基于T-S模糊观测器的网络拥塞控制算法

针对TCP(传输控制协议)网络的拥塞控制问题,设计了基于模糊观测器的主动队列管理算法.对非线性TCP/IP网络拥塞控制系统建立了T-S模糊模型,通过选取适当的模糊规则和隶属函数来提高拥塞控制系统的性能,并给出了理论性证明.仿真结果表明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.     

一种无线传感器网络跨层拥塞控制算法

在无线传感器网络中节点级拥塞和链路级拥塞同时发生的情况下,引入滑模变结构机制,提出相应的拥塞控制算法.链路级拥塞采取节点输出流量最小的数据包优先进行传输的原则;节点级拥塞利用主动队列管理方法实现拥塞控制.所设计的控制器实现了MAC层和传输层同时进行拥塞控制的目的,使整个网络中的节点根据局部的拥塞状态调整数据发送速率,同时自适应地分配MAC信道,利用Lyapunov函数证明了算法的有效性.仿真结果表明该算法有效缓解拥塞的发生,大大降低排队时间.     

ATM网络ABR流量的比例与滞后-超前控制

为了克服异步传输模式(ATM)网络不确定时延和饱和非线性的影响,基于比例控制和滞后超前控制方法研究可用比特率(ABR)服务流量控制器设计问题,给出了控制幅值约束和缓冲区容量约束下系统满足ABR流量控制要求的条件,提出了满足这些条件的比例控制器和滞后超前控制器的设计方法。该方法能使ABR流量控制系统在网络传输时延不确定时,有效控制网络中瓶颈节点缓冲区的队列长度,同时能够及时响应ABR可用带宽的变化,从而避免拥塞和丢包的发生,使链路带宽得以充分利用。     

一种基于CAPPROBE带宽估计的TCP Westwood算法

无线局域网中,传统拥塞控制算法往往把因信道错误引发的丢包归因于网络拥塞,进而不必要地减小拥塞窗口(cwnd),导致传输性能下降.为了解决这个问题,TCP Westwood(TCPW)算法通过监听ACK流估计网络带宽,以此调整拥塞算法的参数.在TCPW中引入更准确的CAPPROBE带宽估计,提出并实现了一种TCPW CARPROBE的网络拥塞算法(TCPWC).该算法通过设计ACK双包机制和CAPPROBE算法获得更精确的瓶颈链路带宽估计值,合理调整cwnd和慢启动算法的阈值(ssthresh),避免拥塞控制机制的过度反应,从而提高无线网络的传输性能.在NS3仿真环境实验中,该算法与传统的TCP Tahoe、TCP Reno和TCP NewReno机制相比,不仅提高了网络吞吐量,而且具有友好性和公平性,从而验证算法的优越性.     

基于双向路径的RTT算法研究

传统网络中的RTT测量是基于往返路径统计完成的,研究发现在时延敏感网络与QoS需求较高的环境下,这种RTT测量存在一定的局限性.文章分析了有线网络中可以控制组播与无线网络时延敏感网络,提出基于双向路径发现的正反向RTT域值控制算法,在兼容传统TCP协议的基础上,能有效区分网络拥塞与大数据传送引发的"拥塞假象",并对本算法进行了仿真实验;结果表明,本算法在时延敏感的网络环境下能有效地改善网络的QoS.     

基于H∞控制的主动队列管理算法

针对网络参数的不确定性和链路带宽的时变性,设计了一种主动队列管理(AQM)算法.该算法将可获得的链路带宽作为标称值,而不可获得的未知时变链路带宽作为干扰信号, 以状态空间的形式描述TCP/AQM模型,用时间域H∞控制方法解决网络拥塞问题.NS2仿真结果表明,该算法在往返时间时变和具有扰动业务流情况下,能够快速收敛于期望队列长度,且性能优于已有的控制算法.     

基于PSO-PID的ABR流量控制

针对高速通信网络的拥塞问题,设计了智能PID控制器对ATM网络中的ABR速率进行实时、在线调节.引入了Smith预估补偿器来消除往返传播时延对控制造成的不利影响.采用改进的粒子群优化方法对PID控制器的参数进行调节,所设计的控制算法不依赖于网络的数学模型,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,并确保了带宽的公平分配及链路的充分利用.仿真结果表明,闭环系统具有良好的稳态性能及抗干扰能力,网络的服务质量得到了保证.     

基于蚂蚁算法的拥塞规避路由算法

对业务提供服务质量(QoS)保证,是提高网络效率的重要方法。现有网络常用的路由算法(比如链路状态路由算法)都不具有拥塞响应机制,当一条链路即将或者已经发生拥塞时,只有简单的丢弃数据包。提出了一种基于蚂蚁算法的拥塞规避路由算法。该算法加速了蚂蚁路由算法探索最优路径的过程,并且能够对链路的拥塞状态做出快速反应,分散流量,以避免链路的拥塞。通过仿真,结果表明:该算法在数据包传输时延和网络丢包率性能上,比现有的链路状态路由算法具有明显的优越性。     

一种新的逐跳显式拥塞控制机制及性能分析

随着具有高带宽高延迟特性网络的广泛应用,传统的拥塞控制算法已不能有效地工作,其中反馈时延的大小是影响拥塞控制算法性能的重要因素之一.反馈时延过大,将导致拥塞控制响应滞后,可能引起新的拥塞,因此有效减小网络的反馈时延是一个急待解决的问题.提出了一种新的逐跳显式拥塞控制算法(HBH-XCP),该算法基于XCP,在路径中以逐跳的方式将拥塞信号由路由器直接反馈至源端,使源端快速地响应拥塞事件.仿真实验表明,与XCP相比,HBH-XCP能提供更快的拥塞响应速度,使数据流获得更平稳的吞吐量,以及更小的时延抖动.     

卫星网中基于时间戳的TCP拥塞控制算法研究

TCP(传输控制协议)拥塞控制机制直接使用在卫星网中存在很多不足。针对卫星网通信时延长、网络环境变化复杂的特点,利用TCP协议中的时间戳扩展选项,设计实现了一种改进的TCP重传和拥塞控制算法,能够根据RTT(RoundTripTime,往返时间)的变化对网络情况进行预测,从而及时重传数据包并调整窗口大小,仿真实验证明改进算法能够很好地提高TCP性能。     

基于历史特征的FAST TCP公平性改进算法

新建和已存在的旧FAST TCP连接估测的传播延时不同,它们无法公平地分配瓶颈链路的带宽。为了解决新旧FAST TCP连接的公平性,提出了一种改进估测FAST TCP传播延时的算法。在各连接无法通信的情况下,该改进算法利用新连接建立时,旧连接会表现RTT逐步增大和拥塞窗口逐步减小的特征。当旧连接发现这一特征出现时,就同步计算新的“传播延时”,从而使新旧连接具有相同的“排队延时”,公平地分配瓶颈链路带宽。NS-2仿真实例验证了该改进算法的有效性。     

一种改进的TCP拥塞控制算法

为了数据流在网络中的快速、实时地传播,充分利用网络资源,在TCP算法基础上,本文提出用Rtt的变化来调节拥塞窗口以及慢启动阀值的大小,OPNET仿真表明,该算法能够减少传输延迟以及瓶颈链路的利用率。     

卫星网络中基于蚁群优化的概率路由算法

为了提高空间信息传输的有效性和可靠性,针对传统蚁群优化(ant colony optimization,ACO)容易造成最优路径负载过重而发生拥塞的问题,提出了一种基于蚁群优化的概率路由算法(ant colony optimization based proba-bilistic routing algorithm,ACO-PRA).根据卫星网络拓扑动态周期时变的固有特点,将拓扑周期均匀分为若干个时间片,形成基于不同时间片的卫星网络拓扑连通图;根据网络拓扑连通图,将星间链路带宽和链路容量引入到目标函数中,建立时延最小的优化模型;根据蚁群算法的节点概率函数选择下一跳节点,进而找到一条能同时满足时延带宽和链路容量要求的最佳信号传输路径.仿真结果表明,提出的基于蚁群优化的概率路由算法不仅能够降低平均端到端时延和丢包率,而且能够有效地提高网络吞吐量、平衡网络负载.     

IEEE 802.16 Mesh网络中跨层带宽分配算法

IEEE 802.16标准提供了高速率、低成本、扩展性好的接入网技术。为了提高网络吞吐量和降低端到端时延,结合IEEE 802.16 Mesh模式下控制子帧的特点,基于跨层设计思想提出一种动态带宽分配算法。该方法既考虑了节点自身的负荷情况也考虑了链路质量,通过动态调整传输等待时间来缓解网络拥塞,提高资源利用率。仿真结果表明,该方法有效提高了吞吐量、降低了端到端时延。     

一种非均匀包对序列带宽测量方法

在分析现行带宽测量算法的基础上，设计了一种新的包对带宽测量算法，并从理论上加以证明，针对带宽测量中普遍出现的瓶颈拥塞现象，提出了一种非均匀包对序列带宽测量方法，首先设置基本的包对发送后退时间，再根据带宽估测结果的变化动态地调整后退时间，使得包对序列能有效地适应网络运行状态的变化，所得到的估测序列结果更接近实际的瓶颈带宽，其具体实施验证了它的有效性。     

基于流量和拥塞控制最佳速率调整算法的研究

流量和拥塞控制的目的是限制网络中分组传输的平均时延和缓冲区溢出,并公平地处理各Session.基本的流量和拥塞控制的方法有两种。一是窗口式流量和拥塞控制。二是输入速率控制。输入速率控制可以采用两种方法:第一种是采用漏斗式的控制算法来限制和平滑输入业务的突发性,使得输入业务的突发性在可控的范围内,从而实现对网络拥塞的控制;第二种方法是采用最佳速率调整方法,以维持适当的分组时延,追求高的通过量或公平性作为目标函数,采用最佳流控和最佳路由结合算法或最大最小公平速率控制算法。本文主要简述第二种方法。     

Transmission delay based control over networks with wireless links

To achieve the mobility of computers during communication, the TCP connections between fixed host and mobile host may often traverse wired and wireless networks, and the recovery of losses due to wireless transmission error is much different from congestion control. The paper analyzes the side effect of RTT estimation while making the TCP source to handle congestion and wireless error losses properly. Then present a strategy using information feedback by the last hop acknowledgement and monitoring the queuing level of the wired bottleneck link by calculating the changes in transmission delay along the path. With the identification of the early stage of congestion, it can respond to wired congestion quickly while keeping wireless link more reliable, and make TCP react to the different packets losses more appropriately. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (69874025) Biography: Zhou Zhi-zhao (1973-), male, Ph. D. candiate, research direction: data communication over heterogeneous networks.     

优化理论在TCP拥塞控制中的应用

在互联网中，一个好的速率分配算法必须公平的反映用户的效用．基于TCPvegas版本，使用优化理论解决网络中的一组对偶问题——用户效用值最大和链路拥塞值最小，实现网络带宽的合理分配，避免网络拥塞的出现．仿真实验证实了新算法使得平均队列长度、瓶颈链路吞吐量两个指标优于TCPvegas．     

基于RTCP的流媒体拥塞控制算法研究

分析了现有的流媒体拥塞控制算法(AIMD,TFRC)的优缺点,在此基础上,提出一种改进的流媒体拥塞控制算法。算法对反馈信息进行预测和参数的调整,减少了开始阶段延时时间,并采用平稳增长因子,降低传输过程中的抖动,减少丢包率,以提高流媒体的平稳性,最后,对算法进行验证。仿真实验结果表明,改进算法在延时抖动方面有所提高,更适合流媒体的传输,并较好地保持了TCP友好特性。