
附錄A 并行交換系統(tǒng)仿真平臺PPS-CICQ-SIM的設(shè)計 196
A.1 引言 196
A.2 并行交換系統(tǒng)仿真平臺PPS-CICQ-SIM建模 198
A.2.1 系統(tǒng)中的主要類及其相互關(guān)系 199
A.2.2 系統(tǒng)對象模型 204
A.2.3 系統(tǒng)動態(tài)模型 207
參考文獻(xiàn) 209

1. 機(jī)械制圖 [許淑珍 于利民]
2. 微積分（經(jīng)管類）導(dǎo)學(xué)篇（下冊） [王海棠 曹海軍 周玲麗]
3. 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ) [主編 姜國權(quán) 姜福佳]
4. 農(nóng)產(chǎn)品云倉模式研究—以北京農(nóng)產(chǎn)品流通物流供應(yīng)鏈重構(gòu)為例 [武曉釗 王成林 王春娟 等著]
5. 信息技術(shù)（微課版） [王云　徐江鴻　李清霞　羅學(xué)鋒　]
6. 管理基礎(chǔ)與實務(wù) [主編 王鳳基 顏漢軍]
7. 高等數(shù)學(xué)導(dǎo)學(xué)篇（下冊） [主編 李文婧 胡雷 尹金生]
8. 高等數(shù)學(xué)導(dǎo)學(xué)篇（上冊） [主編 李文婧 胡雷 尹金生]
9. 高等數(shù)學(xué)（下冊） [主編 李愛芹 胡雷 尹金生]
10. 高等數(shù)學(xué)（上冊） [主編 李愛芹 胡雷 尹金生]
11. 庭院風(fēng)骨—樹、灌、籬 [創(chuàng)意房主 著]
12. Python語言程序設(shè)計教程 [郭其標(biāo) 房宜汕]
13. 微積分（經(jīng)管類）教程篇（下冊） [曹海軍 王海棠 周玲麗]
14. 微積分（經(jīng)管類）教程篇（上冊） [曹海軍 王海棠 周玲麗]
15. 微積分（經(jīng)管類）導(dǎo)學(xué)篇（上冊） [王海棠 曹海軍 周玲麗]
16. 網(wǎng)站前端技術(shù)案例教程（HTML+CSS+JavaScript）（第二版） [黃華升]
17. 線性代數(shù) [主編 史昱 陳鳳欣]
18. 電力電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)及實驗指導(dǎo) [主編 陳榮]
19. 成長對話：青春的榜樣 [主編　施端銀　黃武剛　應(yīng)巨林]
20. 人工智能應(yīng)用基礎(chǔ) [主編 楊纓 李佳]
21. 中華水文化（慕課版）（第二版） [畢雪燕 楊華軻 羅玲誼 等編著]
22. 電路與電子技術(shù)Ⅱ——電路分析基礎(chǔ) [主編 陳曉 金哲]
23. 飛機(jī)維修專業(yè)英語——飛機(jī)系統(tǒng)（第二版） [趙迎春]
24. 英語大爆炸：跟趣味情景劇學(xué)口語（微課版） [秦然　編著]
25. 機(jī)械工程制圖任務(wù)跟蹤訓(xùn)練 [主編 王瑞清 趙金考 周彥云 ]
26. 機(jī)械工程制圖 [主編 覃國萍 劉百順 禹晨]
27. 平面設(shè)計與制作項目化教程 [主編　李晨]
28. 后期影像剪輯技術(shù) [主編　郭建偉]
29. 人工智能概論（第二版） [主編　任云暉　丁紅　徐迎春 ]
30. 信息時代美育之道 [主編　劉宏宇　黎婭]