基于業(yè)務(wù)匹配的QoS網(wǎng)絡(luò)路由簡(jiǎn)析

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摘要：移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，有著無(wú)中心、部署快、多跳、動(dòng)態(tài)拓?fù)湟约白越M織等優(yōu)勢(shì)，所以無(wú)需基礎(chǔ)設(shè)施的支持。也正是因?yàn)檫@些優(yōu)勢(shì)，要想在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，及時(shí)找到滿足QoS需求的路徑，具有一定的難度。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)，如果利用傳統(tǒng)方法找到的最短路徑路由協(xié)議，經(jīng)常出現(xiàn)路徑擁塞的現(xiàn)象，甚至還會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的有效利用。在這種情況下，基于業(yè)務(wù)匹配的Q-DLSR網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)業(yè)務(wù)類型進(jìn)行智能化的識(shí)別，對(duì)業(yè)務(wù)QoS需求進(jìn)行正確的解析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)進(jìn)行分析，針對(duì)性的進(jìn)行QoS選路，可以確保業(yè)務(wù)傳輸?shù)恼＿M(jìn)行。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)匹配，QoS網(wǎng)絡(luò)路由

基于業(yè)務(wù)匹配的QoS網(wǎng)絡(luò)路由的應(yīng)用可以按照各種接入業(yè)務(wù)的實(shí)際需求進(jìn)行不同路徑的選擇。但是，在實(shí)際的應(yīng)用中，QoS網(wǎng)絡(luò)路由需要重點(diǎn)考慮以下兩方面的問(wèn)題。首先，是應(yīng)當(dāng)如何選擇度量參數(shù)，并以此作為判斷標(biāo)準(zhǔn);其次，是如何找到路徑，滿足業(yè)務(wù)需求，從而到達(dá)所有的目的節(jié)點(diǎn)。而要想保證QoS網(wǎng)絡(luò)路由的高效運(yùn)行，需要充分考慮以下四方面：第一對(duì)于路由的優(yōu)化與完善、第二對(duì)于鏈路參數(shù)的合理選擇、第三網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化產(chǎn)生的不利影響、第四創(chuàng)建路徑期間資源的合理分配等。

1.基于業(yè)務(wù)匹配的QoS網(wǎng)絡(luò)路由的模型分析

基于業(yè)務(wù)匹配的QoS網(wǎng)絡(luò)路由模型為一種新型的QoS路由模型，可以按照業(yè)務(wù)類型的不同，推薦針對(duì)性的服務(wù)路由方案，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源配置進(jìn)行優(yōu)化。這種新型的QoS路由模型又可以細(xì)分為以下幾種模塊：第一業(yè)務(wù)分類識(shí)別模塊、第二業(yè)務(wù)QoS需求解析模塊、第三QoS路由模塊、第四傳出調(diào)度模塊。具體框架如圖1所示。

2.業(yè)務(wù)分類與 QoS需求

因?yàn)橐苿?dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)具有一定的差異性，網(wǎng)絡(luò)資源又十分有限，所以要想對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行優(yōu)化，就必須要對(duì)業(yè)務(wù)需求以及無(wú)線資源的利用進(jìn)行充分的考慮。

2.1 以流為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)分類

以流為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)分類，指的是通過(guò)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量，來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)流量是否需要路由提供QoS服務(wù)保障。一般情況下，業(yè)務(wù)分類方法主要有三種：第一種是端口匹配分析法、第二種是深度包檢測(cè)法、第三種是深度流檢測(cè)法。因?yàn)闃I(yè)務(wù)分類的目標(biāo)在于一整條流，所以優(yōu)先使用IP網(wǎng)絡(luò)中十分普遍的五元組來(lái)對(duì)一條業(yè)務(wù)流進(jìn)行標(biāo)記[1]。

2.2 業(yè)務(wù)QoS需求

針對(duì)QoS服務(wù)質(zhì)量，不同的國(guó)際組織或者機(jī)構(gòu)有著不同的定義。其中，最具代表性的便是RFC2386的描述為：oS指的是在進(jìn)行數(shù)據(jù)流傳輸?shù)倪^(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)要求滿足的各種服務(wù)請(qǐng)求。如果對(duì)這些服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行量化，那么可以涉及以下幾種性能指標(biāo)：第一帶寬、第二時(shí)延、第三丟包率、第四吞吐量等。幾種常見的數(shù)據(jù)流QoS需求如表1所示。

3.QoS路由協(xié)議

如果無(wú)線AdHoc網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小，節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信強(qiáng)度較大，那么要想確保各種業(yè)務(wù)QoS需求得到滿足，系統(tǒng)穩(wěn)定性可以得到保證，那么就必須要匹配一種主動(dòng)式的路由協(xié)議，即（QoS-supporting Dynamic Link State Routing），翻譯成漢語(yǔ)為基于業(yè)務(wù)QoS的多年共同鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。

3.1 QoS路由度量參數(shù)

對(duì)于任何一種路由設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，QoS路由度量參數(shù)都發(fā)揮著十分重要的作用。而針對(duì)QoS路由度量參數(shù)的選擇，必須要注意以下幾方面。第一，度量參數(shù)要體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的基本屬性;第二，要盡量使用簡(jiǎn)單的度量參數(shù)路由計(jì)算方法;第三，度量參數(shù)應(yīng)當(dāng)具備一定的獨(dú)立性。所以，Q-DLSR路由協(xié)議的度量參數(shù)應(yīng)當(dāng)包含以下幾種：第一路徑長(zhǎng)度（跳數(shù)）、第二帶寬、第三分組延遲、第四分組丟失率、第五穩(wěn)定性、第六代價(jià)等。

3.2 QoS選路算法

一般情況下，分布式路由設(shè)計(jì)為QoS選路的主要方法，全局網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的維護(hù)由網(wǎng)內(nèi)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)。也就是說(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c鏈路狀態(tài)信息確定的基礎(chǔ)上，結(jié)合QoS需求，對(duì)QoS選路算法進(jìn)行調(diào)用，然后對(duì)相關(guān)路徑進(jìn)行計(jì)算，確保業(yè)務(wù)QoS需求得到最大限度的滿足。基于寬度優(yōu)先搜索的QoS搜索算法，則是QoS選錄算法的核心[2]。

4.仿真驗(yàn)證

在MATLAB平臺(tái)軟件的運(yùn)行下，方針?lè)治鼍W(wǎng)絡(luò)路由，并對(duì)其QoS選路能力進(jìn)行驗(yàn)證。一般情況下，仿真程序QoS參數(shù)主要有三種，即丟包率、時(shí)延以及帶寬。隨機(jī)性的出現(xiàn)35個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并同時(shí)出現(xiàn)與之相關(guān)的鏈路狀態(tài)信息。然后從節(jié)點(diǎn)6至節(jié)點(diǎn)13進(jìn)行QoS選路。

結(jié)語(yǔ)：

在移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展下，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)也呈現(xiàn)出了多元化發(fā)展趨勢(shì)，而這對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的承載能力提出了更高的要求。與以跳數(shù)為度量參數(shù)的傳統(tǒng)無(wú)線自組網(wǎng)路由協(xié)議已經(jīng)暴露出了諸多缺陷，必須要使用Q-DLSR路由協(xié)議，按照業(yè)務(wù)的QoS需求來(lái)進(jìn)行相關(guān)路徑的選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]白維學(xué)，王亞茜，溫嵩杰，毛建兵.基于業(yè)務(wù)匹配的QoS網(wǎng)絡(luò)路由研究[J].通信技術(shù)，2019，52（06）：1411-1414.

[2]易霖杰. 基于無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的資源分配和QoS優(yōu)化研究[D].湖南大學(xué)，2018.

安徽省教育廳2018高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目，一種家用網(wǎng)絡(luò)QoS控制器及控制方法的研究與設(shè)計(jì)（KJ2018A0632）