基于BACnet/IP的端到端QoS研究

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BACnet是专用于楼宇自控领域的数据通讯协议,其目标是将不同厂商、不同功能的产品集成在一个系统中,并实现各厂商设备的互操作。BACnet/IP是基于IP技术的BACnet标准,这一标准的应用使得智能楼宇的远程控制变成了可能。BACnet/IP不同于以往的隧道技术,它可以直接支持基于IP协议的BACnet设备,可以在IP网络上有效的进行BACnet广播,并允许在网络的任意位置增加和减少BACnet设备。随着网络规模的扩大、网络应用的多样化以及用户对网络服务质量要求的提高,简单的尽最大努力传输的模式已经不能满足需求。在网络负载增大的情况下,网络传输的实时性明显降低。然而在目前的BACnet/IP标准中,并没有针对网络服务质量做出专门的规定。因此本课题在对BACnet/IP协议以及目前主流QoS技术进行充分分析和研究的基础上,提出了一个适合BACnet/IP网络的服务质量管理系统。系统包括以下几方面内容:应用层自适应调节机制、优先级管理机制、队列管理及拥塞控制机制以及组播问题的解决方法,其中在队列管理部分中针对BACnet/IP网络提出了一种新的队列管理及拥塞控制算法——DDQ算法。论文设计了一系列BACnet/IP端到端QoS的研究策略,其主要工作包括:(1)介绍了BACnet协议的背景、国内外在这方面的研究概况、课题创新点、课题研究内容和目标。(2)对课题相关的技术进行了分析,包括BACnet协议中课题相关的层次以及基于IP网络的主流QoS技术。(3)阐述了BACnet/IP端到端QoS的总体设计。在分析BACnet应用层已有的实时性相关参数和策略的基础上,借用图例说明了BACnet/IP网络服务质量管理的总体设计框架。(4)详细设计了BACnet/IP端到端服务质量管理的各个部分策略。包括:应用层自适应调节机制、优先级管理、队列管理、拥塞控制以及组播问题的解决方法。文中对NS2仿真工具进行了扩展,增加了BACnet/IP模块,通过仿真结果来说明自适应调节的方法。(5)详细介绍了一种新的、针对BACnet/IP网络设计的队列调度及拥塞控制算法:DDQ算法,并使用NS2对DDQ算法的工作性能进行评价分析。
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