IP與ATM網(wǎng)絡(luò)中的QoS和業(yè)務(wù)量管理（中文版）

前言
0.1 本書的讀者對(duì)象
0.2 本書的組織結(jié)構(gòu)
0.2.1 第1部分：通信網(wǎng)絡(luò)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(wù)流量特征
0.2.4 第4部分：排隊(duì)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(luò)設(shè)計(jì)
0.2.7 第7部分：綜合篇
0.3 致謝
第1部分 通信網(wǎng)絡(luò)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(luò)的誕生
1.1.2 面向話音的數(shù)字電路交換技術(shù)
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(luò)互聯(lián)
1.1.6 定長分組：信元
1.2 QoS和業(yè)務(wù)流量管理基本概念
1.2.1 IP和ATM：異同點(diǎn)
1.2.2 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中的到達(dá)和服務(wù)
1.2.3 端到端性能：吞吐量和響應(yīng)時(shí)間
1.3 IP和ATM標(biāo)準(zhǔn)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(jié)
1.5 參考文獻(xiàn)
第2章 電路交換和分組交換網(wǎng)絡(luò)綜述
2.1 電路交換
2.1.1 時(shí)分復(fù)用
2.1.2 TDM復(fù)用等級(jí)
2.1.3 交換連接的信令機(jī)制
2.2 面向無連接分組交換
2.2.1 無連接數(shù)據(jù)推進(jìn)和路由選擇
2.2.2 IP數(shù)據(jù)報(bào)格式
2.2.3 路由互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)基本術(shù)語
2.2.4 路由設(shè)備結(jié)構(gòu)
2.3 面向連接的分組交換
2.3.1 標(biāo)記交換
2.3.2 ATM信元
2.3.3 MPLS標(biāo)記
2.3.4 虛連接的特點(diǎn)
2.4 小結(jié)
2.5 參考文獻(xiàn)
第3章 容量、吞吐量和流量等級(jí)
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(wù)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(dòng)概率
3.2.3 突發(fā)持續(xù)時(shí)間
3.2.4 統(tǒng)計(jì)復(fù)用
3.3 業(yè)務(wù)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(jié)
3.5 參考文獻(xiàn)
第2部分 QoS和流量控制
第4章 通信服務(wù)的主觀評(píng)判
4.1 主觀理解和服務(wù)質(zhì)量
4.1.1 視覺／聽覺特性如何影響感知質(zhì)量
4.1.2 協(xié)議如何影響人們的主觀評(píng)判
4.1.3 主觀質(zhì)量和物理質(zhì)量
4.2 QoS的不平等特性
4.2.1 平等的價(jià)值
4.2.2 呼損和降質(zhì)
4.2.3 面向連接和面向無連接模型中的質(zhì)量概念
4.3 ATM業(yè)務(wù)類型和QoS
4.4 IP網(wǎng)絡(luò)中面向QoS的業(yè)務(wù)
4.4.1 盡力傳送業(yè)務(wù)
4.4.2 負(fù)載可控制業(yè)務(wù)
4.4.3 質(zhì)量可保證業(yè)務(wù)
4.4.4 差異服務(wù)
4.5 小結(jié)
4.6 參考文獻(xiàn)
第5章 服務(wù)質(zhì)量定義
5.1 服務(wù)質(zhì)量（QoS）
5.1.1 參考模型
5.1.2 影響QoS參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)特征
5.1.3 應(yīng)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(shù)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(luò)中動(dòng)態(tài)和預(yù)定義QoS
5.3 IP QoS參數(shù)
5.4 請(qǐng)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(yù)留（RSVP）
5.4.3 RSVP動(dòng)態(tài)廣告延遲
5.5 ATM和RSVP比較
5.6 小結(jié)
5.7 參考文獻(xiàn)
第6章 通過流量控制來保證QoS
6.1 路由器和交換機(jī)的通用QoS結(jié)構(gòu)
6.2 接入控制
6.2.1 接入控制和調(diào)度
6.2.2 ATM連接允許控制
6.2.3 IP資源預(yù)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(shè)置位置
6.3.2 ATM用法參數(shù)控制
6.3.3 業(yè)務(wù)成形
6.3.4 RSVP流量監(jiān)管和業(yè)務(wù)成形
6.4 小結(jié)
6.5 參考文獻(xiàn)
第3部分 業(yè)務(wù)流量特征
第7章 日常生活中的隨機(jī)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(jī)性建模理念
7.2 隨機(jī)過程簡介
7.2.1 擲骰子試驗(yàn)
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(jié)
7.4 參考文獻(xiàn)
第8章 隨機(jī)流量模型
8.1 隨機(jī)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(yàn)和貝努里分布
8.2 隨機(jī)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(gè)隨機(jī)變量的重要性質(zhì)
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(jī)過程
8.4.1 時(shí)間上的隨機(jī)泊松到達(dá)
8.4.2 泊松到達(dá)間隔的概率分布
8.4.3 泊松到達(dá)的無記憶性質(zhì)
8.4.4 泊松過程的合并和分離
8.5 小結(jié)
8.6 參考文獻(xiàn)
第9章 高級(jí)流量模型
9.1 常用的馬爾可夫模型
9.1.1 離散時(shí)間馬爾可夫鏈
9.1.2 連續(xù)時(shí)間馬爾可夫鏈
9.1.3 一個(gè)簡單的例子——系統(tǒng)的可用性
9.2 連續(xù)隨機(jī)過程的性質(zhì)
9.2.1 連續(xù)隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)特性
9.2.2 期望、自相關(guān)和自協(xié)方差
9.2.3 功率譜
9.3 隨機(jī)游動(dòng)、布朗運(yùn)動(dòng)和自相似過程
9.3.1 廣義隨機(jī)游動(dòng)
9.3.2 布朗運(yùn)動(dòng)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(zhì)
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(guān)和長期相關(guān)
9.4.4 重尾部概率密度
9.5 小結(jié)
9.6 參考文獻(xiàn)
第4部分 排隊(duì)理論
第10章 排隊(duì)：在隊(duì)列中等待
10.1 排隊(duì)系統(tǒng)
10.1.1 通用排隊(duì)系統(tǒng)模型
10.1.2 隨機(jī)隊(duì)列和排隊(duì)系統(tǒng)
10.1.3 資源預(yù)留和服務(wù)策略
10.2 排隊(duì)系統(tǒng)特性
10.2.1 流量、穩(wěn)定性和負(fù)載
10.2.2 隊(duì)列長度和等待時(shí)間
10.2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和策略的影響
10.3 排隊(duì)論在IP和ATM網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
10.3.1 基于排隊(duì)論的服務(wù)質(zhì)量度量計(jì)算
10.3.2 網(wǎng)絡(luò)中復(fù)用／交換流量
10.3.3 路由器和交換機(jī)結(jié)構(gòu)
10.3.4 鏈路層的排隊(duì)模型
10.4 隊(duì)列服務(wù)準(zhǔn)則
10.4.1 先進(jìn)先出（FIFO）隊(duì)列
10.4.2 優(yōu)先級(jí)隊(duì)列
10.4.3 加權(quán)排隊(duì)服務(wù)準(zhǔn)則
10.4.4 丟棄門限
10.4.5 優(yōu)先級(jí)丟棄門限的性能
10.5 小結(jié)
10.6 參考文獻(xiàn)
第11章 排隊(duì)論的基本應(yīng)用
11.1 基本的排隊(duì)模型
11.1.1 排隊(duì)系統(tǒng)的Kendall表示法
11.1.2 生滅過程
11.1.3 馬爾可夫排隊(duì)系統(tǒng)的解
11.2 電路交換語音網(wǎng)絡(luò)中的拒絕和排隊(duì)
11.2.1 呼叫嘗試的統(tǒng)計(jì)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(gè)單獨(dú)隊(duì)列和單一共享隊(duì)列的性能比較
11.3 數(shù)據(jù)流量的緩存區(qū)設(shè)計(jì)
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(jí)隊(duì)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(huì)話的統(tǒng)計(jì)復(fù)用
11.4.3 話音／數(shù)據(jù)綜合傳輸?shù)暮锰?br />11.5 小結(jié)
11.6 參考文獻(xiàn)
第12章 中級(jí)排隊(duì)論應(yīng)用
12.1 M／G／1和 G／M／1隊(duì)列
12.1.1 M／G／1隊(duì)列導(dǎo)論
12.1.2 M／G／1隊(duì)列的PollaczekK-Khinchin變換結(jié)果
12.1.3 忙／閑時(shí)段分析法
12.1.4 G／M／1隊(duì)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(jì)復(fù)用增益模型
12.2.3 近似的等效帶寬
12.3 對(duì)確定性恒定速率源的復(fù)用
12.4 小結(jié)
12.5 參考文獻(xiàn)
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(luò)中的阻塞現(xiàn)象
13.1.1 阻塞的特性
13.1.2 高峰時(shí)間
13.1.3 阻塞的時(shí)間尺度
13.2 阻塞控制簡介
13.2.1 網(wǎng)絡(luò)中阻塞的實(shí)例
13.2.2 開環(huán)和閉環(huán)阻塞控制
I3.2.3 阻塞網(wǎng)絡(luò)中的吞吐量與延遲之間的平衡關(guān)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(dòng)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(jié)
13.7 參考文獻(xiàn)
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(duì)系統(tǒng)模型
14.1.3 流量監(jiān)管和調(diào)度的加權(quán)公平隊(duì)列模型
14.1.4 實(shí)現(xiàn)最小延遲和丟失的緩存區(qū)及調(diào)度策略設(shè)計(jì)
14.2 選擇性丟棄的性能
14.2.1 識(shí)別低優(yōu)先級(jí)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(jī)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(jī)早期檢測
14.4 小結(jié)
14.5 參考文獻(xiàn)
第15章 閉環(huán)阻塞控制
15.1 自適應(yīng)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(shí)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(duì)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(duì)性能的影響
15.4.4 信源數(shù)量對(duì)性能的影響
15.4.5 ATM上TCP傳送：UBR和ABR
15.5 小結(jié)
15.6 參考文獻(xiàn)
第6部分 路由選擇和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
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(shí)
16.2.2 鏈路狀態(tài)路由選擇和拓補(bǔ)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(kuò)展樹協(xié)議
16.3 路由選擇、流量工程和故障恢復(fù)
16.3.1 路由可擴(kuò)展性范式
16.3.2 物理層故障恢復(fù)
16.3.3 網(wǎng)絡(luò)層故障恢復(fù)
16.3.4 分層故障恢復(fù)
16.4 小結(jié)
16.5 參考文獻(xiàn)
第17章 路由選擇算法
17.1 圖論基本概念
17.1.1 基本術(shù)語
17.1.2 網(wǎng)絡(luò)圖形的矩陣表示
17.1.3 樹和擴(kuò)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(shí)現(xiàn)中的相關(guān)要素
17.3 基于約束的網(wǎng)絡(luò)路由和設(shè)計(jì)
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(jià)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
17.3.5 網(wǎng)絡(luò)故障應(yīng)對(duì)
17.4 基于約束的路由和設(shè)計(jì)算法
17.4.1 啟發(fā)式算法
17.4.2 拓?fù)洳眉?br />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(luò)的數(shù)值計(jì)算
17.6 小結(jié)
17.7 參考文獻(xiàn)
第18章 網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計(jì)的性能
18.1 排隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)
18.1.1 通用交換和排隊(duì)模型
18.1.2 Jackson網(wǎng)絡(luò)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(luò)模型中的數(shù)學(xué)期望
18.2.2 延遲變動(dòng)的累積效應(yīng)
18.2.3 網(wǎng)絡(luò)中加權(quán)公平排隊(duì)的性能
18.2.4 網(wǎng)絡(luò)路徑上不同隊(duì)列規(guī)則的性能比較
18.2.5 分層網(wǎng)絡(luò)（接入／骨干）的性能
18.3 分析路由模型
18.3.1 單一業(yè)務(wù)流環(huán)境下的對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)
18.3.2 容量和設(shè)計(jì)考慮
18.3.3 對(duì)稱樹形網(wǎng)絡(luò)
18.4 小結(jié)
18.5 參考文獻(xiàn)
第7部分 綜合篇
第19章 流量工程應(yīng)用
19.1 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性設(shè)計(jì)
19.1.1 IP／ATM混合網(wǎng)絡(luò)
19.1.2 MPLS標(biāo)記交換路由網(wǎng)絡(luò)
19.1.3 分層骨干／接入網(wǎng)絡(luò)
19.1.4 地址／拓?fù)淇偨Y(jié)
19.1.5 虛擬路徑／信道和堆棧標(biāo)記
19.2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)流程簡述
19.2.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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(luò)設(shè)計(jì)
19.2.4 可選網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的分析及仿真
19.2.5 網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐
19.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)工具
19.3.1 設(shè)計(jì)工具的圖形化界面
19.3.2 確定設(shè)計(jì)條件
19.3.3 網(wǎng)絡(luò)功能的建模
19.3.4 結(jié)果的顯示和比較
19.4 小結(jié)
19.5 參考文獻(xiàn)
第20章 實(shí)際網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
20.1 分層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
20.1.1 擴(kuò)展性和分層概念
20.1.2 過載業(yè)務(wù)流和等效隨機(jī)方法
20.1.3 分層網(wǎng)絡(luò)數(shù)值設(shè)計(jì)
20.2 動(dòng)態(tài)路由選擇
20.2.1 可變業(yè)務(wù)流量的本質(zhì)
20.2.2 時(shí)變非均衡流量下的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
20.2.3 動(dòng)態(tài)控制路由算法
20.3 最小代價(jià)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
20.4 小結(jié)
20.5 參考文獻(xiàn)
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(qū)動(dòng)仿真的基礎(chǔ)知識(shí)
21.1.2 隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生
21.1.3 多階愛爾朗的隨機(jī)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(dá)到相當(dāng)可信度的仿真次數(shù)
21.2 構(gòu)建業(yè)務(wù)量模型
21.2.1 確定事件分布
21.2.2 參數(shù)估計(jì)
21.2.3 自相似檢測和H參數(shù)估計(jì)
21.3 QoS控制和流量管理的未來發(fā)展
21.3.1 當(dāng)前研究總結(jié)
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(jié)
21.5 參考文獻(xiàn)
附錄 術(shù)語表