车载异构网络中基于移动边缘计算的多径传输负载均衡技术研究
发布时间：2020-12-27 21:27
随着智能交通的蓬勃发展,车载异构网络中出现各种诸如移动超清电视、安全预警等对时延有着毫秒级要求的新型应用。由于多路径传输控制协议具有低时延特性且其尤其适用于高速移动的无线环境中,因此其正逐渐应用于车载异构网络中来满足低时延应用的需求。另外,在传统云计算的使用基础上,将这些低时延应用卸载到边缘节点中执行是发展的趋势和方向。常规的边缘节点的负载分配方式是就近分配,然而,随着车载应用数量的增加,这种传统的负载分配方式会使得负载分配不均衡,造成部分边缘节点过载,导致相应的应用响应时间过长,无法满足低时延要求。在这种情况下,如何设计一种有效的负载分配方式使得边缘节点之间能够负载均衡成为亟待解决的问题。本文针对车载异构网络环境,重点研究基于移动边缘计算的多径传输负载均衡技术。主要研究内容如下:首先,针对车载异构网络中使用多路径传输控制协议产生接收缓冲区阻塞导致网络吞吐量下降的问题,本文提出一种基于概率预测的数据调度优化算法。该算法首先引入吞吐量预测模型,然后定义各条路径与最大吞吐量路径的相似性参数,将该参数与既定阈值进行对比分析,从而判断路径性能好坏,并通过判断无序包的数量来预测缓冲区阻塞问题,从...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
使用四条路径的PSOPP-MPTCP吞吐量
图 3.3 使用四条路径的 PSOPP-MPTCP 吞吐量 图 3.4 使用四条路径的常规 MPTCP 吞吐量图 3.4 显示了使用路径 A、B、C、D 的 4 路常规 MPTCP 的吞吐量。在与 PSOPP-MPT用相同特性路径的情况下，常规 MPTCP 的性能与 PSOPP-MPTCP 相比明显较差。由于的 MPTCP 不包含我们所提出的基于概率预测的数据调度优化算法，因此开始时，使用的子流进行传输，在 10 秒时总吞吐量达到最大。随着数据包的不断传送，接收缓冲区逐填满，进而发生阻塞现象。各个子流均被限制发送数据包，缓冲区阻塞现象持续发生，吞吐量一直处于较低水平，失去了多路径传输的意义。图 3.5 和图 3.6 分别使用累积曲线获得了使用路径 A、B、C、D 的 PSOPP-MPTCP 和常PTCP 的吞吐量。从图中可以看出，在 100 秒内 PSOPP-MPTCP 和常规 MPTCP 的累积吞均基本呈线性增长，但 PSOPP-MPTCP 的增长速率较快，并且 100 秒时所达到的累积吞也超出常规的 MPTCP 较多，网络利用率得到提高。
图 3.3 使用四条路径的 PSOPP-MPTCP 吞吐量 图 3.4 使用四条路径的常规 MPTCP 吞吐量图 3.4 显示了使用路径 A、B、C、D 的 4 路常规 MPTCP 的吞吐量。在与 PSOPP-MPTCP用相同特性路径的情况下，常规 MPTCP 的性能与 PSOPP-MPTCP 相比明显较差。由于常的 MPTCP 不包含我们所提出的基于概率预测的数据调度优化算法，因此开始时，使用所的子流进行传输，在 10 秒时总吞吐量达到最大。随着数据包的不断传送，接收缓冲区逐渐填满，进而发生阻塞现象。各个子流均被限制发送数据包，缓冲区阻塞现象持续发生，因吞吐量一直处于较低水平，失去了多路径传输的意义。图 3.5 和图 3.6 分别使用累积曲线获得了使用路径 A、B、C、D 的 PSOPP-MPTCP 和常规PTCP 的吞吐量。从图中可以看出，在 100 秒内 PSOPP-MPTCP 和常规 MPTCP 的累积吞吐均基本呈线性增长，但 PSOPP-MPTCP 的增长速率较快，并且 100 秒时所达到的累积吞吐也超出常规的 MPTCP 较多，网络利用率得到提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网前沿技术在智能交通中的应用研究[J]. 胡滢滨,李丽华. 山东工业技术. 2019(01)
[2]移动边缘计算综述[J]. 李子姝,谢人超,孙礼,黄韬. 电信科学. 2018(01)
[3]基于MPTCP的多路径传输优化技术综述[J]. 薛开平,陈珂,倪丹,张泓,洪佩琳. 计算机研究与发展. 2016(11)
[4]软件定义网络(SDN)研究进展[J]. 张朝昆,崔勇,唐翯翯,吴建平. 软件学报. 2015(01)
[5]MPTCP中一种减缓缓存阻塞的重传策略[J]. 胡敏,刘鹏,邹然. 电视技术. 2013(17)
[6]软件定义网络研究综述[J]. 张顺淼,邹复民. 计算机应用研究. 2013(08)
[7]云计算和虚拟化技术[J]. 张耀祥. 计算机安全. 2011(05)
[8]云技术和云的发展[J]. 罗根源. 科技传播. 2011(09)
[9]云计算及其关键技术[J]. 陈全,邓倩妮. 计算机应用. 2009(09)
硕士论文
[1]多微云协作模式下的任务卸载算法研究[D]. 骆宝童.吉林大学 2018
[2]移动边缘计算中基于移动模型的任务迁移算法与协议研究[D]. 王梓.电子科技大学 2018
[3]异构融合网络下的MPTCP路径管理与拥塞控制研究[D]. 战昊.北京邮电大学 2017
[4]基于VANET与LTE的异构车联网网络选择与切换算法研究[D]. 管伟祥.华南理工大学 2016
[5]多径TCP移动性管理研究实现[D]. 孙永浩.北京邮电大学 2011
本文编号：2942513
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
使用四条路径的PSOPP-MPTCP吞吐量
图 3.3 使用四条路径的 PSOPP-MPTCP 吞吐量 图 3.4 使用四条路径的常规 MPTCP 吞吐量图 3.4 显示了使用路径 A、B、C、D 的 4 路常规 MPTCP 的吞吐量。在与 PSOPP-MPT用相同特性路径的情况下，常规 MPTCP 的性能与 PSOPP-MPTCP 相比明显较差。由于的 MPTCP 不包含我们所提出的基于概率预测的数据调度优化算法，因此开始时，使用的子流进行传输，在 10 秒时总吞吐量达到最大。随着数据包的不断传送，接收缓冲区逐填满，进而发生阻塞现象。各个子流均被限制发送数据包，缓冲区阻塞现象持续发生，吞吐量一直处于较低水平，失去了多路径传输的意义。图 3.5 和图 3.6 分别使用累积曲线获得了使用路径 A、B、C、D 的 PSOPP-MPTCP 和常PTCP 的吞吐量。从图中可以看出，在 100 秒内 PSOPP-MPTCP 和常规 MPTCP 的累积吞均基本呈线性增长，但 PSOPP-MPTCP 的增长速率较快，并且 100 秒时所达到的累积吞也超出常规的 MPTCP 较多，网络利用率得到提高。
图 3.3 使用四条路径的 PSOPP-MPTCP 吞吐量 图 3.4 使用四条路径的常规 MPTCP 吞吐量图 3.4 显示了使用路径 A、B、C、D 的 4 路常规 MPTCP 的吞吐量。在与 PSOPP-MPTCP用相同特性路径的情况下，常规 MPTCP 的性能与 PSOPP-MPTCP 相比明显较差。由于常的 MPTCP 不包含我们所提出的基于概率预测的数据调度优化算法，因此开始时，使用所的子流进行传输，在 10 秒时总吞吐量达到最大。随着数据包的不断传送，接收缓冲区逐渐填满，进而发生阻塞现象。各个子流均被限制发送数据包，缓冲区阻塞现象持续发生，因吞吐量一直处于较低水平，失去了多路径传输的意义。图 3.5 和图 3.6 分别使用累积曲线获得了使用路径 A、B、C、D 的 PSOPP-MPTCP 和常规PTCP 的吞吐量。从图中可以看出，在 100 秒内 PSOPP-MPTCP 和常规 MPTCP 的累积吞吐均基本呈线性增长，但 PSOPP-MPTCP 的增长速率较快，并且 100 秒时所达到的累积吞吐也超出常规的 MPTCP 较多，网络利用率得到提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网前沿技术在智能交通中的应用研究[J]. 胡滢滨,李丽华. 山东工业技术. 2019(01)
[2]移动边缘计算综述[J]. 李子姝,谢人超,孙礼,黄韬. 电信科学. 2018(01)
[3]基于MPTCP的多路径传输优化技术综述[J]. 薛开平,陈珂,倪丹,张泓,洪佩琳. 计算机研究与发展. 2016(11)
[4]软件定义网络(SDN)研究进展[J]. 张朝昆,崔勇,唐翯翯,吴建平. 软件学报. 2015(01)
[5]MPTCP中一种减缓缓存阻塞的重传策略[J]. 胡敏,刘鹏,邹然. 电视技术. 2013(17)
[6]软件定义网络研究综述[J]. 张顺淼,邹复民. 计算机应用研究. 2013(08)
[7]云计算和虚拟化技术[J]. 张耀祥. 计算机安全. 2011(05)
[8]云技术和云的发展[J]. 罗根源. 科技传播. 2011(09)
[9]云计算及其关键技术[J]. 陈全,邓倩妮. 计算机应用. 2009(09)
硕士论文
[1]多微云协作模式下的任务卸载算法研究[D]. 骆宝童.吉林大学 2018
[2]移动边缘计算中基于移动模型的任务迁移算法与协议研究[D]. 王梓.电子科技大学 2018
[3]异构融合网络下的MPTCP路径管理与拥塞控制研究[D]. 战昊.北京邮电大学 2017
[4]基于VANET与LTE的异构车联网网络选择与切换算法研究[D]. 管伟祥.华南理工大学 2016
[5]多径TCP移动性管理研究实现[D]. 孙永浩.北京邮电大学 2011
本文编号：2942513
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