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．     

一种Ad hoc网络的跨层拥塞控制改进方案

针对传统的TCP拥塞控制协议不能很好适用于无线Ad hoc网络的问题,本文利用跨层设计思想和优化理论,通过提取协议栈各层的特性参数,给出了无线Ad hoc网络跨层拥塞控制的改进方案CCIM (cross-layer control improvement methods). 提出了将MAC层输入、输出速率与网络层缓存队列长度相结合的拥塞检测新方法,并依据ECN显示拥塞反馈机制和扩展信令传递机制,对拥塞控制和随机接入进行建模,以便获取最优发送速率. NS2仿真结果表明,该方案能够降低端到端传输时延,使网络吞吐量和公平性得到了明显改善.      

基于蚁群优化的动态自适应拥塞避免路由算法

拥塞避免是控制网络拥塞的一种有效的方法。本文提出了一种基于蚁群优化的动态自适应拥塞避免路由算法,引入最大最小蚁群模型（MMAS）,在人工蚂蚁动态探索最优路径的同时,可以并存多条次优路径,算法引入了拥塞预警机制,对链路的拥塞程度进行监控,以避免陷入拥塞。仿真实验表明,该算法可以有效避免拥塞,提网络的传输速率和网络负载。     

多速率多播拥塞控制研究

多播传输所面临的最主要的问题就是提供一种可扩展的拥塞控制机制，既能与TCP传输相适应，同时能克服网络的异构性，为端到端的网络接收者进行多播数据传递。多速率多播拥塞控制不仅解决了多播的可扩展性问题，而且提高了异构网络带宽的利用率，在Internet多播应用领域倍受关注。对多速率分层多播拥塞控制的性能进行了评价后，着重研究了与性能有关的关键问题和解决方法。通过对现有分层多播拥塞控制的代表性算法进行性能分析和比较，指出了未来的工作方向。     

一种改进的TCP友好拥塞控制算法

比较和分析了各种TCP友好拥塞控制算法,提出了能避免瞬时突发流干扰的拥塞控制算法.该算法根据TFRC算法模型,改进了模型参数的计算方法,并在网络发生拥塞时,利用"最小速率限制定时器"确定网络拥塞时按最小速率发送所持续的时间,从而避免瞬时突发流对网络带宽估计的影响,实现网络拥塞的准确判断,保证传输的平稳性和有效性.     

一种基于Stackelberg博弈的流速与拥塞控制算法

研究了Stackelberg流速与拥塞博弈问题,对一次非合作流速与拥塞控制博弈模型中的Nash均衡点进行了推理和证明.接着深入研究了单跟随者与多跟随者流速与拥塞博弈模型,论证和推导了均衡的存在性和均衡解向量.在此基础上,扩展模型到多层次的Stackelberg博弈结构中,并找出均衡点上领导者和多跟随者流速率的解析解.基于Stackelberg拥塞博弈模型,提出了相关流速与拥塞控制算法(HCAS)的框架,包括层速率控制算法和端系统速率控制算法2个部分,在层速率计算完毕后,层内端系统速率将由层内端系统速率分配算法决定.仿真实验表明,HCAS能够较好地实现层速率分配以及端系统速率的计算工作,验证了算法的可行性和有效性.     

一种基于速率分层组播拥塞控制算法

提出了一种基于速率的分层组播拥塞控制算法。接收端按各自接收能力被划分为若干个累积层，在每个层内采用单速率拥塞控制算法TFMCC。算法不但保持了良好的公平性，同时提高了TFMCC的宽带利用率。     

分布式无线传感器网络的速率分配和网络成本联合优化

针对无线传感器网络资源和带宽分配不合理的问题,引入网络净效用性能指标,联合网络流量控制和成本控制两个层面,建立了基于网络编码多径路由的无线传感器网络资源分配的优化模型,提出了一种基于流量控制因子和网络拥塞代价的分布式迭代优化算法.本文定义网络净效用为网络传输效用与传输成本之差值.仿真实验结果表明,该算法能有效进行节点速率分配和链路流量控制,优化网络资源分配和净效用.     

传感器网络中一种新的跨层自适应拥塞控制策略

针对无线传感器网络中的拥塞问题,在已有的SenTCP协议的基础上，提出了一种跨层自适应拥塞控制策略（CACC）该策略根据监测到的节点拥塞信息,自适应地调整上游节点的信道接入优先级,使整个传感器网络中的节点根据局部的拥塞状态动态自适应地调整信息发送速率,从而有效地解决了传感器网络中的拥塞控制问题。     

网上交易系统性能优化算法

基于TPC-W基准对网上交易系统的性能测试及分析进行研究,找出了影响系统性能的瓶颈,进而提出一种基于TPC-W的网上交易系统性能优化算法.该算法使用队列调度和管理来协助实现拥塞控制,根据先到先服务的原则,公平处理到达缓冲区的服务请求,能有效解决系统拥塞问题,从而达到算法优化,提高系统性能的目的.通过实验可知,使用优化算法前,交易响应时间随着远程浏览器(RBE)数量增加而迅速提高;而使用优化算法之后,每种交易的响应时间提高到一定程度之后趋于稳定,符合优化算法设计的预期效果.     

一种改善与TCP Reno兼容性的TCP Vegas改进算法

在分析TCP Vegas及其相关改进算法优缺点的基础上,针对TCP Vegas在与TCP Reno共享带宽时存在不兼容的问题,基于TCP Vegas-A算法,引入相对队列时延的拥塞状态判断方法,提出了一种Vegas改进算法TCP Vegas-A+.新算法将路由器缓存占用量和相对队列时延相结合,把网络状态进一步细分成拥塞增加和拥塞减轻状态,以更准确地判断网络拥塞情况、适时合理地调整拥塞窗口.分阶段对各算法的拥塞窗口大小、所传输的分组数进行数学计算,分析Vegas-A+连接与Reno连接的兼容性,并与Vegas+连接与Reno连接的兼容性进行比较,同时利用仿真实验进行验证.数学分析和仿真结果表明,Vegas-A+算法能更准确判断网络状态,改善了与TCP Reno的兼容性,能和TCP Reno较公平地竞争带宽.     

An ECN-based Optimal Flow Control Algorithm for the Internet

According to the Wide Area Network model, we formulate Internet flow control as a constrained convex programming problem, where the objective is to maximize the total utility of all sources over their transmission rates. Based on this formulation, flow control can be converted to a normal unconstrained optimization problem through the barrier function method, so that it can be solved by means of a gradient projection algorithm with properly rate iterations. We prove that the algorithm converges to the global optimal point, which is also a stable proportional fair rate allocation point, provided that the step size is properly chosen. The main difficulty facing the realization of iteration algorithm is the distributed computation of congestion measure. Fortunately, Explicit Congestion Notification (ECN) is likely to be used to improve the performance of TCP in the near future. By using ECN, it is possible to realize the iteration algorithm in IP networks. Our algorithm is divided into two parts, algorithms in the router and in the source. The router marks the ECN bit with a probability that varies as its buffer occupancy varies, so that the congestion measure of links can be communicated to the source when the marked ECN bits are reflected back from its destination. Source rates are then updated by all sessions according to the received congestion measure. The main advantage of our scheme is its fast convergence ability and robustness; it can also provide the network with zero packet loss by properly choosing the queue threshold and provide differentiated service to users by applying different utility functions.     

宽带网络闭环式拥塞控制方法综述

拥塞控制在宽带网络中是一个重要的话题。其主要目的是提高网络资源的利用率和提供给信源公平的资源分配份额。笔者讨论了宽带网络中基于反馈机制的各种拥塞控制策略和实现方法，指出了网络流量的高突发性和强相关性，以及不可预测的网络时延，应是控制算法设计中的难点，而提高网络利用率这一控制目的，又往往与性能分析中的公平性是冲突的，这就使得要得到一个最优的控制方法是困难的。最后，指出了对网络业务量特性的精确描述，以及在此基础之上设计控制算法，都要依赖于必要的数学工具。     

基于效用函数的异构网络负载均衡算法

提出了一种基于效用函数的异构网络负载均衡算法.该算法通过网络参数的定时测量,得到各性能指标的效用函数,经过归一化和权重处理,选取重负载和轻负载的小区,并选取资源利用效率低的业务终端,通过终端的转移实现负载均衡.仿真分析表明,该算法能够有效提高网络吞吐量,降低网络阻塞率,并减少网络时延.     

无线Ad Hoc网络的MAC层拥塞控制算法

为解决无线Ad Hoc网络中拥塞主要由节点在MAC（媒体访问控制）层竞争无线信道而引起的问题,提出了一种基于无线环境监测的拥塞控制（EACC）算法.该算法通过监测IEEE 802.11的二进制指数退避过程判断MAC层拥塞状态,节点据此自适应调整数据分组的丢弃概率,通过丢包达到缓解拥塞的目的.利用IEEE 802.11DCF的信道接入机制,推导出MAC拥塞信息和吞吐量的关系方程,证明了该拥塞信息的正确性.仿真结果表明：EACC算法能够准确测量节点的拥塞程度,显著提高网络的吞吐量,从而有效地缓解网络拥塞.     

Internet拥塞控制中的TCP源算法比较研究

针对网络拥塞的成因,从网络拥塞的TCP源方面对拥塞控制机制进行分析,指出目前TCP拥塞控制存在的问题,并给出一些改进方案．详细地介绍TCP源端拥塞控制算法的演进过程,分析各个算法的优缺点,并对典型TCP源算法进行比较研究．     

ATM网络中智能拥挤控制算法分析

拥挤控制在ＡＴＭ网络中起重要的作用，有效的拥挤控制算法能够使网络的通信带宽得到最优利用，并能保证了ＡＴＭ网络操作的稳定性，本文在对几种典型的基于速率的拥挤控制算法进行分析的基础上，提出了一种用于ＡＴＭ网络中ＡＢＲ服务的智能拥挤控制算法－增强化例速率控制算法（ＥＰＲＣＡ）并对ＥＰＲＣＡ的性能进行了定量的分析。     

非合作流速与拥塞控制博弈的应用

针对Internet用户的贪婪行为,引入非合作博弈理论,为非合作网络中的流速与拥塞控制行为建立模型,论证了上述博弈模型中Nash均衡点的存在性和惟一性.在分析了求解Nash均衡点解析解的基础上,设计实现了一种分布式流速控制算法(FCAG-SL).仿真实验表明,FCAG-SL算法具有良好的收敛性,应用流可以获得比其他拥塞控制算法更高的效用和整个系统的效用,验证了算法的可行性和有效性.     

基于网络效用最大化的mesh网优化算法

为设计联合优化算法,将多无线电多信道mesh网络的拥塞控制与信道分配建模化为一个使得网络效用最大的混合整数非线性规划问题.由于求解该规划问题具有很高的时间复杂度,因此利用拉格朗日对偶分解将之分解为若干个子问题,进而设计能获得近优解的分布式算法.通过该分布式算法,各节点能够自适应调整传输速率并根据网络状况进行多信道的分配.仿真实验表明该算法能够逼近最优解,并且随着网络中无线信道数目的增多,其结果更接近最优解.     

具有通信时延的网络拥塞控制对偶算法的稳定性

运用时延微分方程中的Pontryagin判据，研究了各通信回路时延不同条件下网络系统在连接节点处的拥塞控制算法。借助复数域中的矩阵理论分析了网络拥塞控制算法的特征方程的特征根的特性，得到了具有通信时延的网络拥塞控制算法在平衡点渐进稳定的多个判据。仿真结果表明这些稳定性判据是有效的，这些结论为设计网络配置、确保网络稳定、避免网络拥塞提供了理论基础。