基于内模控制的ATM网络拥塞控制方法研究

针对ATM网络单瓶颈节点模型,提出用内模控制的方法实现交换节点队列长度零稳态偏差控制,避免拥塞发生。实现了可用带宽的动态公平分配,提高链路利用率,降低信元丢失率,保证了服务质量。仿真结果表明系统具有较好的动态性能。     

基于非线性差分随机早期检测的拥塞控制机制

主动式队列管理技术是网络中间节点拥塞控制的关键技术,它和基于窗口的TCP端到端的拥塞控制相结合,是解决目前网络拥塞控制问题的有效途径。采用非线性增长数据包丢弃概率与差分服务模型相结合的方法,提出NLD_RED算法。该算法是对RED改动很小的一种算法,实现了控制参数动态化,一定程度上消除了RED的参数敏感性问题,满足了不同优先级差分服务需求,增强了调节拥塞控制的能力。在仿真平台上设计了仿真实例,对算法性能进行评估。算法能够尽量维持平均队列长度在一个相对稳定状态,提高了算法稳定性和灵活性。     

基于TCP/AQM的离散滑模控制器设计

基于网络拥塞控制有效的主动队列管理算法(AQM),设计了一种鲁棒的离散滑模控制器(DSMC).针对实际网络中离散化的采样系统和定期更新等运行特点,将TCP动态拥塞窗口模型离散化,考虑该模型存在的网络延迟及流量扰动等参数不确定等特点,采用鲁棒性较好的滑模控制器.在控制器的设计中,构造了包含起始点滑模面,缩短到达时间;假设不确定扰动的最大上界,采用等效控制设计控制律;然后给出了系统的稳定性分析.仿真结果表明该控制器能够获得较快的响应速度和稳定的队列长度,在网络参数变化时仍能获得很好的鲁棒性.     

无线网络TCP协议改进及网络仿真

网络仿真是网络研究的重要手段。NS2是一种开放源代码的网络仿真器，广泛应用于网络协议的设计与验证。本文针对无线网络中TCP协议性能低下的问题，提出了一种改进的基于TCP拥塞控制机制，简称TCP—Yuelu。该机制通过对瓶颈链路队列长度的测量与预测，区分网络随机错误和网络拥塞丢包，同时，利用带宽测量结果作为网络发送速度调节尺度的依据，对不同的丢包原因采取不同的调节策略，改进了TCP窗口加性增加乘性减少（AIMD）机制。本文实现该算法在NS2中的扩展，并通过仿真实验验证了算法的有效性。     

无线Mesh网络公平感知路由算法设计与仿真

为了减小无线Mesh网络(WMN)路由的不稳定性,基于DSR提出了一种新的可预测公平感知路由协议算法(PFRP),利用MAC的网络状态信息传给网络层DSR路由代理,以便选择到目的地的拥塞和延时更小的最佳路由。此外,还综合考虑了通过统计和估计获得的链路可用带宽和节点队列负载容量等因素,相对于拥塞程度概念提出了一个新的路由准则"拥塞控制度"来表征网络节点传输的拥塞控制状态。大量仿真结果表明提出的路由算法体现了比DSR协议更好的网络流传输公平性及负载均衡性能,如延时和吞吐率。     

VCP协议最大最小公平带宽分配的实现与仿真

变结构控制协议(VCP)是一种高带宽时延乘积网络环境下良好的拥塞控制机制.然而在多瓶颈网络拓扑中,由于VCP采用基于负载因子编码的反馈控制机制,长距离数据流的过载响应受传输路径上多个节点的控制,从而系统达不到最大最小公平.通过分析VCP的拥塞信息反馈方式,提出一种基于过载周期的反馈控制机制,使每个数据流的过载响应只受其瓶颈链路的控制,从而使系统达到最大最小公平.最后利用NS2仿真实验验证了基于过载周期的反馈控制机制的有效性.     

一种基于速率的提高网络公平性拥塞控制算法

针对无连接的UDP流量所导致的网络资源不公平使用的问题,从端到端策略、路由器控制两方面入手,提出了一种基于速率的实现网络公平性的拥塞控制机制RFCC.根据TCP速率响应函数,由发送方对UDP数据流的发送速率进行调整,路由器以ECN的方式将网络的早期拥塞反馈给发送方,并采用ERED算法,改善带宽受数据包大小影响的情况,接收方运用Markov链方式计算丢包事件率.仿真实验验证了RFCC流量与TCP流量能友好地共享瓶颈链路的带宽,提高了网络资源分配的公平性.     

网络结点流量控制的非线性模型分析

针对网络中海量数据传输的网络拥塞控制问题,对网络流量稳定性控制的非线性模型进行了分析和模拟。结合网络中产生拥塞的原因(控制信息与数据沿同一链路传输且具有相同的时延,而每一个用户都试图最大限度地利用网络),给出了利用TurboC模拟不同带宽利用率、不同工具函数、不同经验因子情况下的网络传输情况。验证了模型的科学性、问题所在及建立脱离网络拓扑和网络协议的通用结点流量控制模型的可行性。     

一类不确定离散网络系统的全局滑模控制

针对动态传输控制协议(transmission control protocol, TCP)网络的拥塞问题,基于离散全局滑模控制理论设计了一种主动队列管理(active queue management, AQM)算法,该算法消除了滑模控制的到达阶段,保证网络系统在整个控制过程中的鲁棒性。为了减弱离散指数趋近律的抖振现象,给出了一种改进的滑模趋近律,使得复杂的网络系统具有良好的性能。仿真结果验证了所设计的控制器对活动的TCP连接数、链路带宽及往返时延的不确定性具有很强的稳定性和鲁棒性。     

基于显式拥塞指示的自适应主动队列管理算法

目前Internet网络中间节点拥塞控制问题在网络和控制理论界已获得了广泛关注.本文提出一种基于神经元自适应PID控制器的AQM算法,针对TCP/AQM系统模型,结合中间节点队列管理和显式拥塞指示机制(Explicit CongestionNotincation,ECN)机制,采用梯度学习算法来在线调整基于神经元PID的AQM控制器参数,以实现标记/丢包概率的自适应调整,从而对网络拥塞程度作出及时响应,尤其在网络参数时变的情况下仍能保证良好的动态性能,并显著改善网络的服务性能(QoS).最后通过NS-2仿真结果表明,该算法在队列稳定性、平均丢包率等性能方面要明显优于基于常规PID的AQM算法.     

主动队列管理的PI/PID拥塞控制器的调节

主动队列管理是一类重要的互联网拥塞控制策略。然而,要调节控制参数以达到性能目标是比较困难的,目前,许多研究工作致力于寻找简明有效的调节方法。提出了网络拥塞控制中主动队列管理的PI/PID控制器的一个简化模型,给出了控制器参数调节的经验公式。仿真结果表明,新的拥塞控制器简单易行,并具有系统响应时间短、网络流量吞吐率高等优点。     

一种基于噪声模型的TCP有效带宽估计方法研究

准确的带宽估计和网络建模对于网络拥塞控制算法的设计具有重要的意义.采用通信系统加性噪声分析方法和信道容量理论,将TCP链路背景流量的影响等效为加性噪声,提出建立了一种基于等效噪声的链路模型和带宽估计算法.该模型不同于传统带宽估计对采样值直接进行滤波处理来得到估计带宽,而是利用网络流量的随机过程特性采用统计方法进行有效带宽估算,所得到的估计带宽有界并且具有良好的收敛性和准确性.理论分析和仿真结果表明了该模型和算法是正确的.     

区分服务环境下TCP拥塞控制机制研究

区分服务能为不同服务需求的用户提供相应的服务质量，TCP流量在Internet中占有重要的地位，TCP基于窗口的拥塞控制算法限制了具有大RTT连接公平获得带宽，进而限制了TCP对区分服务的支持，因此研究TCP在区分服务体系结构下的拥塞控制机制具有重要的意义。基于提出的一种支持区分服务的主动队列管理机制-EBLUE，结合改进的TCP拥塞控制机制，研究了TCP在区分服务环境下对确保服务的支持，即使在经历拥塞时，TCP连接也能公平地获得其流量规格中说明的带宽。最后，在ns下的仿真实验结果验证本文机制约有效性和公平性。     

基于自适应模糊滑模控制的主动队列管理算法

针对TCP这样大型复杂的网络系统的拥塞问题,考虑系统中存在的不确定因素是未知非线性的情况,设计了一种采用自适应模糊滑模控制理论的主动队列管理算法。该算法基于网络模型的特殊性,构造了Lyapunov-Krasovskill函数,设计了滑动模面,并基于线性矩阵不等式的方法给出该系统鲁棒渐近稳定的充分条件,所设计的自适应模糊控制律能够使系统的状态轨迹在有限时间内到达滑动模面。仿真结果表明,该算法在网络条件变化的情况下,能实现准确的跟踪目标队列长度,避免网络拥塞的发生。     

基于延迟探测机制的网关队列管理算法

提出一种基于延迟探测机制的算法,该算法通过探测分组在瓶颈网关队列中的延迟时间来估计网络的拥塞状况,设置一个探测门限。当分组的排队延迟超过门限时,采用显式拥塞指示(explicit congestion notification, ECN)机制标记分组以向传输控制协议(transport control protocol, TCP) 源端通知拥塞。为了使该算法在网关中更易实现且具有自适应性,算法在每个周期中都根据不同TCP流对网关资源的占用情况来评估其权重,然后选取权重最大的若干TCP流的测量结果来更新拥塞探测门限,使网关对于突发流量在达到高吞吐量、高链路利用率和稳定的平均队列长度的同时,能更公平地分配资源。通过ns 2下的仿真,证明算法能达到预期的效果。     

基于连续滑模控制的主动队列管理算法及仿真

基于一种改进的滑模控制器提出了一种主动队列管理（AQM）算法。采用连续的滑模控制（SMC）方案来取代不连续的切换控制，消除了滑模控制中存在的抖振现象从而使队列跟踪性能得到改善．对于网络模型的不确定性、网络参数的时变性及非TCP适应流所引起的网络抖动试算法具有很强的鲁棒性。仿真结果表明该方法可以使队列长度快速收敛到设定值，同时使队列振荡最小，结果也表明在网络条件变化的情况下，该算法优于传统的PI控制和传统的滑模控制。     

保证TCP上下行时间公平的ECN标记算法

在无线局域网络中,针对无线信道的异构性和传输控制协议(transmission control protocol, TCP)闭环拥塞控制的贪婪性,提出了一种基于显式拥塞通告(explicit congestion notification, ECN)标记算法的公平拥塞控制机制(access point congestion control, APCC)。APCC在AP节点结合缓存队列长度和无线信道负载的测量来检测拥塞,依据联合的拥塞测度来实施拥塞控制,通过保证低丢包率和低排队延时得到了高吞吐率;利用ECN显式反馈机制,对通过AP的上行和下行TCP DATA和ACK分组实施ECN标记,实现了上下行公平的双向拥塞控制;同时在多速率信道环境下,依据各流的无线信道速率来调节单流ECN的标记概率,实现不同无线信道速率TCP流之间的时间公平,大大提高了网络的总体效率。     

ABR流量的模糊免疫PID控制

针对高速通信网络的拥塞问题,设计模糊免疫PID控制器,对网络中的ABR速率进行实时、在线调节。提出了确保最小信元速率的算法。所设计的控制算法不但克服了ABR带宽、用户数量及传播时延等不确定因素对网络性能造成的影响,而且保证了带宽的公平分配及链路的充分利用。仿真结果表明系统具有很好的快速性、鲁棒性及适应性,网络的服务质量得到了保证。     

无线多跳网络中基于QoS的自适应拥塞控制方案

提出的无线多跳网络中基于服务质量(QoS:Quality of service)的自适应拥塞控制方案是从两个方面实现拥塞控制和QoS保证的.一方面,通过控制路由请求过程,为实时业务选择时延较短的路由,为非实时业务选择时延较长的路由来控制拥塞并保证QoS.另一方面,按照QoS等级减小邻居结点的转发业务来增加拥塞结点占用信道的概率,从而消除拥塞并保证QoS.该方案的特点在于综合考虑了拥塞控制和QoS保证,能在控制拥塞的过程中提高服务的QoS质量.论文建立了路由发现成功率、端到端时延和丢包率的性能分析模型,并对提出的方案进行了性能分析.性能分析和仿真结果表明我们提出的方案能够有效的控制拥塞,并保证实时业务的QoS.     

一种适用于异构网络的TCP协议设计及其仿真

针对传统TCP协议应用于无线网络的局限性,提出一种基于发送方的拥塞控制改进方案(WNR-TCP):当链路发生数据丢失时,发送方根据收到的确认包所携带的信息统计相对单向延迟的变化趋势,判断丢包原因是网络拥塞还是无线链路出错,从而采取不同的措施,避免传统TCP协议调整拥塞窗口的盲目性。仿真实验表明:在异构网络中,与传统TCP协议以及同类改进方案相比,这种改进办法能显著改善TCP的性能。