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专利号: 2023108097678
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于队列状态的异构链路汇聚节点队列管理方法,其特征在于:包括以下步骤S1、等待新的分组数据到达;

S2、新的分组到达路由器的缓冲区之后,根据监测的当前队列状态,当前队列状态包括队列变化的长期状态和瞬时状态,将平均队列长度avg(t)作为队列变化的长期状态,将队列长度变化率davg(t)作为队列变化的瞬时状态;判断平均队列长度avg(t)是否大于平均队列长度的最大阈值THmax,如果是则将该分组中的数据全部丢弃并转至步骤S1,否则转到下一步骤;

S3、将新的分组数据放入至缓冲区,时间增加一个单位,根据当前队列状态,计算下一时刻路由器缓冲区的队列状态,即队列变化的长期状态avg(t+1)和队列变化的瞬时状态davg(t+1);

S4、设置5种队列状态,分别为突发容忍、衰减抑制、稳定、突发抑制以及衰减容忍状态;

判断队列变化状态处于5种队列状态中的哪一种,并继续进行丢包率的计算;

当avg(t+1)<l且davg(t+1)>ε时,队列变化状态处于突发容忍状态;

当avg(t+1)<l且davg(t+1)<‑ε时,队列变化状态处于衰减抑制状态;

当avg(t+1)=l且‑ε≤davg(t+1)≤ε时,队列变化状态处于稳定状态;

当avg(t+1)>l且davg(t+1)>ε时,队列变化状态处于突发抑制状态;

当avg(t+1)>l且davg(t+1)<‑ε时,队列变化状态处于衰减容忍状态;

其中,l表示队列变化长期状态的阈值,ε表示队列变化瞬时状态的阈值;

S5、根据丢包率对新的分组数据进行丢弃,将新的分组数据中的剩余数据从路由器缓冲区中出队;

S6、更新此时路由器缓冲区的队列状态,并计算下一时刻的队列状态;

S7、等待新的分组数据到达,并转至步骤S2。

2.根据权利要求1所述的基于队列状态的异构链路汇聚节点队列管理方法,其特征在于:所述步骤S3中,计算下一时刻队列变化的长期状态,即下一时刻的平均队列长度,计算如下:avg(t+1)=(1‑ρt+1)×avg(t)+ρt+1×[q(t)+(λ(t+1)‑c(t+1)×Δt)]其中,avg(t+1)表示预先计算得到的t+1时刻的平均队列长度,avg(t)表示t时刻的平均队列长度,q(t)表示t时刻的瞬时队列长度,λ(t+1)表示预测得到的t+1时刻的流量到达速率,c(t+1)表示t+1时刻的流量输出带宽,Δt表示统计时间间隔,ρt+1表示t+1时刻与t时刻的自相关系数。

3.根据权利要求1所述的基于队列状态的异构链路汇聚节点队列管理方法,其特征在于:所述步骤S3中,计算下一时刻队列变化的瞬时状态,即下一时刻的队列长度变化率,计算如下:davg(t+1)=(1‑ρt+1)×davg(t)+ρt+1×[λ(t+1)‑c(t+1)]×Δt其中,davg(t+1)表示预先计算得到的(t+1)时刻的队列长度变化率,davg(t)表示t时刻的队列长度变化率。

4.根据权利要求1所述的基于队列状态的异构链路汇聚节点队列管理方法,其特征在于:所述步骤S4中,当队列变化状态处于突发容忍状态时,根据下式计算丢包率,其中,Pb表示丢包率,avg表示当前时刻的平均队列长度,maxp表示最大丢包概率,THmin表示平均队列长度的最小阈值,THmax表示平均队列长度的最大阈值;同时引入新的平均队列长度的阈值上限Uth,且Uth设置为THmax的二分之三倍。

5.根据权利要求1所述的基于队列状态的异构链路汇聚节点队列管理方法,其特征在于:所述步骤S4中,当队列变化状态处于衰减抑制状态时,根据下式计算丢包率,其中,Pb表示丢包率,avg表示当前时刻的平均队列长度,maxp表示最大丢包概率,THmin表示平均队列长度的最小阈值,THmax表示平均队列长度的最大阈值;同时引入新的平均队列长度的阈值上限Uth,且Uth设置为THmax的二分之三倍。

6.根据权利要求1所述的基于队列状态的异构链路汇聚节点队列管理方法,其特征在于:所述步骤S4中,当队列变化状态处于稳定状态时,根据下式计算丢包率,其中,Pb表示丢包率,avg表示当前时刻的平均队列长度,maxp表示最大丢包概率,THmin表示平均队列长度的最小阈值,THmax表示平均队列长度的最大阈值;同时引入新的平均队列长度的阈值上限Uth,且Uth设置为THmax的二分之三倍。

7.根据权利要求1所述的基于队列状态的异构链路汇聚节点队列管理方法,其特征在于:所述步骤S4中,当队列变化状态处于突发抑制状态时,根据下式计算丢包率,其中,Pb表示丢包率,avg表示当前时刻的平均队列长度,maxp表示最大丢包概率,THmin表示平均队列长度的最小阈值,THmax表示平均队列长度的最大阈值;同时引入新的平均队列长度的阈值上限Uth,且Uth设置为THmax的二分之三倍。

8.根据权利要求1所述的基于队列状态的异构链路汇聚节点队列管理方法,其特征在于:所述步骤S4中,当队列变化状态处于衰减容忍状态时,根据下式计算丢包率,其中,Pb表示丢包率,avg表示当前时刻的平均队列长度,maxp表示最大丢包概率,THmin表示平均队列长度的最小阈值,THmax表示平均队列长度的最大阈值;同时引入新的平均队列长度的阈值上限Uth,且Uth设置为THmax的二分之三倍。

9.根据权利要求1所述的基于队列状态的异构链路汇聚节点队列管理方法,其特征在于:所述步骤S4中,队列变化长期状态的阈值l设置为平均队列长度最小阈值THmin和最大阈值THmax的中点,队列变化瞬时状态的阈值ε设置为0.004。

10.一种用于执行权利要求1所述方法的基于队列状态的异构链路汇聚节点队列管理系统,其特征在于:包括入队模块,用于在新的分组数据到达路由器缓冲区之后,对路由器缓冲区当前时刻的平均队列长度和队列长度变化率进行监测,判断是否需要将该分组中的数据全部丢弃;

计算模块,用于根据入队模块中得到的当前时刻的平均队列长度和队列长度变化率,计算下一时刻的平均队列长度和队列长度变化率,且构建队列状态判断模型,队列状态判断模型用于判断队列变化状态处于突发容忍、衰减抑制、稳定、突发抑制以及衰减容忍中的哪一种状态;

丢弃模块,用于根据计算模块得到的队列变化状态,对丢包率进行计算,且根据丢包率对路由器缓冲区的分组数据做丢弃操作;且将分组数据中的剩余数据从路由器缓冲区中出队;

更新模块,用于在分组数据出队后,更新此时路由器缓冲区的平均队列长度和队列长度变化率,并计算下一时刻的平均队列长度和队列长度变化率;

出队模块,用于在丢弃模块对分组数据做丢弃操作后,将分组数据中的剩余数据从路由器缓冲区中出队;同时等待新的分组数据到达。