基于CSFQ的路由器带宽公平性算法的改进研究

针对核心无状态公平队列调度(CSFQ)的丢包算法不适用于TCP流的问题,提出了一种改进算法my-CS-FQ,能够根据网络状况动态地调整TCP流和UDP流各自的丢包行为,解决TCP流与UDP流的带宽分配公平性.大量仿真实验结果表明my-CSFQ算法能够提高TCP流同UDP流竞争网络资源的能力,更有效地利用链路带宽,提高网...     

区分服务下增强型动态RIO算法改进

鉴于区分网络中的标记算法和队列管理对服务公平性有很大影响,进行了基于增强型动态RIO(Enhanced Dynamic RED with In/Out bit,EDRIO)的确保服务下公平性的改进研究.首先从同构聚集流下的不同大小分组来分析各个分组间的公平性,然后从不同聚集流分配不同带宽来研究异构下的公平性.最后从数据包大小、目标速率及聚集流中包含的单流数量等进行性能仿真.实验结果表明,无论在同构还是异构下,基于EDRIO聚集流之间的公平性都比RIO和动态RIO聚集流之间的公平性好,而且该算法具有很好的扩展性.     

RTT比率和缓冲区下BBR算法公平性双因素方差分析

在两种不同的网络瓶颈带宽条件下,通过NS3模拟仿真试验,研究了BBR算法在不同RTT比率和缓冲区大小下的公平指数的变化,并对结果采用双因素数值方差分析。分析表明：RTT比率和缓冲区大小对BBR算法公平性影响显著,RTT比率和缓冲区大小的交互效应影响不显著;根据F值大小得出RTT比率对BBR算法公平性的影响最显著,其次是缓冲区大小。     

一种改进的核心无状态公平带宽分配机制

CSFQ(Core Stateless Fair Queue)算法在无状态网实现了如同有状态网那样好的公平带宽分配，但它的丢包算法是针对UDP流等非响应流导出的，不适用于TCP流．本文针对TCP流的特点提出了一种改进的CSFQ算法．算法主要改进有两点：(1)将缓存队列长度变化与丢包概率关联起来，用一种类似于RED(Random Early Drop)的缓存策略解决了缓存频繁溢出导致的一些问题，如公平共享速率的收敛问题；(2)对TCP流使用了与UDP流不同的丢包策略，彻底解决TCP流与UDP流的带宽分配公平性．仿真结果显示，当TCP流与UDP流共享拥塞链路时，在带宽分配的公平性方面，改进算法较原算法有了很大的性能提高．     

无线网络接入点TCP流时间公平性

对无线网络接入点上下行TCP流存在的时间不公平性现象进行了研究,报告了无线网络接入有线网络存在的拥塞控制问题现状,提出了一种的无线网络TCP流公平调度算法。采用快速的TCP流优先发送方法,既保证了各流吞吐率公平性,又解决了慢速的TCP占用信道时间过多的问题,实现了各流占用信道的时间公平性。通过网络仿真实验证明,新的公平调度算法比传统的算法在性能上有较大的改进,达到了提高网络整体效率的目的。     

RED算法的分析及其在FPGA中的实现

拥塞检测与拥塞避免算法是实现IP网络QoS的重要措施之一.随机早检测算法通过计算TCP流的平均队列长度,进行适当的概率丢弃分组,从而有效地避免了由TCP流导致的网络拥塞.该算法因其具有较低的时延、较高的吞吐量和较好的公平性而被广泛采用.首先详细阐述了RED算法的基本原理,通过对算法的理解和分析,提出了一种有效的和可行的FPGA实现方案,该方案在遵循算法原理本身的同时,以相对较少的硬件资源和快速性实现了RED算法.     

一种改进的随机早期检测算法

针对随机早期检测算法(RED)参数配置困难的问题，提出了一种自适应阈值RED(SATRED)主动队列管理算法．该算法根据网络拥塞状况，周期性地自动调整最大阈值和最小阈值，以便改善RED路由器的性能．在调整周期内，每到达一个数据包，将平均队列长度和阈值进行比较，在周期结束时根据比较结果对阈值进行调整．仿真结果表明，在路由器缓冲区有限的情况下，相对于简单的尾部丢弃(ttail-drop）和RED，该算法能为TCP连接提供更好的公平性．     

区分协议类型的RED公平性改进算法

由于UDP协议无拥塞控制功能,与TCP流量竞争带宽时具有优势.早期互联网绝大多数流量均使用TCP协议,但随着以网络视频为主的新兴网络服务的广泛应用,使得传统的TCP流量在拥塞链路带宽竞争中不公平.为了提高路由器对TCP流量的公平性,对路由器队列管理中的随机早检测算法RED进行了研究,提出了区分协议类型的RED改进算法Flow-RED,并且在NS-2网络模拟器中实现了该算法,使得在拥塞链路中使用TCP/UDP协议的吞吐量大致相当.实验结果表明,此方法能够改善TCP流量的服务质量.     

输入受限的非线性网络系统全局滑模控制

针对动态TCP网络的拥塞问题,在输入受限情况下,基于全局滑模控制理论设计了一种主动队列管理(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.对于TCP/IP网络中存在的网络模型的不确定、网络参数的时变性以及非TCP适应流所引起的网络振动,该算法可以获得良好的暂态和稳态响应.仿真结果表明该算法可以使队列长度快速收敛到设定值,同时维持较小的队列振荡,尤其是在网络条件变化的情况下,该算法优于传统的PI控制和滑模控制.     

基于最优化流控的TCP拥塞控制改进算法MReno

应用最优化流控理论,给出TCP Reno算法的一个对偶模型,把该模型与REM算法相结合,得到一个新的TCP网络拥塞控制算法(MReno),并对其进行模拟实验.结果表明,MReno算法可以使源端获得最大资源利用率,能够保证网络的整体优化,MReno算法比Reno算法有更好的公平性和稳定性.     

基于拥塞预测门限的主动队列管理新算法-BDPQ

提出了一种带显示拥塞指示的AQM(Active Queue Management, 主动队列管理)算法BDPQ(Bandwidth-Delay Product Queue),该算法通过监视瓶颈网关中的缓存队列长度来判断拥塞状况,算法中引入BDP (Bandwidth-Delay Product, 带宽-延时积)作为拥塞预测门限,如果缓存队列超过该门限,则采用ECN(Explicit Congestion Notification,显示拥塞指示)标记离开队列的分组来向源TCP通知拥塞.通过在ns-2中仿真显示,该算法具有高链路利用率、较低的平均队列、低丢失率和较好的公平性能.     

基于公平策略的核心无状态公平队列算法

提出了一种基于公平策略的CSFQ (Core-Stateless Fair Queueing )算法,通过动态阈值缓存管理机制,根据缓冲资源的占用率和数据流的到达速率共同决定丢包概率,减少了无谓、不公平丢包现象.根据非响应流UDP数据包空间分布特点,当网络拥塞时增加CHOKe机制对缓存进行管理,有效解决了响应流TCP和非响应流UDP之间的不公平问题.NS仿真实验表明,该算法在现实网络环境下能显著提高缓冲资源的利用率,保证了带宽在TCP、UDP数据流之间的公平分配.     

RED-DTB: A Dual Token Bucket Based Queue Management Algorithm

Improving the Quality of Service (QoS) of Internet traffic is widely recognized as a critical issue for the next-generation networks. In this paper, we present a new algorithm for the active queue management, namely RED-DTB. This buffer control technique is used to enforce approximate fairness among a large number of concurrent Internet flows. Like RED (Random Early Detection) algorithm, the RED-DTB mechanism can be deployed to actively respond to the gateway congestion, keep the gateway in a healthy state, and protect the fragile flows from being stolen bandwidth by greedy ones. The algorithm is based on the so-called Dual Token Bucket (DTB) pattern. That is, on the one hand, every flow is rate-limited by its own token bucket, to ensure that it can not consume more than its fair share of bandwidth; On the other hand, to make some compensations to less aggressive flows, such as connections with larger round trip time or smaller sending window, and to gain a relatively higher system utilization coefficie     

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。     

一种具有带宽公平性的动态队列管理算法

RED动态队列管理算法用于网络节点以避免拥塞产生，同时保证较高的链路利用率，但在某些情况下，RED算法不能避免网络带宽被一些数据流量很大的连接大量占用，从而导致连接间的带宽分配不公平，提出了一种能有效保障各连接间带宽公平性的改进算法，即BF－RED算法，并且分析了该算法的性能。     

An adaptive mechanism to guarantee the bandwidth fairness of TCP flows

End-to-end TCP (transmission control protocol) congestion control can cause unfairness among multiple TCP connections with different RTT (Round Trip Time). The throughput of TCP connection is inversely proportional to its RTT. To resolve this problem, researchers have proposed many methods. The existing proposals for RTT-aware conditioner work well when congestion level is low. However, they over-protect long RTT flows and starve short RTT flows when congestion level is high. Due to this reason, an improved method based on adaptive thought is proposed. According to the congestion level of networks, the mechanism can adaptively adjust the degree of the protection to long RTT flows. Extensive simulation experiments showed that the proposed mechanism can guarantee the bandwidth fairness of TCP flows effectively and outperforms the existing methods.     

多层网TCP-RED非线性流体模型的高效网络拥塞控制

提出了一种多层网络拥塞控制方法,该方法基于流体模型的微分方程设计多层网络拥塞控制.此外,该方法利用流体模型的稳定性保证网络性能参数的均值在多层网络环境及大数据流的情况下向平衡点收敛,同时也有效限制了AOM参数的设置.理论分析和仿真结果证明了这种网络拥塞控制方法能在多层网络中避免拥塞,并当网络出现大数据流时,该多层AQM系统能充分利用网络带宽及保持路由器队列长度的相对稳定.     

一种改进的核心无状态公平队列调度算法的研究

在核心无状态公平队列调度(CSFQ)算法的基础上,针对其实际实现公平性方面的不足,提出了一种改进的MCSFQ算法。在链路产生拥塞的时候,根据队列长度的变化情况,对公平共享速率进行不同程度的调整,以使得公平共享速率的取值更加合理。仿真实验证明,该算法在保持了CSFQ算法的优点基础上,更进一步地改善了在不同数据流间带宽分配的公平性。