IP网络传输链路的拥塞控制与集群服务器端的性能研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:williamchu2008
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随着Internet的发展,拥塞己经不仅仅是在传输链路上发生了。事实上,由于Internet的服务质量是端到端的,从用户到服务器的整个路径上,任何一点都可能成为瓶颈,包括网络、服务器端,甚至用户本身。服务器端的服务瓶颈问题和网络链路上的传输瓶颈问题是目前我们所面临的最重大问题,本文研究了这两个问题并且分别给出了解决办法。为了解决服务器端的瓶颈问题,本文提出了一种新的主动自调度集群系统(NASACS),它通过设计一种新的TCP连接机制和新的调度框架,简化了集中器的功能,大大地减轻了集中器的负担。另外,通过服务器的双网卡配置,使集群系统内部结构的传输链路专用化,提高了传输性能,缓解了传输的瓶颈。然后,我们扩展了NASACS,在后端服务器上采用了基于三元操作序列数学模型的任务并发控制机制与储备任务等待队列相结合的容量控制机制,在前端集中器上采用了基于优先级的任务接纳控制以及分配控制。在NASACS中,后端服务器根据自己的空闲程度和容量控制机制去集中器中主动争取连接请求。通过后端执行服务器的这种“尽力而为”、“量力而为”的工作方式确保了负载的合理分配,而不再需要一个负载均衡器来进行复杂的负载均衡工作。关于传输链路上产生的瓶颈问题,本文对主动队列管理算法进行了研究。基于RED算法我们做了简易而有效的改进——设计了一个1/2次幂函数,用它来替换原始RED算法中计算丢包概率的一次线性函数,其他保持不变,称这种新的算法为PF-RED算法。在PF-RED算法中,当负载较低时,丢包概率比由RED得到的低,而当负载较重时,丢包概率比由RED得到的高,并且与RED不同的是,丢包概率随着负载的增加其增加速率越来越快而不是保持一个恒定的增长速度。通过基于OPNET的仿真试验证明这样的控制机制使得瓶颈链路的吞吐率得到了提高,并且不管是吞吐率还是队长对于参数max_p的敏感度都大大降低。
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