一种TCP友好的多媒体流分层组播拥塞控制算法

针对当前多媒体流分层组播拥塞控制方案的不足,提出一种改进的接收者驱动的分层组播拥塞控制算法,并给出了详细的设计方案。算法借助AIMD算法具有的良好TCP兼容性保证组播流与TCP流的友好性;利用基于历史记录动态调整接收端加入某层等待时间的策略解决因过多失败的“加入”尝试带来的网络拥塞和振荡问题。通过实验证实了算法的有效性。     

基于优先级的CHOKe算法仿真与性能分析

为将区分服务(DiffServ)网络架构中的优先级服务与网络拥塞控制相结合,提出一种应用于DiffServ架构核心路由器的CHOKe算法(CHOKeW)。针对不同优先级别的数据流进行带宽分区,为高优先级的数据流分配高带宽,并且当发生网络拥塞时通过限制高速非响应流占用的带宽,达到保护响应流的同时兼顾相同优先级数据流公平性的目的。实验使用NS-2建立仿真模型,分析CHOKeW算法、加权公平队列算法、RIO算法的不同优先级混合流的带宽公平分配情况,结果表明,CHOKeW算法能够有效提高网络性能,保证网络服务质量,并且较好地解决基于公平性和优先级的带宽分配问题     

一种基于博弈的拥塞控制改进算法G-Vegas

随着互联网的发展,网络拥塞问题越来越严重,如何改进现有的拥塞控制算法成为一个重要课题。为了解决网络拥塞问题,目前已有很多拥塞控制算法,大体可分为端到端的拥塞控制和基于网络的拥塞控制,本文主要关注基于端到端的拥塞控制。在众多的TCP拥塞控制算法中,Vegas算法以其主动避免拥塞的思想,具有较好的效果。但是,Vegas与目前主流的Reno算法兼容性差,存在带宽被挤占的问题。本文分析了拥塞问题的多重原因,并从博弈的角度分析了Vegas的缺点,提出了一种改进的拥塞控制算法G-Vegas。通过在NS2平台仿真,验证了算法的有效性。     

HCHOKe：改进的公平主动队列管理算法

HCHOKe算法控制和惩罚网络中的非适应流,保护适应流稳定地分享网络带宽。HCHOKe结合CHOKe击中思想,利用拥塞程度自适应取包,提出一种丢包策略。在网络仿真器NS-2上对HCHOKe等其他主流相关算法进行分析,结果显示HCHOKe在维护网络带宽的公平分配上性能优于CHOKe等其他几种算法。     

路由器算法Droptail和RED的分析与优化

因特网的迅速发展使网络拥塞问题日益得到人们的重视,近年来提出了许多基于路由器的拥塞控制机制。文章详细分析了基于路由器的弃尾(Droptail)和随机早期检测RED(RandomEarlyDetection)拥塞控制机制的设计思想和算法实现。针对RED算法存在的不足对其进行改进,提出CRED(ConicRandomEarlyDetection)算法,该算法的基本思想是,当平均队列长度在最小和最大阈值之间时,使丢包概率采用一种平滑的增长机制。通过大量仿真实验对三种算法的性能进行对比研究,表明CRED算法在网络延迟、振荡等网络性能上比RED算法更有效。     

面向煤矿工作面的定位无线传感器网络传输性能优化

针对煤矿工作面定位无线传感器网络(PWSN)端到端时间较长、丢包率较大等问题,提出采用保障贪婪调度(GGS)算法来优化网络传输性能。GGS算法结合了粒子群优化(PSO)算法和贪婪算法,使用PSO算法对信道中的报文种群进行有序化处理,实现对种群的保障;使用贪婪算法对网络传输过程中的具体服务请求形成一种多层次、反复迭代的处理机制,以优化报文种群质量;利用PSO变异算法对种群进行检查和更新,以确保得到的是最优解。仿真结果表明,与现有文化基因算法(MA)、差分进化人工蜂群(DE-ABC)算法相比,GGS算法可在控制丢包率的前提下缩短传输时间,提升网络整体性能。     

反向业务流对TCP性能的影响研究

简要分析了TCP协议的拥塞控制机制,指出在网络中存在较大反向业务流时会对TCP业务产生严重的影响,通过仿真实验对TCP拥塞控制机制的3种拥塞控制算法:Reno算法,SACK算法和Vegas算法在存在大量反向业务流情况下的表现进行了比较,分析了它们性能下降的原因,提出了改进设想,为解决TCP拥塞问题提供了新的思路。     

认知网络中基于服务信息的队列管理算法

通过感知网络外部环境,认知网络能够自主地调节并分配网络资源,从而保证网络服务的正常运行。当发生网络拥塞时,当前普遍应用的主动队列管理算法只能从数据层面对数据包进行丢弃,不具备服务QoS对底层队列的调控。本文针对以上问题,提出了一种综合服务等级以及服务传输特点的队列管理算法,引入了服务对数据队列的参与调节模型,保证了在网络拥塞环境下特定服务的服务质量。使用Matlab对算法进行仿真,表明该算法在发生网络拥塞时,能够依据服务等级和服务传输特点对数据队列进行调节,从数据层面体现了服务层面的优先策略,从而保证了高级别服务的服务质量。     

Ad hoc网络中的自适应退避算法的研究

本文提出了一种适用于高等级节点的二进制负指数退避算法BNEB,验证了竞争窗口平均值较小的节点信道竞争能力较强的结论,并根据此结论,针对多跳Ad hoc网络中由于MAC层竞争导致的拥塞问题提出了两种具有拥塞控制功能的退避算法RBAB和CABEB,在节点发生拥塞时调整其分组进入速率和转发速率,能够提高网络的端到端吞吐量并有效缓解网络拥塞。     

基于模糊RED算法的IP拥塞控制机制

TCP／IP拥塞控制不能有效地支持Internet多媒体业务，模糊逻辑提供了解决复杂性、动态性和健壮性问题的一种非解析方法，文章基于模糊RED算法和区分服务提出了新的IP拥塞控制机制。与丢尾算法和普通RED算法相比，在保证QoS的同时，该算法不仅改善了TCP的吞吐量，而且使流量抖动较平缓，并克服了区分服务对连接公平性差的缺点。     

随机早期检测算法公平性的改进

随机早期检测（Random Early Detection,RED）算法是广泛应用于路由器中的IP层的拥塞控制算法之一,它的主要思想是在拥塞发生以前通过一定的丢失概率随机丢弃一部分分组,端系统通过收到重复的ACK（Acknowledgement）报文段感知网络即将发生或已经发生网络拥塞,来降低自己的发送速率,从而达到实现网络拥塞控制的目的,但该算法在应用中仍有不足,特别是RED算法在多个流竞争带宽的情况下,不能保证各流获得相对公平的带宽分配。针对于此,在RED算法的基础上设计了一种限制高带宽流算法,以提高的网络公平性。     

软件定义网络架构下基于流调度代价的数据中心网络拥塞控制路由算法

针对传统数据中心网络极易发生拥塞的问题,提出了在软件定义网络（SDN）的架构下设计基于流调度代价的拥塞控制路由算法加以解决。首先,进行拥塞链路上的大小流区分,并对所有大流的各条等价路径进行路径开销权重的计算,选择权重最小的路径作为可用调度路径;然后,使用调度后路径开销变化量和流占用带宽比例来共同定义流调度代价;最终选择调度代价最小的流进行调度。仿真结果表明,所提算法能在网络发生拥塞时降低了拥塞链路上的负荷,并且与仅进行流路径选择的拥塞控制算法相比,提高了链路利用率,减少了流传输时间,使得网络链路资源得到更好的利用。     

A network rate management protocol with TCP congestion control and fairness for all

Our study is motivated by the need to enable quality of service (QoS), congestion control and fair rate allocation for all end applications. We propose a new approach to address these needs which is different from the current practice whereby end applications pursue their own rate control using TCP. Our approach comprises a network rate management protocol (RMP) that controls the rate of all flows (at an aggregate level based on routes) subject to QoS requirements. The RMP control also facilitates a new TCP sliding-window congestion control based on the fair target rates computed by the RMP. Each non-TCP aggregate flow is policed by its respective edge router and each TCP flow adapts its window size as to achieve the RMP suggested fair target rate. The stability analysis of the new TCP congestion control is performed in a linearly scalable framework, which is less restrictive than a fluid model. We show that our proposed control is linearly scalable and establish its global asymptotic stability under arbitrary and variable information time lags, aka totally asynchronous conditions. The stability and the vitality of our control is verified by two means. One is a simulation of a network comprising 74 core links and up to 768 flows, each using its own access link. The simulation is also used to compare our control with the congestion control algorithms used in Fast, Vegas and Reno TCPs. The second verification means is an actual implementation of the control in the Linux kernel and its experimentation in a WAN testbed network comprising six routers and long haul links running UDP flows as well as CUBIC, N-RENO and C-TCP flows. Our experiments demonstrate that our approach can guarantee fair rates for all flows and QoS to premium flows.     

Ping-pong flow control for ATM ABR traffic

In this paper, we propose an improved technique for congestion control, named as ping-pong flow control (PPFC), for asynchronous transfer mode (ATM) available bit rate (ABR) traffic. This is a rate-based flow control scheme, in which the rate regulation is achieved by directly adjusting the transmission rate in the source end station. The proposed algorithm uses a bipolar feedback strategy, which employs positive and negative feedbacks to control the transmission rate for different switch states. These states are determined using the traditional threshold-based method. We also introduce state early detection (SED), which enables the PPFC to control traffic flows more precisely and accurately at critical moments. The simulation results show that the proposed algorithm provides a higher throughput and lower cell loss ratio when compared to the well-known backward explicit congestion notification (BECN). Furthermore, these results also show that PPFC is robust against feedback losses.     

复杂拓扑下UDP流对TCP流影响的分析

随着Internet的发展,UDP数据流日益增大,而传统的主动拥塞控制不能很好地处理UDP流。本文通过计算机首先模拟了在瓶颈网络和传统的RED算法下UDP流和TCP流共存的情况,然后又模拟了在复杂拓扑下主动管理算法的稳定性,说明了无拥塞控制的UDP数据流同TCP流共享带宽时的不公平性,并通过分析TCP的端到端流量控制机制指出了产生不公平的原因,讨论了解决该问题的方法。     

网络拥塞控制算法综述

随着计算机网络的持续快速发展，各种网络应用需求不断涌现，造成网络数据流量的激增。网络拥塞问题变得越来越严重，网络拥塞控制也一直是网络研究的最关键热点问题之一。在本文中，作者着重阐述了TCP拥塞控制和IP拥塞控制中的典型算法以及目前一些较有影响的拥塞控制算法，并指出了这些算法的优缺点。最后分析了当前拥塞控制算法设计过程中存在的不足，并给出了一个有意义的研究方向。     

一种模糊控制的组播速率调节机制

目前多数组播拥塞控制机制采用模拟TCP窗口机制传输流媒体业务,尽管保证了TCP友好性,但是速率不够平滑,不能很好地满足流媒体组播业务服务质量的要求。针对这一问题,提出了一种模糊控制的组播速率调节算法（FC-MRAA）。该算法基于模糊控制理论设计了两个模糊控制器,一个根据接收端的反馈信息计算速率增量,保证TCP友好性;另一个根据路由器缓冲区占有率计算控制增益,平滑发送速率。仿真结果表明,该算法具有良好的速率平滑性和TCP友好性。     

基于全局端口状态感知的拥塞控制算法CAGPS

针对传统拥塞控制算法主要依据本地信息进行拥塞判断和丢弃决策的缺陷，本文提出了基于全局端口状态感知的拥塞控制算法CAGPS，更全面地考虑远程转发引擎的拥塞状态信息和远程转发引擎各端口的拥塞信息，以期获得更加合理的流控决策，从而提高路由器的整体吞吐率。本文最后描述了CAGPS在基于网络处理器的核心路由器上的实现方法。     

基于AIMD算法的分层多播拥塞控制

提出了一种基于AIMD算法的分层多播拥塞控制算法．算法借助AIMD算法具有的良好TCP兼容性和稳定性，采用慢增慢减的速率调节原则来防止TCP中速率减半策略所带来的速率振荡．为避免反馈处理带来的复杂性和可扩缩性问题，提出了无须反馈的收方至发方间往返时延估计方法．算法采用类似TCP的慢启动算法来提高链路的利用率和收敛速度．通过仿真评估得出，算法对TCP流、不同多播流均表现出理想的公平性，并有很高的带宽利用率和良好的稳定性．     

一种基于历史连接的网络拥塞控制算法及其性能分析

TCP拥塞控制机制在Internet中的执行有效地避免了拥塞崩溃现象的发生，但是慢启动算法作为TCP拥塞控制的重要阶段，在Internet的主流应用(如WWW)中常表现出较差的性能．为此，提出一种结合使用历史连接参数和令牌技术的改进算法，该算法在建立新连接时通过查找缓存的历史记录初始化拥塞参数，使用令牌技术将数据包在第1个RTT时间内均匀发送，并在传输过程的适当时刻将连接的拥塞参数保存在缓存中．仿真实验表明，与传统TCP算法及大初始窗口相比较，该算法能够显著减少数据(特别是短连接)的平均传输时间，并能够与TCP流友好共存．