目 录 3
第一部分QoS的体系结构 3
第1章QoS的定义及概述 3
1.1 QoS的一般性描述 3
1.1.1 QoS的应用需求 3
1.1.2 QoS的概念描述 4
1.1.3 QoS的发展概述 5
1.2 QoS的定义和标准 6
1.2.1 OSI参考模型中的QoS定义 6
1.2.2 CCITT(ITU)的QoS定义 7
1.2.3 ATM的QoS定义 7
1.2.4 IETF的QoS定义 9
1.2.5 QoS定义的分层、分类及分维 10
1.3.1 QoS设计的基本原则 12
1.3 QoS控制和管理概述 12
1.3.2 QoS的描述 13
1.3.3 QoS的控制和管理机制 14
1.3.3.1 QoS的提供机制 14
1.3.3.2 QoS的控制机制 16
1.3.3.3 QoS的管理机制 18
参考文献 18
第2章综合服务体系结构IntServ 21
2.1 IntServ概述 21
2.2 IntServ模型 22
2.3 IntServ的服务类型 23
2.3.1可控负载型服务 23
2.3.2质量保证型服务 23
2.4资源共享要求与服务范围 24
2.5 QoS控制的实现框架 25
2.7.1 RSVP简介 26
7.3.3.3规则个数的压缩 1 26
2.6 QoS控制参数 26
2.7资源预留协议RSVP 26
2.7.2 RSVP的工作原理 28
2.7.2.1 RSVP实现资源预留的过程 28
2.7.2.2 RSVP与其他QoS控制模块的关系 29
2.7.2.3 RSVP的控制分组 30
2.8 IntServ的QoS研究 31
2.9 IntServ的局限性 31
参考文献 32
3.1 DiffServ概述 35
第3章区分服务体系结构DiffServ 35
3.2 DiffServ的体系结构 36
3.2.1 DS区域与DS区 36
3.2.2 区分服务标记域与区分服务标记DSCP 37
3.2.3边界节点的传输分类与调节机制 37
3.2.4 逐点行为PHB、PHB组与PHB组族 38
3.3 DiffServ的典型服务与技术 40
3.3.1奖赏服务PS 40
3.3.2确保服务AS 41
3.3.3其他服务类型 42
3.4 DiffServ网络中的组播问题 42
3.4.1 DiffServ网络支持组播存在的问题 43
3.4.2 DiffServ网络中支持组播的方案 44
3.5 DiffServ中带宽分配的公平性问题 45
3.5.1适应流与非适应流共享AF时的公平性 45
3.5.2 Web流的公平待遇 46
3.5.3通用的解决办法 47
参考文献 47
第4章DiffServ与IntServ相结合的端到端QoS提供机制 51
4.1 DiffServ网络区支持IntServ/RSVP的意义 52
4.2 DiffServ网络区支持端到端IntServ的实现框架 53
4.3.2使用RSVP的动态资源管理方案 54
4.3支持端到端IntServ的DiffServ网络区资源管理方案 54
4.3.1静态资源管理方案 54
4.3.3使用其他方式的动态资源管理方案 56
4.4 DiffServ网络区支持端到端IntServ的研究展望 56
参考文献 57
第二部分QoS的实现机制 61
第5章ATM网络的传输管理与QoS控制 61
5.1 ATM网络的传输特点 62
5.2.1 接纳控制 63
5.2 ATM网络的传输管理与QoS控制技术 63
5.2.2拥塞控制 64
5.2.2.1开环预防控制 65
5.2.2.2反馈流控 66
5.2.3信元丢弃控制 67
5.2.4信元传输实时调度 68
5.3 ATM网络的传输管理与QoS控制策略 68
5.3.1资源管理策略 68
5.3.2信元的存储和调度策略 70
5.3.3模型描述和求解证明 71
参考文献 72
第6章拥塞控制 73
6.1拥塞的定义 74
6.2拥塞控制概述 75
6.3流量控制与拥塞控制的关系 76
6.4 TCP流量控制 76
6.4.1 TCP流量控制的工作原理 76
6.4.1.1 TCP报文头 76
6.4.1.2 TCP的滑窗机制 77
6.4.1.3重传策略 79
6.4.1.4确认策略 80
6.4.2 自同步机制 80
6.4.3加性增加倍乘减小 81
6.4.4.1 RTT方差估计（Jacobson算法） 85
6.4.4重发超时管理 85
6.4.4.2指数RTO退避 86
6.4.4.3 Karn算法 86
6.4.5窗口管理 87
6.4.5.1慢启动 87
6.4.5.2拥塞避免 88
6.4.6 TCP Tahoe 89
6.4.7 TCP.Reno和TCP NewReno 89
6.4.8 TCP SACK 91
6.4.9 TCP Vegas 91
6.5端到端拥塞控制机制 92
6.6 中间节点上的增强机制 94
6.6.1 调度 95
6.6.2 队列管理 95
6.7主动队列管理 96
6.7.1 AQM与RED 96
6.7.2 RED的变种算法 97
6.7.3 AQM新策略 98
6.7.4我们的研究思路与成果 98
参考文献 100
7.1报文分类基础 103
7.1.1报文分类概述 103
第7章报文分类 103
7.1.2相关符号术语的定义 105
7.1.3报文分类的可用字段 107
7.1.4报文分类的几何解释 110
7.1.5报文分类规则的冲突问题 111
7.1.6报文分类举例 111
7.2.1.2交叉组合（cross-producting）算法 113
7.2报文分类算法 113
7.2.1报文分类算法综述 113
7.2.1.1线性（linear）查找算法 113
7.2.1.3 Hierarchicaltries算法 114
7.2.1.4 Bitmap-Intersection算法 115
7.2.1.5 Tuple space search算法 116
7.2.1.6 Modular算法 117
7.2.1.7 RFC算法 117
7.2.2报文分类算法的评价标准 119
7.2.3报文分类算法的性能比较 120
7.3报文分类器的设计 122
7.3.1报文分类器的特性 122
7.3.2报文分类器的设计原则 123
7.3.3报文分类算法的基本设计思路 124
7.3.3.1范围查找 124
7.3.3.2计算几何的上下界 125
7.3.3.4分类域宽的压缩 127
7.3.4高速可行的报文分类算法的设计思路 129
7.4.1 区分服务体系结构中的报文分类 131
7.4报文分类的应用 131
7.4.2报文分类在网络技术领域中的应用 132
7.5进一步的研究工作 135
参考文献 137
第8章流量整形与监测 140
8.1漏桶算法 140
8.2令牌桶算法 141
8.3滑动窗口协议 142
8.3.1 数据链路层的滑动窗口协议 142
8.3.2传输层的滑动窗口协议 145
参考文献 146
第9章队列管理 147
9.1缓冲管理的意义 147
9.1.1对于QoS控制的意义 147
9.1.2对于拥塞控制的意义 148
9.2缓冲管理的目标 149
9.2.1系统吞吐量与分组排队延迟 149
9.2.2系统的缓冲与带宽资源 149
9.2.3用户的公平性 150
9.2.4与端系统配合——拥塞控制 150
9.3.1资源管理策略 151
9.3缓冲管理的控制策略 151
9.3.2分组丢弃策略 154
9.4缓冲管理的典型算法 155
9.4.1 RED及其衍生算法 155
9.4.2 AVQ算法 159
9.4.3动态阈值算法 161
9.4.4成比例丢失率控制算法 162
9.4.5缓冲管理和调度联合算法 163
9.4.6动态部分缓冲共享算法 164
9.5.1基于流量预测提高系统资源利用率 166
9.5缓冲管理的研究方向 166
9.5.2与分组调度相结合融入带宽分配 167
9.5.3队列长度的控制与维护 167
参考文献 167
第10章分组调度 170
10.1分组调度概述 170
10.1.1分组排队策略 170
10.1.2分组调度的功能 171
10.2分组调度算法本质分析 172
10.3分组调度算法的性能指标 173
10.4常用的分组调度算法比较 174
10.4.1基于静态优先级的算法 175
10.4.2基于轮循的算法 175
10.4.3基于GPS模型的算法（PFQ算法） 176
10.4.4基于时延的算法 177
10.4.5分层链路共享算法 178
10.4.6核心无状态算法 179
10.4.7基于服务曲线的算法 180
10.4.8比例区分算法 181
10.4.9结合缓冲管理的算法 181
10.4.10分组调度算法小结 182
参考文献 183
第11章QoS路由 186
11.1基本路由算法 187
11.1.1路由算法概述 187
11.1.2 Dijkstra最短路径算法 189
11.1.3距离矢量路由算法 190
11.1.4链路状态路由算法 190
11.2 QoS路由问题 191
11.2.1 QoS路由问题的基本结论 191
11.2.2 QoS路由算法的主要特征 193
11.2.3 QoS路由的性能度量标准 194
11.3路由选择方法 195
11.3.1集中式路由选择方法 195
11.3.2分布式路由选择方法 195
11.4分布式时延受限的路由算法 196
11.4.1网络模型 196
11.4.2问题描述 197
11.5 Internet路由协议 197
11.5.1内部网关协议 197
11.6组播路由问题 198
11.5.2外部网关协议 198
11.6.1组播路由问题的网络模型 199
11.6.2组播路由算法 199
11.6.3组播路由协议 201
11.7无线网络中的路由算法 203
11.7.1 自适应树型算法 203
11.7.2 SP和DSDSP 204
11.7.3 PNNI 204
11.7.4 ZRP 204
参考文献 204
12.1 概述 209
第12章QoS控制的综合性能评价标准 209
第三部分QoS的性能评价与应用扩展 209
12.2 网络QoS控制策略的性能目标 210
12.3综合性能评价标准1：吞吐率T＋延迟D 211
12.4综合性能评价标准2：QoS要求＋公平性F 213
12.4.1延迟D＋公平F 214
12.4.2丢失率L＋公平F 215
12.5标准1和标准2的结合 218
12.6.1几个基本问题 219
12.6.1.1性能评价的多指标 219
12.6综合性能评价标准3 219
12.6.1.2性能评价的时间尺度 220
12.6.1.3性能评价的粒度 220
12.6.2综合性能评价标准 220
12.6.2.1有效性的评价 220
12.6.2.2公平性的评价 222
12.6.2.3应用 225
参考文献 225
第13章Web QoS控制 227
13.1 引言 227
13.1.1 Web QoS控制的研究背景 227
13.1.2 Web QoS控制的研究概况 229
13.2 Web服务器概述 230
13.2.1 Web应答内容的编码与生成 230
13.2.2 HTTP协议 231
13.2.3 Web服务器体系结构 233
13.3 Web请求的分类机制 236
13.3.1基于客户的分类 236
13.3.2基于目标的分类 236
13.4.1服务器的优先调度 237
13.4 Web服务器应用软件的QoS控制机制 237
13.4.2选择性的资源分配 238
13.4.3有效的接纳控制 238
13.4.4 Web内容自适应 238
13.4.5基于控制理论的方法 239
13.4.6典型软件产品实现 240
13.5操作系统的Web QoS控制机制 243
13.6 中间件的Web QoS控制机制 245
13.7 Web服务器集群的QoS控制 247
13.7.2基于DNS的集群 248
13.7.3基于请求分配器的集群 248
13.7.1镜像站点 248
13.8Web服务器集群QoS-aware负载均衡的策略、模型与性能分析 250
13.8.1 可扩展的Web服务器体系结构与负载共享模型 251
13.8.2 SHLPN模型 255
13.8.2.1 SHLPN的非形式化介绍 255
13.8.2.2系统模型 257
13.8.2.3模型精化 258
13.8.3 QoS-aware负载均衡策略及其性能评价指标 259
13.8.3.1策略描述 260
13.8.3.2性能评价指标 262
13.8.4.1两个优先级的例子 263
13.8.4数值结果 263
13.8.4.2三个优先级的例子 267
13.8.5近似性能分析 270
13.8.5.1近似分析技术 271
13.8.5.2近似分析的数值结果 274
13.8.6结论 277
参考文献 278
第四部分QoS的仿真与实现 285
第14章基于NS2的网络仿真 285
14.1网络仿真工具NS2概述 285
14.2.1用户编程语言OTcl 287
14.2NS仿真基础 287
14.2.2网络仿真 289
14.2.3事件调度器 293
14.2.4网络组件 294
14.2.5分组 297
14.3仿真后续处理 298
14.3.1跟踪分析 298
14.3.2队列监测 299
14.4 NS的扩展 302
14.4.1 NS软件的相关内容 302
14.4.2Tcl映射 303
14.4.3添加新的应用和代理 307
14.4.4添加新的队列 313
第15章基于网络处理器平台的实现 316
15.1网络处理器综述 316
15.1.1 网络处理器的硬件结构及基本处理技术 317
15.1.2系统设计与应用所面临的问题 319
1 5.1.2.1系统处理特性 319
15.1.2.2系统并行性要求 320
15.1.2.3建立Gigabit链路系统的挑战 321
15.1.3.1基于网络处理器的现有研究工作 323
15.1.3网络处理器的应用研究 323
1 5.1.3.2网络处理器的发展方向和相关工作 330
15.2基于Intel网络处理器的路由器队列管理 332
15.2.1体系结构设计 333
15.2.1.1软件体系结构 334
15.2.1.2模块接口 334
15.2.1.3系统资源分配 334
15.2.1.4队列结构 335
15.2.2系统处理基本流程 336
15.2.2.1输入处理 336
15.2.3.1 系统同步 337
15.2.2.2输出处理 337
15.2.3几个设计问题 337
15.2.3.2线程分配 339
15.2.3.3 发送缓冲TFIFO的管理 340
15.2.3.4队列管理的几个基本操作 341
15.2.4性能评价 342
15.2.4.1局部性能 342
15.2.4.2系统性能 344
参考文献 344
英汉对照术语表 349