PbRED:基于优先级的RED改进算法

随机早期检测算法RED作为一种重要的主动队列管理算法,通过有效地控制队列长度,取得较好的吞吐量性能。然而,当多个业务流存在不同优先级时,不能很好地区分服务质量。提出一种新的RED改进算法—PbRED,基于业务的优先级调整丢弃概率,通过减小高优先级的丢弃概率、增大低优先级的丢弃概率,为不同优先级的业务进行区分服务。仿真实验结果表明,在获得较高吞吐量的同时,PbRED可以使不同优先级业务流的服务质量存在合理区分度,保证高优先级业务流获得更好的吞吐量性能。     

自相似业务下拥塞避免机制的实现

传统拥塞避免机制所采用的随机早期检测（Random Early Detection,RED）算法是建立在网络流量按Poisson分布的基础上,因此不适应具有自相似业务流量特征的Internet网。针对自相似业务流量特点,对RED算法进行了改进,提出了一种基于时间间隔的随机早期检测（Based Interval Random Early Detection,BIRED）算法。BIRED算法能够在自相似业务流量特征下,通过控制平均队列长度,避免网络进入拥塞状态。通过仿真比较了BIRED和RED的动态性能,显示了BIRED具有更好的鲁棒性,证明了BIRED比RED、DropTail更能适应自相似业务流量,减小系统负担,有效稳定平均队列长度,改善系统的暂态特性。     

一种选择性丢包机制的分析与设计

随机早期捡测算法(RED)在产生丢包时简单地丢弃到达的数据包，由于Web流占据了网络上75％左右的带宽，而Web流的特点是数据包比较少，这就使得早期丢包的效果难以体现。本文提出一种选择性丢包机制，引进一个类似公平队列的虚队列，检测发遥速率过大的流，筛选出丢包的候选链接，拥塞时丢弃候选链接在队列申的第一个连接的数据包。模拟实验结果表明，与队头丢包相比，采用选择性丢包的RED算法可进一步降低网关的丢包率，提高吞吐率，缩短Http的响应时间，提高队列的稳定性。     

基于拥塞控制的AQM算法研究

在对网络拥塞控制进行分析的基础上,介绍了AQM(Active Queue Management)算法的特点及网络流量特征对AQM算法的影响。根据AQM算法的发展概况,将AQM算法中的DropTail算法、RED(Random Early Detection)算法、Adaptive RED算法、PI算法、REM(Random Early Marking)算法和AVQ(Adaptive Virtual Queue)算法进行了比较评价。并对AQM算法的反馈方式及AQM算法的控制理论进行了较为详细的分析与探讨。     

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。     

基于S排队的被动队列管理算法

为了解决网络拥塞问题,基于“弃头”方式建立了一种新的被动队列管理算法（DFSQ）。该算法首先利用S排队推导网络队长的数学表达式,并提出丢包概率和丢包策略。同时,通过仿真实验深入研究了影响网络队长的关键因素,并将DFSQ与随机早期检测算法(RED)、“弃尾”算法进行对比分析,结果表明DFSQ算法性能更优。     

一种基于模糊理论的拥塞控制方法

路由器在处理拥塞时．一般采用尾部丢弃TD-FIFO算法和随机早期丢弃RED算法。通常把网络载荷分为正常、拥塞避免和拥塞三个阶段，并在拥塞避免阶段开始采取行动。但是网络上信息量是一个动态、非线性过程，在各个阶段有一定的不确定性，因此一些传统的方法很难取得更好的效果。文中充分利用模糊理论在处理不确定性问题上的优越性，用整体和局部相结合的方法，取得比传统方法更好的效果。模拟结果表明．模糊算法比传统的RED算法更合理，效果明显，更好地改善了路由器的拥塞控制性能。     

一种改进的主动队列管理算法

主动队列管理是实现网络拥塞控制的重要技术,但是多数主动队列管理算法如随机早期检(RED)都存在对参数依赖性强的问题。针对RED算法中平均队列长度不能完全反映网络拥塞状况的问题,该文结合平均队列长度和网络的负载,提出一种改进的RED算法。该算法能根据网络负载的变化,自适应地调整丢包的概率,使它更符合网络的实际状况。通过仿真进行了性能分析,证明了算法的有效性。     

A differentiated services architecture for multimedia streaming in next generation Internet

This paper presents a Differentiated Services (Diffserv or DS) architecture for multimedia streaming applications. Specifically, we define two types of services in the context of Assured Forwarding (AF) per hop behavior (PHB) that are differentiated in terms of reliability of packet delivery: the High Reliable (HR) service and the Less Assured (LA) service. We propose a novel node mechanism called Selective Pushout with Random Early Detection (SPRED) that is capable of simultaneously achieving the following four objectives: (1) a core router does not maintain any state information for each flow (i.e., core-stateless); (2) the packet sequence within each flow is not re-ordered at a node; (3) packets from HR service are delivered more reliably than packets from LA service at a node during congestion; and (4) packets from TCP traffic are dropped randomly to avoid global synchronization during congestion. We show that SPRED is a generalized buffer management algorithm of both tail-dropping and Random Early Detection (RED), and combines the best features of pushout (PO), RED and RED with In/Out (RIO) mechanisms. Simulation results demonstrate that under the same link speed and network topology, network nodes employing our Diffserv architecture have substantial performance improvement over the current Best Effort (BE) Internet architecture for multimedia streaming applications.     

Bounds estimation and practical stability of AIMD/RED systems with time delays

The Additive Increase and Multiplicative Decrease (AIMD) congestion control algorithm of TCP deployed in the end systems and the Random Early Detection (RED) queue management scheme deployed in the intermediate systems contribute to Internet stability and integrity. Previous research based on the fluid-flow model analysis indicated that, with feedback delays, the TCP/RED system may not be asymptotically stable when the time delays or the bottleneck link capacity becomes large [3]. However, as long as the system operates near its desired equilibrium, small oscillations around the equilibrium are acceptable, and the network performance (in terms of efficiency, loss rate, and delay) is still satisfactory. In this paper, we study the practical stability of AIMD/RED system with feedback delays and with both homogeneous and heterogeneous flows. We obtain theoretical bounds of the flow window size and the RED queue length, as functions of the number of flows, link capacity, RED queue parameters, and AIMD parameters. Numerical results with Matlab and simulation results with NS-2 are given to validate the correctness and demonstrate the tightness of the derived bounds. The analytical and simulation results provide important insights on which system parameters contribute to higher system oscillations and how to set parameters (such as buffer size and queue management parameters) to ensure system efficiency with bounded delay and loss. Our results can also help to predict and control the system performance for Internet with higher data rate links multiplexed with heterogeneous flows with different parameters.     

基于采样周期的RED改进算法

针对早期随机检测(RED)算法的wq等参数设置对网络变化敏感的问题,提出一种去掉低通滤波器,引入freeze_time参数的改进算法,并在“大时滞负载变化”和“TCP加UDP混合流网络”这2种情景下进行仿真验证。实验结果表明,在大范围动态网络中,RED改进算法能获得更高的吞吐量和更低的网络时延,具有较好的队列控制性和健壮性。     

改进的随机早期检测非线性算法

主动队列管理是目前的研究热点,随机早期检测(RED)算法是一种经典的队列管理算法。线性RED算法虽然简单且容易计算,但队列位于最小阈值和最大阈值附近时的丢包概率都不太合理。在论证了平均队列长度和丢包概率间为非线性性质后,提出了一种改进非线性RED算法——JRED。利用NS2对改进的算法进行仿真,结果表明,JRED算法提高了平均吞吐量,降低了丢包概率,增强了网络稳定性和可靠性。     

一种改进的拥塞控制算法

为控制网络拥塞,提出一种改进的随机早期检测（RED)算法——基于加权和的随机早期检测（WHS-RED）算法。算法的基本思想是利用网络中队列长度及其变化率的加权和,动态地控制网络丢包率。建立了数学模型,并给出了计算机仿真分析结果。实验证明改进算法减小了网络丢包率和带宽延迟,在维持网络稳定性和减小队列的波动性方面优于原RED算法。     

一种新的基于非线性控制理论的主动式队列管理机制

提出了一种新的基于非线性控制理论的主动式队列管理方案：NLC—RED．该方案在原有丢包率方程中增加了幂指数函数，静态的参数调节改进为动态的参数调节．仿真和分析表明，NLC—RED方案在缓冲队列占有量的稳定性和缓冲队列的丢包率等性能较Adaptive RED方案均有较大的提高．     

TCP/RED离散模型分析及参数设置

随机早期检测(RED)队列管理算法的参数设置主要依赖于使用者的经验,并且其相关理论指导存在一定缺陷。为此,提出一种全面设置RED参数的方法。采用数学期望方法,分析TCP/RED拥塞控制机制离散模型的稳定状态行为,推导网络稳定状态期望值与RED参数的解析关系式。仿真结果表明,该方法可以提供准确有效的RED参数设置。     

一种适用于无线通信网络的随机提前检测算法*

在无线通信网络环境下,提出了一种改进的基于平均队列长度和等待时间的随机提前检测算法.这种算法根据平均队列长度和等待时间计算数据包的丢弃概率.仿真结果表明,与单纯基于平均队列长度的RED算法相比较,在大的数据业务负荷条件下可以获得相对更大的吞吐量、更低的丢包率以及较低的时延抖动,从而能更有效地实现无线网络中的拥塞控制.     

鲁棒的主动队列管理新算法

作为对终端系统上拥塞控制的一种补充，中间节点上的主动队列管理（AQM）策略在保证较高吞吐量的基础上有效地控制队列长度，从而实现了控制端到端的时延，保证QoS的目的，随机早期检测（RED）及其派生算法虽可以实现AQM的技术目标，但算法的设计要么是依赖于直觉的，要么将网络视为不变定常系统，使得最终形成的算法在稳定性和鲁棒性方面存在不少问题，在该文的研究中，作者将TCP的流量控制过程等效为二阶线性时变系统，采用滑膜变结构这种不敏感控制对象参数和负载扰动的控制器设计方法，设计出一种新的AQM算法，仿真试验表明它的稳态和瞬态性能都优于与它具有相同实现复杂度的RED和PI算法，并且在负载扰动和参数变化时具有很强的鲁棒性。     

一种改进的数据包丢弃概率计算方法PRED

针对传统RED算法数据包丢弃概率计算方法的不足,提出一种RED改进算法-分段随机早期检测（Partitioned Random Early Detection,PRED）算法。为了更好地调控网络拥塞,算法通过调整数据包丢弃概率计算函数,以两种不同趋势曲线分段增长方式代替原RED算法包丢弃概率与平均队列长度之间单一的线性关系。系列仿真实验结果验证了改进算法的有效性,一定程度地提高了网络性能。     

一种适应于异质网络的RED改进算法

随着Internet的发展,异质网络结构成为发展的趋势。由于RED算法在异质网络环境下会引起队列长度波动较大、丢包率较高等现象,所以针对这些特点文中提出了一种改进算法,即通过在限定时间内的数据报重传次数进行数据传输控制。这种算法在指定的异质网络环境下能够有效地提高网络性能。最后,经过仿真试验表明,改进后的算法较RED算法在性能方面有明显的提高。     

模糊随机早期检测在组播拥塞控制中的应用

现有的组播拥塞控制算法大都基于端系统进行拥塞控制,而较少讨论中间路由器的主动队列管理机制。基于模糊逻辑对网络状态的动态适应性特点,提出了基于模糊逻辑的RED算法（Fuzzy Logic-based RED,FL RED）。该算法运用于组播拥塞控制中,网络能够及时对拥塞做出准确反应,更有效地分配和利用资源。仿真结果表明,该算法比普通RED算法具有更好的TCP-友好性,并且能够将队列长度维持在一个较小值,具有更小的传输时延。