基于NS-2的Drop-Tail与RED算法仿真研究

队列管理是网络拥塞控制和服务质量保证的基石,Drop-Tail和RED算法是两种典型的队列管理算法。本文分析了两种队列管理算法的原理及优缺点,基于NS-2仿真模拟器对两种算法进行了模拟,从队列长度、TCP拥塞数据窗口、吞吐量、丢包率四个指标对两种算法进行了分析比较。     

基于NS-2网络仿真协议的功能扩展

网络仿真是网络协议设计的重要环节,也是通信网络性能分析的关键。基于C＋＋和Tel脚本语言分裂层次实现的NS-2是一个开源、面向对象设计的多协议网络仿真软件,在网络仿真领域占有十分重要的地位。文中首先介绍NS-2的体系结构;然后介绍在NS-2环境下如何编程实现新协议,对NS-2功能进行扩展;最后利用前面实现的新协议．结合一个4节点的网络仿真实例,根据仿真结果比较SFQ和DropTail两种队列管理方式在选择数据包丢弃方面的公平性。     

NS-2新功能模块的开发

网络仿真软件NS-2具有源代码公开、可扩展性强等特点，已广泛用于网络分析、研究和教学。是目前网络仿真最流行的软件之一。网络的迅速发展需要人们不断研究新的网络协议和算法以及通过仿真分析网络性能。NS-2由于其源代码开放的特点，允许用户根据实际需求添加新的协议模块并通过仿真分析协议性能，这一特性成倍加速了新协议开发过程。该文给出了在NS-2中添加新功能模块的模版——编译层实现；解释层实现；编译层与解释层的接口；对原有相关文件的修改；编译及测试。并以自组网路由协议为例，从这五个方面详细介绍了在NS-2软件中添加新模块的过程。     

基于NS2的主动队列管理仿真研究

主动式队列管理技术是IETF为了解决Internet 拥塞控制问题而提出的一种路由器缓存管理技术。该文介绍了目前应用较为广泛的网络仿真器NS-2，对几种主要AQM算法Drop Tail、RED和ARED的性能在基于NS2仿真实验的基础上进行了比较研究，研究的性能包括队列长度、TCP 全局同步问题、连接数对系统稳定性和鲁棒性的影响等；仿真结果表明ARED性能优于Drop Tail和RED算法。     

主动队列管理算法性能分析通用仿真模型

主动队列管理算法提供因特网中网络拥塞规避和控制机制,是因特网中分组转发设备的重要功能模块。文章提出在网络仿真工具OPNET Modeler下搭建一种通用的网络仿真模型,通过该模型来对不同的主动队列管理算法进行性能评估和分析。通过对RED和LQD算法的仿真,表明了该模型的有效性和通用性。文章也给出了在该模型下实现新的队列管理算法的步骤。该模型为评估不同的主动队列管理算法提供了重要的平台,有助于下一代因特网路由器中缓存队列管理模块的设计。     

基于NS-3的机会网络路由协议仿真

文章使用NS-3网络仿真工具模拟搭建了机会网络,实现了机会网络中Epidemic路由协议仿真代码的编写和调试,并介绍了相关背景知识和仿真实验的具体过程。利用NS-3网络仿真工具,可以在不同网络环境下,对Epidemic路由协议算法进行模拟仿真。通过对仿真结果的分析,评测Epidemic路由协议算法在各种环境下的性能。     

弃头和随机结合的被动队列管理*

主动队列管理算法存在诸多缺陷,并没有在实际网络上推广使用。为了对目前使用最多的弃尾被动队列管理进行改进,提出了随机和弃头相结合的被动队列管理算法。在队列满时,先从队列头部丢弃一个数据包,然后再在队列中随机丢弃一个数据包。NS2仿真表明该算法能有效改善RTT公平性和速度公平性,避免弃尾队列管理的缺陷,提高了网络传输性能。该算法计算量小,适合在Internet上使用。     

N次弃头的被动队列管理算法

主动队列管理算法存在参数设置敏感,响应相对滞后于实际网络状况的缺陷,并没有在实际网络上推广使用,因此对目前使用最多的弃尾被动队列管理进行改进,提出N次弃头的被动队列管理算法,在队列满时,从队列头部丢弃N个数据包,N为大于等于2的整数.该算法改善了弃尾队列管理的缺陷,提高了网络传输性能,能有效改善RTT公平性和速度公平性,算法计算量小,最后通过NS2仿真验证该算法的有效性.     

基于NS-2的航空器通信仿真模块的设计与实现

网络仿真器NS-2在空间通信网络研究中得到越来越多的应用.深入分析了NS-2中卫星网络结点和卫星链路仿真模块的特性.在分析卫星网络基本仿真原理和方法的基础上,以航空器通信仿真为例,给出了NS-2核心仿真模块的扩展方法,实现了航空器通信仿真模块.仿真实验研究分析了航空器的飞行对航空器与卫星之问链路切换特性的影响,证明了航空器通信仿真模块扩展方法的可行性和有效性.     

可扩展的基于MPLS的稀疏模式IP组播算法

提出了一种可扩展性较好的基于MPLS的稀疏模式的IP组播算法，利用分枝节点和隧道相结合的原理，实现了共享树的组播。通过使用隧道技术，实现多点到多点的MPLS共享树组播，解决了MPLS组播中的关键问题：mp2mp的标签分配。基于网络仿真软件NS-2，实现了该算法的仿真模块。实验证明，该算法是可行和有效的。     

基于ARED的主动队列管理改进算法

随机早期检测（Random Early Detection,RED）是IETF推荐部署的主动队列管理（Active Queue Management,AQM）算法。 RED存在参数难以配置、无法适应动态网络环境的缺点。 ARED（ Adaptive RED）是RED的自适应版本,通过平均队列长度来动态调整最大丢弃概率,从而达到稳定平均队列长度的目的,但是存在瞬时队列长度振荡的问题。文中研究了拥塞控制中的主动队列管理,对ARED算法进行了改进,优化丢弃概率计算函数,提出TTS-ARED算法,实现在动态网络环境下队列长度的稳定以及丢包率降低。 NS2的仿真结果表明,TTS-ARED算法显著地降低了丢包率,队列长度稳定性比ARED算法更优越。     

队列管理算法DropTail和RED研究与仿真

队列管理主要负责路由器内部队列的建立、维护和排队,以决定何时接收或者丢弃某个包。目前Internet普遍采用的拥塞控制机制是DropTail主动队列管理算法,而随机早期检测(RED,Random Early Detection)是IETF推荐使用的队列管理算法。本文利用NS2网络仿真器在队列监视角度对DropTail与RED进行仿真模拟,比较分析得出RED队列管理算法整体性能高于DropTail,为进一步研究RED算法提供了依据。     

主动队列管理中PI与PID算法的仿真研究

主动队列管理机制是一个非常活跃的研究领域.在Hollot论文里用线性控制理论模型化TCP的基础上,采用NS仿真平台设置网络仿真场景,对主动队列管理机制中的PI和PID这两种典型算法进行了仿真研究.还介绍了NS模拟器的结构和利用模拟器进行网络仿真的一般步骤.文中的仿真实验设置了不同的实验条件,采用了异质流来模拟真实的网络场景,验证和比较了PI及PID控制算法在主动队列管理机制中的性能.通过NS-2模拟器模拟表明,PID算法的快速性优于PI算法,而PI算法的鲁棒性则比PID更好.     

大时滞网络中的自适应拥塞控制算法

根据内模控制器(IMC)的设计方法,设计出适合于大时滞网络,具有时滞补偿能力的主动队列管理(AQM)控制器。为了使控制器适合网络的动态变化,再使其系数根据网络的变化自适应地做出相应的修正。最后通过NS-2仿真,验证了该算法的可靠性。     

一种实时网络的QoS队列管理算法

队列管理是QoS控制的核心技术之一，也是实现网络拥塞控制的重要手段。本算法将缓冲队列管理分成两个相互独立的模块进行队列管理，并在CQS结构的基础上提出了SCQS结构，有效地解决了对突发性数据流的处理。并且该算法实现简单，因此适合实时网络系统对QoS缓冲队列管理的要求。     

基于数字化图书馆综合业务流的网络控制方法

针对数字图书馆网络的服务质量控制问题,提出了RED阈值动态调整的自适应机制,缓解了RED的参数的敏感性,增强了RED自适应性、鲁棒性,实现了一种基于RED的AQM新策略――Adaptive Threshold RED（ATRED）。为了更好的分析ATRED的控制性能,在不同的网络环境下ATRED与RED和GENTLE RED的控制性能进行了比较,使用NS-2进行仿真,仿真结果表明,自适应性增强的ATRED算法对队列的控制更为有效,队列的振荡相对较小,能为用户提供更为稳定可靠的服务质量。     

基于RED算法的改进研究

拥塞控制(congestion control)机制是确保Intemet QoS的关键因素,随机早期检测(Random Early Detection,RED)算法是提高网络服务质量、解决网络阻塞的重要算法.针对网关的到达队列来说,丢包率的算法采用RED基本思想中与平均队列长度呈线性的关系并不合适,提出了立方RED算法.算法对RED算法进行了改进,使流丢包率与平均队列长度呈立方函数关系,通过NS-2仿真软件研究表明.算法可以有效的增加了网关的吞吐量、减少丢包率.     

基于路由器的随机早期检测算法的分析与优化

因特网的迅速发展使网络拥塞问题目益得到人们的重视，近年来提出了许多基于路由器的拥塞控制机制。本文详细分析了基于路由器的随机早期检测（RED）拥塞控制机制的设计思想、实现原理和优缺点。针对RED算法存在的缺陷提出了一种新的改进算法--SQRED算法，即当平均队列长度在最小和最大闲值之间时，使丢包概率采用一种平滑的增
长机制来代替线性增长。通过在Linux中使用NS-2设计网络仿真实验，对RED和SQ-RED算法的性能和实现进行了对比。仿真结果表明，SQ-RED算法能够获得更好的网络性能。     

二阶差分的自适应RED算法研究

在现有的AQM算法的基础上,使用经典控制理论中的时域分析方法对ARED算法的内部结构进行分析研究,根据分析的结果设计了新的基于二阶差分的离散控制器,并将其应用到AQM算法中。在NS-2仿真平台上进行 了大量的仿真,结果表明:基于二阶差分的ARED算法使得队列长度变得更加稳定,对队列具有更好的控制能力。     

N方RED算法的设计与仿真研究

随机早期检测(RED,random early detection)算法是目前路由器中采用的重要队列管理算法。在分析该算法的基础上,对几种改进的RED算法作了简单介绍,并针对RED算法中计算数据流丢包率的公式进行了改进,提出了N方RED算法。通过NS-2仿真软件研究表明,该算法可以有效地增加网关的吞吐量,减少丢包率。