RED算法的改进及其性能分析

随机早期检测（RED）算法作为主动队列管理（AQM）中有效的实现算法，其性能研究近来已成为网络研究 的一个热点。介绍了原始RED算法，并在此基础上对该算法进行了改进，仿真结果和实验数据表明，改进算法能 显著地降低丢包率，提高网络的链路利用率。     

控制理论在主动队列管理中的应用

拥塞控制中作用于网络中间节点的主动队列管理策略(AQM)是解决IP网络拥塞问题和保证QoS的重要途径.运用控制理论,首先对TCP拥塞控制机制建模,在此基础上运用经典控制理论对主动队列管理各种策略进行分析,着重对AQM的唯一候选算法———随机早期检测(RED)算法进行分析与探讨,给出针对AQM策略的比例及比例积分控制器设计.针对网络本身是一个复杂、时变与不确定性的系统,智能控制理论更适合这类对象分析,为此,引入的智能控制理论采用模糊控制和神经网络控制对AQM策略进行研究和分析.     

时滞TCP网络滑模预测主动队列管理算法

针对Internet网络系统中存在的网络拥塞问题,提出了一种离散滑模预测主动队列管理(AQM)控制算法。基于离散化TCP动态拥塞窗口模型,设计了具有时滞补偿的滑模预测算法(SMPC);利用当前及过去时刻的系统信息预测网络未来动态,对滑动模态进行实时校正,确保队列快速平稳的到达期望值;基于Lyapunov方法证明了闭环时滞系统渐近稳定的充分条件。以单瓶颈网络系统为对象的仿真结果表明:所设计的滑模预测AQM算法具有很强的稳定性和鲁棒性,控制性能优于PI、RED和SMC等算法;克服了时变长时延等网络不确定因素的影响,有效避免了网络拥塞的发生。     

RED算法的改进及其性能分析

随机早期检测(RED)算法作为主动队列管理(AQM)中有效的实现算法,其性能研究近来已成为网络研究的一个热点。介绍了原始RED算法,并在此基础上对该算法进行了改进,仿真结果和实验数据表明,改进算法能显著地降低丢包率,提高网络的链路利用率。     

几种典型主动队列管理(AQM)算法

网络拥塞控制按照不同的标准可以分为不同的控制机制和相应的拥塞控制策略.主动队列管理(AQM)算法是一种运行于网络中心节点的积极的闭环控制的链路算法.RED(随机早期丢弃)算法是IEIF推荐的主动队列管理算法的唯一侯选算法,然而算法在响应速度、稳定性等方面仍有缺陷.阐述了当前拥塞控制算法和几种典型的主动队列管理AQM算法,分析总结原始的RED算法的不足.     

基于内模补偿的网络拥塞控制新算法:IC-AQM

已有的AQM算法都没有充分考虑到长时滞对算法性能的影响，该文利用频率域模型降价拟合方式建立了TCP流量控制中主动队列管理AQM系统的等效模型，应用控制理论中的内模补偿原理设计鲁棒的时滞补偿AQM算法（IC—AQM），克服了长时滞给对队列稳定造成的不利影响，仿真结果表明，这种新算法在长时滞小期望队列综合性能明显优于已有的RED、REM、PI等算法，链路利用率大大提高。     

稳定的随机早期检测方法

针对随机早期检测（RED: Random Early Detection）对网络时滞、参数设置敏感的问题,提出一种适用于时滞网络的稳定随机早期检测算法（TRED:Time-delay RED）。
引入史密斯预估器,以抑制网络时滞对网络性能的影响;采用瞬时队列长度替代平均队列长度作为拥塞指示,加快系统的响应能力;改进RED算法的丢包概率函数为非线性函数,同时自动调整系统参数,以适应网络环境变化。仿真结果表明,TRED算法能成功补偿网络延时,并在不同的时滞环境、不同程度的拥塞环境中保持稳定的队列长度,具有很强的环境适应性,从而保证了良好的网络性能。     

嵌入式网络通信中RED算法改进

在嵌入式网络通信中,主要采用RED算法解决网络拥塞。由于RED算法中丢包率与平均队列长度成线性关系,导致网络在拥塞并不严重时丢包率较大,在拥塞比较严重时丢包率较小,拥塞控制能力较低。经研究,发现IMPRED算法能解决这个问题,当平均队列长度在最小阈值附近时丢包率增长速度较小,在最大阈值附近时丢包率增长速度较大,避免了网络的全局同步。利用时间复杂度和空间复杂度对IMPRED算法和RED算法进行比较,IMPRED算法没有增加RED算法的复杂度。通过NS 2.30仿真证实,IMPRED算法可以提高网络吞吐量,减少延时抖动,使网络比较稳定。     

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．     

一种基于速率自适应的改进RED算法

提出了一种利用业务流速率与平均队列长度相结合的指示拥塞程度和计算丢弃概率的RARED（rate automophism RED）算法，用NS2仿真软件验证其有效性，试验结果表明，RARED算法在吞吐率和减少丢包率方面表现优于RED、FRED算法，在端到端的延时方面也表现了较高的稳定性，因而在综合性能上优于RED、FRED算法。     

基于动态部分缓存共享机制的改进RED算法

为了解决Internet中网络业务流量不断增长而引发的网络拥塞问题,采用部分缓存共享机制对随机早期检测算法进行改进。根据网络节点缓存资源实时使用情况模糊动态调整丢弃阈值,结合采用比例调度算法,提高了网络共享资源的使用效率,保证了不同网络业务的服务质量。仿真试验结果表明,改进RED算法可以提高网络节点的成功转发率,改善关键业务的延迟指标,具有更好的拥塞控制性能。     

基于路由器的RED和Droptail算法比较

弃尾(Droptail)和随机早期检测RED(Random Early Detection)算法是目前路由器中采用的两种重要的队列管理算法.为了在路由器中广泛应用RED算法取代Droptail算法提供依据,对两种算法的性能和实现条件进行了对比研究.使用网络仿真平台NS2(Network Simulation Version 2),首次在缓冲区大小相同的条件下,证明了RED算法在网络拥塞控制、提高网络性能及利用率等方面较Droptail算法有很大提高.仿真结果表明,RED算法与Droptail算法相比,平均队长缩短32%;传输延时减小50%以上;网络净吞吐量提高13%;丢包率降低13%;并能在一定程度上避免发生"全局同步".     

一种基于平均负载的阈值控制AQM算法

提出一种新的AQM算法——基于平均负载的阈值控制算法TLED,并研究在低延时状况下的性能情况。使用指数加权平均(EWMA)方法计算网络的平均负载强度,根据平均负载对数据包进行随机丢弃,通过一种阈值控制算法,将缓存区队列长度与负载状况有机结合起来,取得了吞吐量-队列延时的良好折中,并有效改善了原有的基于负载的控制算法对网络流量变化的自适应性。     

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。     

递推功率估值码分多址多用户检测器

在码分多址（ＣＤＭＡ）通信的多用户检测器中，存在多址于扰和Ｎｅａｒ－Ｆａｒ问题．对国、内外新近提出的几种多用户检测器进行了性能分析和比较．在未知信号功率情况下，提出一种性能较优的检测器──递推估计检测器（ＲＥＤ）；通过ＭｏｒｔｅＣａｒｌｏ模拟证明了当Ｎｅａｒ－Ｆａｒ问题严重时，ＲＥＤ检测器的抗Ｎｅａｒ－Ｆａｒ性能优于这几种多用户检测器，但用户之间的功率相差不大时，ＲＥＤ检测器的抗多址干扰能力比去相关判决反馈检测器稍差．     

基于补偿模糊神经网络的RED变种算法

摘要:作为最著名的网络拥塞控制机制,随机早期检测(RandomEarly Detection,简称RED)算法由于其参数敏感性,无法在复杂多变的网络环境下保障良好的控制性能。为了改善RED敏感于参数的缺陷,增强算法的自适应性,文章将补偿模糊神经网络(compensatory fuzzy neural network,简称CFNN)引入拥塞控制算法的设计中,结合RED和CFNN,得到了基于CFNN的RED变种算法(RED based on CFNN,简称CFNNRED)。与传统的RED相比,CFNNRED的改进在于:配置神经元一定的模糊逻辑规则,迅速得到丢包率,增强算法的可操作性和可实现性;通过神经网络的自学习,增强算法的自适应性和鲁棒性。最后通过仿真证明,CFNNRED算法的自适应性增强,对队列的控制能力得到加强,队列更加平稳,网络能够提供更加稳定的服务质量保障。     

基于路由队列管理提高VOIP通话质量的方法研究

为解决当网络发生拥塞时,VOIP通话效果急剧降低的问题,提出了一种无需改造现有网络结构,低成本提升VOIP通话质量的方法. 通过随机早期检测算法的应用,可以有效地降低VOIP通话的延迟、延迟抖动、有效丢包率和连续丢包率,进而提高VOIP的通话质量;而且,即使在网络拥塞的极端情况下,也能保证一定的通话质量(QoS).      

IP网拥塞控制RED算法研究

随着IP网规模的扩大，Internet用户和应用在快速增长，网络拥塞已经成为一个十分重要的问题．为了减轻当前IP网的阻塞现象，主干网路由器必须采取有效地策略来避免和控制网络拥塞，从而保证整个网络的稳定性．讨论分析了拥塞避免／控制RED算法及各种改进技术，比较了它们的优缺点，提出了将队列的平均占有率作为决定拥塞避免机制是否应该被触发的随机函数的参数设置问题．最后通过仿真实验给出了即时队列与平均队列跟踪图．     

无线Mesh网络中基于链路状态的RED算法研究

针对无线Mesh网络的特性,分析了随机早期检测(random early detection,RED)算法的实现过程,提出了一种基于链路状态的RED(link-states-based RED,LS-RED)算法。该算法的基本思想是通过移动节点的链路状态信息动态调整RED算法中的4个参数。详细讨论了LS-RED算法的实现过程,提供了无线网络下LS-RED算法参数的设置方法,并对该算法实现过程进行了分析,通过仿真分析验证了该算法对无线Mesh网络性能提高的有效性。