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。     

REDu:一种新的识别并惩罚非适应流的主动式队列管理算法

本文提出一种新的主动式队列管理算法——热度算法(REDu).算法深入挖掘非适应流与适应流本质区别,利用CHOKe命中、RED丢弃等信息预选非适应流,通过热度升降机制计算一种新的部分流状态——热度,以此识别并惩罚非适应流.基于ns-2的仿真实验显示,与其他几种主动式队列管理算法相比,REDu具有更准确的识别并惩罚非适应流的能力,对适应流提供更好的保护,网络的鲁棒性也显著提高.     

基于参数估计的随机早期探测改进算法

流量控制是互联网有效运行的必要条件.随机早期探测RED(Random Early Detection)是一种基于整条链路的积极队列管理技术,它能显著地提高网络的利用率、稳定性和公平性,是IETF倡导使用的流量控制技术.它由Hashem首先提出雏型,Floyd对之作出了重大改进,形成了较为完善、实用的RED技术,为了在应用中增大RED的适应范围,Fang又提出基于参数自适应的RED.由于现有方法未能稳定、准确地刻画网络流量特征,在流量特性差异较大时,以上方法均难以有效控制网络流量.在本文中,作者首先给出了估计流量特性的解析方法,该方法较参数自适应具有更好的稳定性和准确性;并据此提出了一种RED改进算法,最后通过动态仿真,证明该改进算法提高了RED的适应性,降低了网络时延,减小了时延抖动.     

一种改进的CSFQ算法的设计与仿真

针对CSFQ算法存在的对TCP流的抑制及缓存策略等问题,提出采用ARED作为缓存管理的CSFQ改进算法A-CSFQ,并在多瓶颈链路下对其性能进行仿真。仿真结果表明,改进算法在保持CSFQ其他优点的基础上,显著减弱了对TCP流的抑制作用,提高了其对TCP流的公平性。     

TCP网络的自适应非奇异终端滑模控制

针对TCP网络的拥塞控制问题,采用非奇异终端滑模控制理论提出了一种新的主动队列管理算法。采用非奇异终端滑模面以克服传统终端滑模控制的奇异问题,同时确保系统能在有限时间内收敛至平衡点。考虑到UDP流干扰的情况,用Lyapunov稳定性方法给出了一个自适应律来消除UDP流干扰对系统的影响。仿真结果表明,该算法可以使队列长度快速收敛到设定值,同时维持较小的队列振荡,优于传统的滑模控制。     

拥塞控制中的随机检测算法研究

作为主动队列管理（AQM）的典型代表，RED（Random Early Detection）算法得到了较为广泛的应用。出于改进其稳定性和公平性的考虑，研究者开发出了ARED，SRED，FRED，RIO和WRED等几种算法。重点研究了RED及其多种变种方法的设计思想、算法，并比较了它们的优缺点。在此基础上，分析了IP复接器中适用的算法。     

主动队列管理机制在无线系统中的优化

主动队列管理(AQM)是对抗拥塞的重要手段,其经典算法之一是随机早期丢弃,简称RED。为使其能适应无线传输高突发误帧的特点,本文提出了一种基于平均队列长度和平均包到达速率的改进RED算法,分析了其相对于传统RED算法在预防和处理拥塞时的优势。同时针对无线信道的时变特性,提出自适应MIR速率调整,以提高频谱利用率和进一步降低拥塞概率,并讨论了其对于系统性能的改善。     

Robust optimization of Random Early Detection

Random Early Detection (RED) is the most widely used Adaptive Queue Management (AQM) mechanism in the internet. Although RED shows better performance than its predecessor, DropTail, its performance is highly sensitive to parameter settings. Under non-optimum parameter settings, the performance degrades and quickly approaches that of DropTail gateways. As the network conditions change dynamically and since the optimum parameter settings depend on these, the RED parameters also need to be optimized and updated dynamically. Since the interaction between RED and TCP is not well understood as analytical solutions cannot be obtained, stochastic approximation based parameter optimization is proposed as an alternative. However, simulation based approaches may yield a sub-optimal solution since for these to work, the network needs to be accurately simulated which is, however, infeasible with today’s internet. In this paper, we present an optimization technique for optimizing RED parameters that makes use of direct measurements in the network. We develop a robust two-timescale simultaneous perturbation stochastic approximation algorithm with deterministic perturbation sequences for optimization of RED parameters. A proof of convergence of this algorithm is provided. Network simulations, using direct implementation of the algorithm over RED routers, are carried out to validate the proposed approach. The algorithm presented here is found to show better performance as compared to a recently proposed algorithm that adaptively tunes a RED parameter.     

基于自相似业务流的Hurst加权随机早检测算法

Floyd提出的随机早丢弃（RED,random carly detection）是基于传统的泊松（Possion）模型,不适应网络流量普遍呈现自相似性的特点。基于此目的,提出了一种新的RED算法——Hurst加权随机早检测算法（HWRED,Hurst weighted random early detection）。新算法能够根据输入流量的自相似系数Hurst,调整RED算法参数。仿真结果表明,新算法提高了队列长度的稳定性,减少了丢包率、排队时延和排队抖动,提高了网络的链路利用率。     

TCP/IP协议的拥塞控制策略

网络拥塞问题会导致网络性能下降,对网络正常运行有很大影响,严重时会导致死锁的产生.文中分析了网络拥塞的产生的原因,并着重讨论了传统端到端的TCP拥塞控制的策略和方法,传统TCP拥塞控制策略提出了改进策略和网络层的IP拥塞控制策略.最后对基于TCP和IP拥塞控制策略进行了对比探讨.     

一种基于负载的公平性主动队列管理算法

针对随机早期检测（RED,Random Early Detection）算法存在的公平性问题,提出了一种基于负载的公平性主动队列管理算法（LFED）。该算法通过引入网络负载和队列这两个概念,有效地判断当前网络拥塞程度,同时使用改进的丢包率公式,并且借鉴CHOKe算法的惩罚机制对非响应流进行有效惩罚,以保证不同数据流之间的公平。仿真实验表明,与RED和CHOKe相比,LFED可以得到稳定的瞬时队列长度和减少分组丢弃率,具有较好的公平性和稳定性。     

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.     

几种公平的主动队列管理算法的比较研究

主动队列管理是实现网络拥塞控制的一种重要技术,但是多数主动队列算法如RED等对于公平性的考虑不足.近年来,也出现了一些能提供一定的公平性支持的主动队列管理算法,本文对其中几个有代表性的算法进行了对比研究.包括对它们的理论分析,以及在ns2上的仿真实验,并且结合实验结果对算法中存在的问题及其原因进行了深入的分析.文中最后对这几种算法进行了综合的评价,并对算法的改进提出了一些建议,希望能为今后的工作提供一定的支持.     

光突发交换(OBS)网络TCP性能改善

介绍光突发的基本原理及影响OBS网络TCP性能的一些因素，并针对TCP性能的改善的两种方法进行了详细说明，提出了一种改进策略。     

TCP协议中的拥塞控制

网络的拥塞会导致吞吐量的下降 ,降低网络的效率 ,对网络的正常运转有很大的影响 ,最终可能导致网络的崩溃。分析了在Internet上TCP IP协议拥塞控制的原理 ,提出了在TCP层抑制拥塞的策略、方法 ,并提出了今后的研究方向