大时滞网络拥塞控制器的设计

几乎现有的AQM算法都忽略了大时滞对网络拥塞控制系统稳定性的负面影响,以致稳定性、响应性和鲁棒性在大时滞网络中大大降低.如PI、REM等AQM算法在大时滞环境下表现出剧烈的队列震荡和频繁的空队列情况,这些现象直接导致了链路利用率的低下和延时抖动的增大.而面向大时滞网络拥塞控制的DC-AQM算法不够恰当的参数配置使得系统输出偏离了控制的目标,出现了很高的分组丢弃概率.为解决大时滞网络拥塞控制的稳定性问题,本文基于内模控制原理,提出一种新的鲁棒AQM控制器IMC-PID来补偿网络时滞对系统稳定性的影响.仿真分析表明,随着网络时滞的增大,IMC-PID在综合性能上胜过其他算法,获得了较高的链路利用率和较低的延时抖动.     

基于粒子群优化的网络拥塞控制新算法

PI控制器常用于主动队列管理中,但参数整定上的试凑法具有盲目性,算法的瞬态性能也不够理想.本文推导了基于流体流理论的网络简化模型,基于该模型将集群智能中的改进粒子群优化算法(PSO)应用于PID控制器参数优化,定义了一个综合调节时间、上升时间、超调量、系统静态误差、正弦跟踪误差等动静态性能指标函数,在给定的参数空间进行组合优化搜索,迅速求得获取使性能指标优化函数极小化的一组PID控制器参数,将PID控制器应用于网络主动队列管理系统中.仿真结果表明,在大时滞和突发业务流的冲击两种情况下,该方法设计的控制器的动静态性能优于RED、PI算法,超调量均小于5%,调节时间分别小于5秒、4秒,稳态误差分别小于两个数据包和3个数据包.     

无线误码信道上的拥塞控制策略

主要讨论了无线网络拥塞控制的问题，基于将网络层和传输层策略相结合的思想，一方面在网络层，根据控制论中的不完全微分PID控制器思想设计了一种主动队列管理算法PID—AQM；另一方面，利用TCPW协议作为传输层策略，讨论了将二者相结合在无线网络中的拥塞控制性能。仿真结果表明，两种策略的结合大大提高了无线网络的传输效率。     

无线多媒体网络中自适应拥塞控制算法的研究

提出了一种适用于采用无线接入多媒体流的拥塞控制算法,简称adaptive-MQWB(adaptivemediaQoSandwirelessbandwidth)。该算法依据当前带宽的动态变化率,在满足多媒体传输的最大时延的前提下,以最佳目标队长为实现目标,寻求最优的主动队列管理方案。仿真结果表明,与目前已有的MADR、tuned-RED算法相比,adaptive-MQWB算法在带宽动态变化的自适应性和多媒体传输时延的QoS保证方面都表现出更好的性能优势。     

基于LFSN业务流量模型的网络拥塞控制算法

网络业务流的多分形本质可以用LFSN（线性分形稳定噪声）准确建模，文中提出了基于LFSN模型预测的网络拥塞控制算法并进行了仿真分析，结果表明该算法提高了网络链路吞吐量，减小了丢包率。     

主动队列管理(AQM)拥塞控制算法研究

随着互联网规模的增长，互联网上的用户和应用都在迅速地增长，拥塞控制已经成为一个十分重要的问题。本文介绍了主动队列管理拥塞控制研究方面一些最新的工作，分析了拥塞控制的基本原理，着重论述了目前主动队列管理的一些典型算法，并提出了进一步的研究方向。     

TCP/IP网络的动态模型描述

拥塞现象成为TCP/IP网络发展面临的一个重要问题。因此,拥塞控制对TCP/IP网络的鲁棒性和稳定性具有重要作用。目前,网络拥塞控制策略主要包括两类：端到端的控制机制,如TCP拥塞控制算法;网络内部的主动队列管理(AQM)策略。但由于缺乏对网络系统动态特性的了解,这些拥塞控制策略大都基于专家经验,并没有建立完整的理论分析框架。为此,本文从数据流的角度出发,通过建立网络基本单元状态方程模型来实现IP网络系统的数学解析模型,然后用混杂系统来描述TCP带有拥塞控制策略的数据传输过程,建立了TCP/IP网络的动态模型,为网络系统中动态性能的分析、拥塞控制策略的设计奠定了基础。实验结果表明,该数学模型与NS仿真实验的结果相一致。     

一种时滞网络自适应主动队列管理算法研究

主动队列管理(AQM)算法的自适应能力和克服滞后性不良影响的能力是该文研究的重点。在分析AQM采用传统PID存在的问题的基础上,提出了一种时滞网络的自适应主动队列管理(FAGPID)算法。由模糊控制器实现PID参数对动态网络环境的在线自适应调整;成功引入灰预测算法实现反馈数据的超前预测,补偿滞后。仿真对比AQM环境中FAGPID,传统PID以及基于模糊免疫PID(FIGPID)的算法,可知FAGPID相对于FIGPID复杂度低,但FAGPID与FIGPID性能相当,均能克服滞后的影响,能快速稳定地适应动态网络环境,收敛于期望队列长度,具有较小的丢包率,优于传统PID算法。     

一类基于主动网络的网络拥塞控制策略

本文基于主动网络的思想,提出了在保持与传统拥塞控制策略兼容,而又不同于传统通用的“被动”式拥塞控制的“主动”式拥塞控制策略。我们以ＭＰＥＧ这一类在时间上短期和长期都相关的特殊数据流为例,进行了实验验证,其结果表明：我们所提出的主动拥塞解决很好地解决ＭＰＥＧ数据拥塞的问题。同时,也说明了用主动网络的思想来拓展目前的网络体系结构是可行的。     

基于控制论的ATM拥塞控制算法

ATM网络的多业务复用特性及其对QoS的承诺,使得其流量和拥塞控制变得非常复杂。控制论是分析和设计复杂系统的强有力工具,文章运用控制理论闭环反馈理论,设计了PI调节器,实现了基于PI调节器的ATM拥塞控制算法,实验及理论分析结果表明,该算法具有较强的稳定性与鲁棒性。     

预测控制主动队列管理算法的设计与分析

针对Intemet时滞网络系统,提出了基于模型预测控制的主动队列管理算法MPAQM.首先考虑时滞系统的因果性来定义预测输出,然后根据拥塞控制的要求描述优化问题,求得路由器缓冲区的分组丢失率;另外分析给出保证闭环时滞系统稳定的充分条件,为算法的参数调节提供理论指导,使得队列能快速、稳定地到达期望值.在单瓶颈和多瓶颈网络拓...     

基于动态矩阵控制的主动队列管理算法

针对Internet系统,通过对流体流模型的分析,提出了一个新的预测模型.该模型形式简单,参数的计算相对容易,并且能根据当前的网络情况有效的预测拥塞窗口的变化.结合动态矩阵控制 (Dynamic Matrix Control,DMC) 理论,提出了一种新的主动队列管理算法——DMCAQM 算法,给出了DMCAQM 的详细设计过程,稳定性分析和参数选取原则.大量不同网络环境的仿真实验表明DMCAQM 算法是有效的.与PI、RaQ 和REM 等算法相比较,DMCAQM 有收敛速度快、队列抖动小的优点.同时,由于DMCAQM 的采样间隔相对较大,而算法实现简单,所以计算量小,占用的路由器资源更少.     

主动队列管理算法的分类器实现

作为端到端拥塞控制的增强机制,主动队列管理(AQM)通过在网络中间节点有目的地丢弃分组来维持较小的队列长度和较高的链路利用率.已有的大多数主动队列管理算法沿用了随机早期探测(RED)算法首创的概率丢弃机制.本质上,判决是否丢弃分组的过程是一个依赖于网络拥塞状态的决策过程,因此,概率决策不应该是唯一的方法.在本文的研究中,我们首先归纳了理想AQM算法所应具备的品质,然后应用模式识别中分类器的设计思想提出了一种新颖简洁的主动队列管理策略实现框架,并基于Fisher线性判别方法为AQM设计了一个两维两类分类器(TCC).仿真试验表明TCC有效、敏捷、鲁棒,扩展性好,同时实现简单,计算开销小,有利于高速路由器的性能优化.     

主动队列管理中的智能分组丢弃新机制

主动队列管理通过网络中间节点有控制的分组丢弃实现了较低的排队延时和较高的有效吞吐量,是TCP端到端拥塞控制近来研究的一个技术热点.已有的大多数算法在判定分组丢弃时大都沿袭了RED的概率丢弃机制,具有一定计算复杂度的随机数生成过程不利于路由器性能的优化.在本文中,我们首先定义了拥塞指数这一新的测度变量来量化描述网络的拥塞状态.接着,利用模糊逻辑设计了一种新的智能分组丢弃机制,离线的合成推理使得分组丢弃的判定仅需要简单的查表操作和比较运算即可完成,为优化路由器的性能提供了便利.数字仿真的结果表明:智能分组丢弃机制的性能优于经典的RED算法,控制队列的能力强,鲁棒性好,稳定工作域大,能很好地抵抗突发性和非弹性业务的干扰,适合工作在瞬息万变的动态网络环境中.     

一种基于动态阈值的主动队列管理算法

针对BLUE算法缺少早期拥塞检测机制,导致队列溢出或空闲现象频繁发生的问题,通过引进基于动态阈值算法的控制机制,借鉴RED算法所采用的早期拥塞检测机制,提出了DT-BLUE算法。仿真实验表明本文算法能保持队列长度的稳定性,有效降低队列空闲或溢出现象的发生,提高链路的利用率。     

一种基于速率和队列长度的主动队列管理机制

本文研究了拥塞产生的原因及其表现形式,提出了一种基于报文到达速率和队列长度的随机早丢弃算法(RQ).根据拥塞的严重程度和变化趋势将拥塞划分为六个级别,每个级别采用合适的丢弃概率,从而将队列控制在理想工作点附近.利用经典控制理论,分析了系统的稳定性,给出了参数配置的原则.最后,用NS网络仿真器对算法性能进行了验证.     

基于速率的主动队列管理算法的性能分析

主动队列管理是解决网络拥塞的主要措施。针对基于队列的主动队列管理算法的不足,提出了一种基于速率的新算法RAQM,该算法以数据到达速率与路由器最大服务速率的差值为指标计算丢包概率,能够快速地对网络流量的变化做出反应,该算法计算简单,而且只需要设置一个参数K。通过现代控制理论分析了RAQM/TCP系统的稳定性。仿真结果表明,RAQM能够维持较低的队列长度并保持队列的稳定,从而减小了分组端到端时延和时延抖动。最后讨论了参数K对算法性能的影响。