IP與ATM網(wǎng)絡中的QoS和業(yè)務量管理（中文版）

前言
0.1 本書的讀者對象
0.2 本書的組織結構
0.2.1 第1部分：通信網(wǎng)絡流量管理
0.2.2 第2部分：QS和流量控制
0.2.3 第3部分：業(yè)務流量特征
0.2.4 第4部分：排隊理論
0.2.5 第5部分：阻塞檢測與控制
0.2.6 第6部分：路由選擇和網(wǎng)絡設計
0.2.7 第7部分：綜合篇
0.3 致謝
第1部分 通信網(wǎng)絡流量管理
第1章 綜述
1.1 電路交換、分組交換和信元交換的歷史
1.1.1 電話交換網(wǎng)絡的誕生
1.1.2 面向話音的數(shù)字電路交換技術
1.1.3 分組交換
1.1.4 面向連接和面向無連接協(xié)議
1.1.5 成本低廉的局域網(wǎng)絡互聯(lián)
1.1.6 定長分組：信元
1.2 QoS和業(yè)務流量管理基本概念
1.2.1 IP和ATM：異同點
1.2.2 計算機通信網(wǎng)絡中的到達和服務
1.2.3 端到端性能：吞吐量和響應時間
1.3 IP和ATM標準源
1.3.1 Internet工程研究組
1.3.2 國際電信聯(lián)盟
1.3.3 ATM論壇
1.4 小結
1.5 參考文獻
第2章 電路交換和分組交換網(wǎng)絡綜述
2.1 電路交換
2.1.1 時分復用
2.1.2 TDM復用等級
2.1.3 交換連接的信令機制
2.2 面向無連接分組交換
2.2.1 無連接數(shù)據(jù)推進和路由選擇
2.2.2 IP數(shù)據(jù)報格式
2.2.3 路由互聯(lián)網(wǎng)絡基本術語
2.2.4 路由設備結構
2.3 面向連接的分組交換
2.3.1 標記交換
2.3.2 ATM信元
2.3.3 MPLS標記
2.3.4 虛連接的特點
2.4 小結
2.5 參考文獻
第3章 容量、吞吐量和流量等級
3.1 帶寬、容量、瓶頸、吞吐量和效率
3.1.1 帶寬和鏈路層容量
3.1.2 瓶頸和路徑容量
3.1.3 路徑的容量和吞吐量
3.1.4 鏈路層效率
3.1.5 分組數(shù)據(jù)的傳輸效率
3.1.6 電路數(shù)據(jù)的傳輸效率
3.2 信源業(yè)務量特征
3.2.1 峰值速率和平均速率
3.2.2 突發(fā)度和信源活動概率
3.2.3 突發(fā)持續(xù)時間
3.2.4 統(tǒng)計復用
3.3 業(yè)務量參數(shù)的度量和監(jiān)測
3.3.1 IP令牌桶算法
3.3.2 ATM流量參數(shù)
3.3.3 ATM漏桶算法
3.3.4 令牌桶算法和漏桶算法互操作
3.4 小結
3.5 參考文獻
第2部分 QoS和流量控制
第4章 通信服務的主觀評判
4.1 主觀理解和服務質量
4.1.1 視覺／聽覺特性如何影響感知質量
4.1.2 協(xié)議如何影響人們的主觀評判
4.1.3 主觀質量和物理質量
4.2 QoS的不平等特性
4.2.1 平等的價值
4.2.2 呼損和降質
4.2.3 面向連接和面向無連接模型中的質量概念
4.3 ATM業(yè)務類型和QoS
4.4 IP網(wǎng)絡中面向QoS的業(yè)務
4.4.1 盡力傳送業(yè)務
4.4.2 負載可控制業(yè)務
4.4.3 質量可保證業(yè)務
4.4.4 差異服務
4.5 小結
4.6 參考文獻
第5章 服務質量定義
5.1 服務質量（QoS）
5.1.1 參考模型
5.1.2 影響QoS參數(shù)的網(wǎng)絡特征
5.1.3 應用層QoS
5.1.4 延遲變化和鏈路速率
5.2 ATM QoS參數(shù)
5.2.1 術語和定義
5.2.2 信元傳送延遲、延遲變化和丟失率
5.2.3 ATM網(wǎng)絡中動態(tài)和預定義QoS
5.3 IP QoS參數(shù)
5.4 請求和描述QoS的方法
5.4.1 ATM面向連接的信令
5.4.2 IP資源預留（RSVP）
5.4.3 RSVP動態(tài)廣告延遲
5.5 ATM和RSVP比較
5.6 小結
5.7 參考文獻
第6章 通過流量控制來保證QoS
6.1 路由器和交換機的通用QoS結構
6.2 接入控制
6.2.1 接入控制和調度
6.2.2 ATM連接允許控制
6.2.3 IP資源預留協(xié)議（RSVP）
6.3 流量參數(shù)控制——監(jiān)管和成形
6.3.1 流量參數(shù)控制設置位置
6.3.2 ATM用法參數(shù)控制
6.3.3 業(yè)務成形
6.3.4 RSVP流量監(jiān)管和業(yè)務成形
6.4 小結
6.5 參考文獻
第3部分 業(yè)務流量特征
第7章 日常生活中的隨機現(xiàn)象
7.1 概率簡介
7.1.1 概率論示例
7.1.2 例子的答案
7.1.3 確定性／隨機性建模理念
7.2 隨機過程簡介
7.2.1 擲骰子試驗
7.2.2 自相似概述
7.2.3 泊松和自相似過程示例
7.3 小結
7.4 參考文獻
第8章 隨機流量模型
8.1 隨機理論
8.1.1 集合理論和概率定義
8.1.2 概率論與通信
8.1.3 排列與組合
8.1.4 貝努里試驗和貝努里分布
8.2 隨機變量
8.2.1 概率密度和概率分布
8.2.2 均值與方差
8.2.3 兩個隨機變量的重要性質
8.3 概率論中的極限定理
8.3.1 中心極限定理
8.3.2 正態(tài)分布或高斯分布
8.3.3 概率分布尾部概率的Chernoff界
8.4 隨機過程
8.4.1 時間上的隨機泊松到達
8.4.2 泊松到達間隔的概率分布
8.4.3 泊松到達的無記憶性質
8.4.4 泊松過程的合并和分離
8.5 小結
8.6 參考文獻
第9章 高級流量模型
9.1 常用的馬爾可夫模型
9.1.1 離散時間馬爾可夫鏈
9.1.2 連續(xù)時間馬爾可夫鏈
9.1.3 一個簡單的例子——系統(tǒng)的可用性
9.2 連續(xù)隨機過程的性質
9.2.1 連續(xù)隨機變量的統(tǒng)計特性
9.2.2 期望、自相關和自協(xié)方差
9.2.3 功率譜
9.3 隨機游動、布朗運動和自相似過程
9.3.1 廣義隨機游動
9.3.2 布朗運動和維納過程
9.3.3 自相似流量
9.4 自相似過程的重要性質
9.4.1 離散值的自相似過程
9.4.2 自相似過程的特征
9.4.3 短期相關和長期相關
9.4.4 重尾部概率密度
9.5 小結
9.6 參考文獻
第4部分 排隊理論
第10章 排隊：在隊列中等待
10.1 排隊系統(tǒng)
10.1.1 通用排隊系統(tǒng)模型
10.1.2 隨機隊列和排隊系統(tǒng)
10.1.3 資源預留和服務策略
10.2 排隊系統(tǒng)特性
10.2.1 流量、穩(wěn)定性和負載
10.2.2 隊列長度和等待時間
10.2.3 系統(tǒng)結構和策略的影響
10.3 排隊論在IP和ATM網(wǎng)絡中的應用
10.3.1 基于排隊論的服務質量度量計算
10.3.2 網(wǎng)絡中復用／交換流量
10.3.3 路由器和交換機結構
10.3.4 鏈路層的排隊模型
10.4 隊列服務準則
10.4.1 先進先出（FIFO）隊列
10.4.2 優(yōu)先級隊列
10.4.3 加權排隊服務準則
10.4.4 丟棄門限
10.4.5 優(yōu)先級丟棄門限的性能
10.5 小結
10.6 參考文獻
第11章 排隊論的基本應用
11.1 基本的排隊模型
11.1.1 排隊系統(tǒng)的Kendall表示法
11.1.2 生滅過程
11.1.3 馬爾可夫排隊系統(tǒng)的解
11.2 電路交換語音網(wǎng)絡中的拒絕和排隊
11.2.1 呼叫嘗試的統(tǒng)計模型
11.2.2 Erlang拒絕呼叫損失的公式
11.2.3 Erlang拒絕呼叫等待的公式
11.2.4 多個單獨隊列和單一共享隊列的性能比較
11.3 數(shù)據(jù)流量的緩存區(qū)設計
11.3.1 緩存區(qū)溢出概率模型
11.3.2 共享與專用緩存區(qū)的性能比較
11.3.3 優(yōu)先級隊列的性能
11.4 話音和數(shù)據(jù)的綜合
11.4.1 話音流量模型
11.4.2 話音會話的統(tǒng)計復用
11.4.3 話音／數(shù)據(jù)綜合傳輸?shù)暮锰?br />11.5 小結
11.6 參考文獻
第12章 中級排隊論應用
12.1 M／G／1和 G／M／1隊列
12.1.1 M／G／1隊列導論
12.1.2 M／G／1隊列的PollaczekK-Khinchin變換結果
12.1.3 忙／閑時段分析法
12.1.4 G／M／1隊列
12.2 流體近似和等效帶寬
12.2.1 流體近似
12.2.2 統(tǒng)計復用增益模型
12.2.3 近似的等效帶寬
12.3 對確定性恒定速率源的復用
12.4 小結
12.5 參考文獻
第5部分 阻塞檢測與控制
第13章 前方交通阻塞
13.1 日常生活和網(wǎng)絡中的阻塞現(xiàn)象
13.1.1 阻塞的特性
13.1.2 高峰時間
13.1.3 阻塞的時間尺度
13.2 阻塞控制簡介
13.2.1 網(wǎng)絡中阻塞的實例
13.2.2 開環(huán)和閉環(huán)阻塞控制
I3.2.3 阻塞網(wǎng)絡中的吞吐量與延遲之間的平衡關系
13.3 重傳協(xié)議
13.3.1 定長窗口協(xié)議
13.3.2 IP的傳輸控制協(xié)議（TCP）
13.3.3 TCP的慢啟動阻塞控制協(xié)議
13.4 ATM的適宜比特率（ABR）協(xié)議
13.4.1 二元模式ABR
13.4.2 顯式速率ABR
13.4.3 虛擬信源／虛擬目的地
13.5 流量阻塞控制方法的分類
13.6 小結
13.7 參考文獻
第14章 開環(huán)阻塞控制
14.1 阻塞避免
14.1.1 資源分配和接入控制
14.1.2 成形器的閉合排隊系統(tǒng)模型
14.1.3 流量監(jiān)管和調度的加權公平隊列模型
14.1.4 實現(xiàn)最小延遲和丟失的緩存區(qū)及調度策略設計
14.2 選擇性丟棄的性能
14.2.1 識別低優(yōu)先級流量
14.2.2 丟棄門限性能模型
14.2.3 早期／部分分組丟棄（EPD／PPD）
14.3 固定窗口重傳協(xié)議
14.3.1 策略——回退N步重傳和選擇性拒絕
14.3.2 基于隨機丟失的性能分析
14.3.3 多信源爭搶下的性能分析
14.3.4 隨機早期檢測
14.4 小結
14.5 參考文獻
第15章 閉環(huán)阻塞控制
15.1 自適應閉環(huán)阻塞控制的基本原則
15.2 基于速率的控制系統(tǒng)模型
15.2.1 簡單線性模型
15.2.2 吞吐量和延遲
15.2.3 實際的線性增加和倍增遞減模型
15.3 基于窗口流量控制
15.4 TCP／IP模型
15.4.1 TCP窗口大小對吞吐量的影響
15.4.2 離散TCP／IP性能模型
15.4.3 緩存容量對性能的影響
15.4.4 信源數(shù)量對性能的影響
15.4.5 ATM上TCP傳送：UBR和ABR
15.5 小結
15.6 參考文獻
第6部分 路由選擇和網(wǎng)絡設計
第16章 路由及其算法基本概念
16.1 路由概述
16.1.1 交通系統(tǒng)類比
16.1.2 最短路徑／最小成本路由算法
16.1.3 基于約束的路由算法
16.1.4 有趣的流量模型
16.2 路由算法
16.2.1 背景知識
16.2.2 鏈路狀態(tài)路由選擇和拓補發(fā)現(xiàn)
16.2.3 基于約束的路由選擇算法
16.2.4 IEEE 802.1d橋接協(xié)定——擴展樹協(xié)議
16.3 路由選擇、流量工程和故障恢復
16.3.1 路由可擴展性范式
16.3.2 物理層故障恢復
16.3.3 網(wǎng)絡層故障恢復
16.3.4 分層故障恢復
16.4 小結
16.5 參考文獻
第17章 路由選擇算法
17.1 圖論基本概念
17.1.1 基本術語
17.1.2 網(wǎng)絡圖形的矩陣表示
17.1.3 樹和擴展樹
17.2 最短路徑算法
17.2.1 基本問題
17.2.2 Dijikstra算法
17.2.3 Bellman－Ford算法
17.2.4 分布／集中實現(xiàn)中的相關要素
17.3 基于約束的網(wǎng)絡路由和設計
17.3.1 基于鏈路帶寬約束
17.3.2 基于最小割集的最大流量算法
17.3.3 流量矩陣約束
17.3.4 最小代價網(wǎng)絡設計
17.3.5 網(wǎng)絡故障應對
17.4 基于約束的路由和設計算法
17.4.1 啟發(fā)式算法
17.4.2 拓撲裁剪
17.4.3 顯式路由、路由固定和環(huán)回
17.4.4 次優(yōu)路由和重置路由
17.5 網(wǎng)絡的數(shù)值計算
17.6 小結
17.7 參考文獻
第18章 網(wǎng)絡路由設計的性能
18.1 排隊的網(wǎng)絡
18.1.1 通用交換和排隊模型
18.1.2 Jackson網(wǎng)絡模型
18.1.3 概率密度乘積表示
18.2 端到端性能
18.2.1 Jackson網(wǎng)絡模型中的數(shù)學期望
18.2.2 延遲變動的累積效應
18.2.3 網(wǎng)絡中加權公平排隊的性能
18.2.4 網(wǎng)絡路徑上不同隊列規(guī)則的性能比較
18.2.5 分層網(wǎng)絡（接入／骨干）的性能
18.3 分析路由模型
18.3.1 單一業(yè)務流環(huán)境下的對稱網(wǎng)絡
18.3.2 容量和設計考慮
18.3.3 對稱樹形網(wǎng)絡
18.4 小結
18.5 參考文獻
第7部分 綜合篇
第19章 流量工程應用
19.1 網(wǎng)絡擴展性設計
19.1.1 IP／ATM混合網(wǎng)絡
19.1.2 MPLS標記交換路由網(wǎng)絡
19.1.3 分層骨干／接入網(wǎng)絡
19.1.4 地址／拓撲總結
19.1.5 虛擬路徑／信道和堆棧標記
19.2 網(wǎng)絡規(guī)劃和設計流程簡述
19.2.1 網(wǎng)絡設計方法／建模的哲理
19.2.2 流量／性能的測量
19.2.3 可選的網(wǎng)絡設計
19.2.4 可選網(wǎng)絡和技術的分析及仿真
19.2.5 網(wǎng)絡實踐
19.3 網(wǎng)絡設計工具
19.3.1 設計工具的圖形化界面
19.3.2 確定設計條件
19.3.3 網(wǎng)絡功能的建模
19.3.4 結果的顯示和比較
19.4 小結
19.5 參考文獻
第20章 實際網(wǎng)絡設計
20.1 分層網(wǎng)絡設計
20.1.1 擴展性和分層概念
20.1.2 過載業(yè)務流和等效隨機方法
20.1.3 分層網(wǎng)絡數(shù)值設計
20.2 動態(tài)路由選擇
20.2.1 可變業(yè)務流量的本質
20.2.2 時變非均衡流量下的網(wǎng)絡設計
20.2.3 動態(tài)控制路由算法
20.3 最小代價網(wǎng)絡設計
20.4 小結
20.5 參考文獻
第21章 展望未來
21.1 基于事件仿真工具的基本原理
21.1.1 事件驅動仿真的基礎知識
21.1.2 隨機數(shù)產(chǎn)生
21.1.3 多階愛爾朗的隨機數(shù)產(chǎn)生
21.1.4 自相似過程的仿真
21.1.5 樣本平均和置信區(qū)間
21.1.6 達到相當可信度的仿真次數(shù)
21.2 構建業(yè)務量模型
21.2.1 確定事件分布
21.2.2 參數(shù)估計
21.2.3 自相似檢測和H參數(shù)估計
21.3 QoS控制和流量管理的未來發(fā)展
21.3.1 當前研究總結
21.3.2 成果和問題
21.3.3 將來是否需要QoS
21.3.4 流量模式的未來變化
21.4 小結
21.5 參考文獻
附錄 術語表