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。     

滑动窗口工作机制分析

滑动窗口(slide window)技术主要用于信息流量控制，协调改善发送端和接收端的工作速度，广泛使用于Intenet和其它网络之间的通信，也可用于网络系统内部不同的层之间的信息交换．分析了滑动窗口技术在TCP协议中实现流量控制、拥塞控制及推挽方式的工作机制，通过在Internet中实现拥塞控制的实例，证明了滑动窗口技术对信息流量的控制作用。     

一种提供端到端流量控制服务的设计

为了更好地控制流量，防止网络拥塞，使资源能够更有效更公平地被各种业务流共享，提出了一种端到端流量控制服务，为没有流控机制的应用程序提供了一个统一的流量控制机制，以减少的开销为应用程序控制某一IP路径上可输出的流量，具有一定的实时性。     

在ATM网络中通过通信量管理实现拥塞的控制

拥塞控制是ATM网络中一项重要的技术,实现这种多业务ATM流量管理的方法很多,所有这些方法分为流量控制和拥塞控制。本文主要论述对ATM通过通信量管理实现拥塞控制的三种方法。     

一种改进的高速TCP拥塞控制机制

对现代高速网络中,传统TCP拥塞控制机制的窗口速率波动较大和对长时延链接歧视导致的不公平问题,基于合理划分网络负载状态、动态调整拥塞周期个数和拥塞窗口大小的策略,提出了一种自适应的高速网络拥塞控制方案,并使用网络仿真软件对控制算法进行了仿真。     

数据中心网络差分流传输控制协议研究

针对数据中心网络多对一通信流量产生TCP Incast拥塞导致吞吐量降低,以及小流易受大流影响难以满足应用截止时间要求等问题,提出了差分流传输控制协议(DFTCP)。DFTCP采用主动队列管理机制,利用显式拥塞通知机制传递拥塞信息,通过控制交换机队列长度来减少突发流分组的丢失以解决TCP Incast问题。DFTCP在终端服务器中对TCP流进行分类,当网络发生拥塞时,基于网络状态信息和流分类信息调节TCP拥塞窗口,通过对大流进行更大程度的拥塞退避从而减小其对网络中其他TCP流传输性能的影响,进而减少小流完成传输的时间,解决小流高延迟的问题。仿真实验表明:与传统TCP相比,DFTCP能够避免因TCP Incast拥塞导致的吞吐量崩溃;与数据中心传输控制协议(DCTCP)相比,DFTCP能够减少小流传输完成的时间,同时DFTCP能够实现共享同一链路的多个大流快速收敛,保证公平性。     

面向高速对等网应用的拥塞控制机制

为改善现有拥塞控制机制在高速网络中带宽利用率偏低、稳定性不高和更好地应对急剧增长的对等网(P2P)应用流量,提出了一种以FAST为基础,应用大规模网络测量和模糊控制技术的拥塞控制机制.该机制利用分布在网络中的测量设施周期性获取网络状态信息,指导端系统选择适当的控制参数.单个和多个链路瓶颈条件下的仿真实验均表明,本文拥塞控制机制能够在高带宽时延积网络中获得更高的带宽利用率和稳定的排队时延,很适合于P2P等数据传输量大、连接持续时间长的流量的拥塞控制.     

移动自组网中一种基于TCP Vegas的拥塞控制方法

移动自组织网络中,TCP Vegas是一种端对端拥塞避免协议,它使用传统的方法来决定和控制网络状态.但是该传统方案不适用于所有环境,它会不必要地降低拥塞窗口的大小.基于此,提出了一种改进的TCP Vegas,它利用发送端包的往返时间变量、短期吞吐量和接受端的内部延迟来测量网络状态,然后考虑路径长度和网络状态来控制拥塞窗口.仿真结果表明,在高移动性和通信量条件下,与自组织TCP Vegas方法比较,所提方案MTCP Veags在吞吐量有10到15%的提升.     

基于控制理论的网络拥塞控制研究

ATM的拥塞控制是ATM网络业务管理的关键问题,目前应用成熟的控制理论方法来设计拥塞控制器的研究逐渐兴起.本文用动态矩阵控制中的内模控制方法研究ATM网络拥塞问题.在动态模型设计中,考虑了多瓶颈节点的情况,通过设置反馈滤波器尽量降低实际网络中不可控流对输出的影响,提出的一种拥塞控制算法,更加适合网络的实际情况,获得了较好的动态性能.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于反向传播神经网络的Ad Hoc网络PID拥塞控制

为了改进比例积分微分(PID)控制在Ad Hoc网络主动队列管理(AQM)中的动态性能,优化PID控制参数的整定,该文提出了一种基于反向传播神经网络的PID拥塞控制AQM方案。该文将Ad Hoc网络的分组丢弃分为拥塞丢弃和无线丢弃,考虑分组的到达与丢失为流体,推导了拥塞窗口和队列长度的随机微分关系,通过小扰动线性化理论,获得Ad Hoc网络AQM拥塞控制模型。根据该模型,设计了基于反向传播神经网络(BPNN)的PID队列控制器,该算法可以根据网络状况对控制器PID系数进行自适应的调整。MATLAB和网络模拟器(NS)仿真表明,在突发流、链路容量及时延时变的Ad Hoc网络中,新算法在收敛速度和队列抖动上优于PID。     

无线网络中模糊自适应显式窗口流量控制

将显式窗口自适应技术应用于无线网络中，设计出一种基于模糊逻辑的显式窗口自适应流量控制算法．该算法依据基站缓存的变化量，通过模糊推理和判断，自适应地调整通知窗口，并将结果以显式的方式反馈给发送端，使发送端的发送窗口能够快速响应网络负荷状况，从而避免了发生网络拥塞和丢失数据分组．仿真结果显示，采用所提算法可以提高网络吞吐量，降低缓存用量，特别是当无线链路误码率较高时，其网络吞吐量比Snoop算法可提高2．3倍，而缓存用量只有Snoop算法的40%.     

高速长时延拥塞控制的系统稳定性研究

对高速长时延拥塞控制的FAST TCP拥塞控制算法中的稳定性做了研究。提出了一种基于控制理论的网络流量数学模型,对方程线性化之后进行了拉普拉斯变换,得到一个带负反馈的线性窗口拥塞控制系统。对一条瓶颈链路上FAST数据流传输的情况,分析了窗口控制参数满足稳定条件下选择的范围,得出了参数满足稳定的充分条件。在分析结果之后,用ns2进行了仿真,结果与所得结论符合较好,证明了参数满足稳定条件所得出范围的正确性。     

Logvegas:高速长距离网络中基于Vegas的拥塞控制机制

TCP Vegas是一个著名的传输控制协议,能在早期探测网络拥塞并成功阻止周期性的丢失数据包,但是在高带宽时延积网络中,TCP Vegas在包丢失后恢复到大窗口的行动迟缓,其拥塞控制算法的性能比较差;文章提出了TCP Vegas的一种改进版本的Logvegas,它基于历史拥塞窗口,允许在包丢失事件发生后按对数级速度恢复拥塞窗口;通过在ns2下进行的大量模拟实验表明,Logvegas可以取得比Tcp Vegas更好的传输性能.     

网络拥塞控制中基于最佳窗口的RED算法

以Ｍｉｔｒａ的渐近线结果为基础,推导基于排队长度的最佳窗口设计算法,并在此基础上提出了基于最佳窗口设计的随机提前检测（Ｒａｎｄｏｍ Ｅａｒｌｙ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ,ＲＥＤ）算法。模拟结果表明,基于最佳窗口设计的ＲＥＤ算法可结合ＲＥＤ与最佳窗口设计机制的优点,其平均排队长度和排队长度抖动性能均优于Ｆｌｏｙｄ的ＲＥＤ算法,可有效地进行网络拥塞控制。     

TCP在数据包随机延迟网络中的性能分析

TCP数据包在网络传输中发生错误有两种形式:丢包与延迟.已有的成果大多只对TCP在丢包网络中的性能进行了建模,缺少对TCP在随机延迟网络中的建模问题的研究,为此提出了一个TCP在随机延迟网络中的性能分析模型.首先给出并证明了判断数据包流是否为正序的充要条件;然后利用该条件得出数据包流正序出现的概率;最后根据模型分析了TCP在随机延迟网络中的性能.实验结果表明,所得出的数据包流在发生随机延迟后正序的概率与实验网络基本吻合,所提出的模型与不考虑延迟的模型相比,对TCP最大拥塞窗口均值的预测误差降低了43%,对其网络吞吐量性能的预测误差降低47%.     

一种基于微分的网络流量控制方法

网络流量过大和网络数据包队列不合理是引起网络阻塞的重要原因．文章首先探讨了网络流量的控制模型,模型用微分形式表述了客户端的窗口行为,并定义了网络数据包丢失的概率．然后分析了如何通过微分形式,并结合控制系统以及网络数据流量的模型,对网络数据包的队列进行控制的问题．结果表明,用这种控制系统的模式,用输入量输出量作为参数,结合中值定理对网络数据包的发出进行有效地控制,可以适当改善网络利用效率．     

一种改进的用于TCP／IP的后向显式拥塞指示算法

显式拥塞指示(ECN)和路由器中的主动队列管理(AQM)的结合运用,提高了TCP/IP协议对拥塞控制的能力。其中,后向显式拥塞指示(BECN)建议拥塞的路由器直接把拥塞信息通过ISQ返回给发送端,以减少对拥塞的反应时间。但是,BECN对拥塞窗口的减小程度不足,每收到一个ISQ包BECN的拥塞窗口仅减少1,严重影响到拥塞解除的性能。提出用乘性减少代替线性减少以增强BECN的性能,即每收到一个ISQ包拥塞窗口乘以一个小于1的系数。仿真结果表明,乘性减少BECN比线性减少BECN在性能上有显著的提高。