几种主动队列管理拥塞控制算法的比较研究

主动队列管理是近年来端到端拥塞控制研究的热点，50多种AQM算法已经被提出，但路由器中采用哪种算法没有统一认识。通过仿真实验，对ARED、AVQ、PI和REM4种主动队列管理拥塞控制算法在相同的仿真网络环境中进行了比较研究。实验研究表明，这4种AQM算法都能使队列稳定在目标值，PI算法使队列最稳定，AVQ算法维持一个较小的队列长度；4种AQM算法都能经过一定时间适应网络变化的要求，PI和AVQ算法有较好的性能，短流对ARED和REM算法有较大影响；4种算法都没有根本解决对UDP流的公平性问题。     

基于NS2的PQM和AQM的仿真实现与比较

队列管理机制是网络拥塞控制的一项重要技术,该机制主要分为被动队列管理机制（PQM）和主动队列管理机制（AQM）两大类,前者在拥塞发生时被动地使用丢尾策略（D ropTail）丢弃所有新到的分组,而后者则根据队列长度的变化进行提前丢包,尽量减少和避免拥塞。为了对PQM和AQM进行比较、研究,以各自经典算法D ropTail和RED为例,在NS2环境下实现了两种机制的模拟与分析,指出了各自的优缺点,为进一步研究完善拥塞控制算法提供依据。     

几种主动队列管理拥塞控制算法的比较研究

主动队列管理是近年来端到端拥塞控制研究的热点,50多种AQM算法已经被提出,但路由器中采用哪种算法没有统一认识。通过仿真实验,对ARED、AVQ、PI和REM 4种主动队列管理拥塞控制算法在相同的仿真网络环境中进行了比较研究。实验研究表明,这4种AQM算法都能使队列稳定在目标值,PI算法使队列最稳定,AVQ算法维持一个较小的队列长度;4种AQM算法都能经过一定时间适应网络变化的要求,PI和AVQ算法有较好的性能,短流对ARED和REM算法有较大影响;4种算法都没有根本解决对UDP流的公平性问题。     

基于曲线拟合的RED拥塞控制算法

针对TCP网络拥塞控制问题,首先介绍了网络拥塞现状和两类主流的拥塞控制算法,然后详细分析了主动管理队列(AQM)的主要拥塞控制算法随机早期检测(RED)的目标、原理和实现,最后给出了一种改进的拥塞控制算法(CF-RED),建立数学模型并实现了一个简单的实例.NS2环境下仿真实验数据表明:改进算法在丢包概率、延迟以及吞吐量等方面都明显优于原算法.     

主动式队列管理中ARED算法的分析研究

主动式队列管理（AQM）是用于网络拥塞控制的一种机制．介绍了主动式队列管理中的ARED算法,重点说明了ARED算法的原理,对算法进行了描述,分析了算法中的参数设置问题,并对算法本身的优点和不足之处进行了分析研究．     

负载与队列高效结合的主动队列管理算法研究

目前已有的大多数主动队列管理算法按照判别拥塞的主要依据可以分为2大分支：基于负载（Load-based）的AQM算法和基于队列（Queue—based）AQM算法。分析了单独以队列或者单独以负载作为拥塞判别依据的不足，提出了一种基于负载与基于队列相结合的AQM算法LQC（Load Queue Contr01）算法。仿真结果证明，与RED、FRED和LDC算法相比，LQC算法能更好地稳定队列长度和减少丢包率。     

典型的主动队列管理算法性能分析

介绍了主动队列管理(AQM)算法与网络服务质量(QoS)的密切关系,通过NS2仿真,对几种具有代表性的AQM算法(RED、SRED、BLUE)的性能进行分析与总结.结果表明AQM算法通过保持较小的平均队列长度,提供更大的容量吸收突发数据包来减小丢包率,提高了平均带宽的利用率,保证了较高的吞吐量,有效地改善了网络服务质量.     

一种基于PID控制的自适应随机早期检测算法研究

为了解决随机早期检测（RED）算法中参数调整困难、收敛性差等问题，提出了一种基于比例积分微分（PID）控制的RED改进算法(PID RED).算法建立了传输控制协议（TCP）/主动队列管理(AQM)负反馈控制模型，利用经典控制理论中的稳定收敛理论求取PID控制系数，根据实际平均队列长度与预期队列长度的偏差值动态调整RED最大丢包率，从而自适应地调整RED参数.仿真结果表明，PID RED算法具有更快的收敛速度和更小的队列抖动，提高了主动队列管理策略的鲁棒性.     

基于一类新PID的网络拥塞控制算法

为了进一步提高网络拥塞控制性能,针对基于流体流理论提出的网络流量模型的近似问题,提出了网络流量的精确模型,并且基于该模型把一类PID设计方法用于主动队列管理(AQM)控制器的设计,建立了一种新的拥塞控制算法,采用4σ+ω2+e≤0的抛物线区域作为D稳定域,使得所有的特征根Si位于D稳定域内,利用约束化的数值优化方法寻找控制器参数,以获得预期的动态性能.理论分析和仿真实验表明,该控制算法的综合性能优于RED算法,验证了该算法的有效性.     

Ad hoc网络PID主动队列管理

主动队列管理(AQM)的PI算法可以有效控制Ad hoc网络的瓶颈节点队列长度,但随着移动节点的增加.PI算法的调节时间明显增加,进而影响控制效果.而PID的微分环节可以加快系统稳定过程.从而收到更好的控制效果.针对Ad hoc网络的多跳、时滞特点,根据时延无线网络中的稳定性特点,分析、整定了PID控制器,分别给出了大时延下PI和PID算法的队列长度控制效果.通过Matlab和NS2仿真.相比PI算法,PID可减少调节时间,提高了队列控制效果,为进一步优化、设计基于控制理论的主动队列管理算法提供了基础.     

基于拥塞控制的自适应虚拟队列算法的研究

针对网络拥塞算法中存在的振荡性和利用率不高的问题，利用虚拟队列思想，建立自适应算法．通过模拟仿真，与其它几种主动队列管理方案进行了比较，结果表明其性能优于其它算法．     

QDB-AQM:基于排队延时的网关拥塞控制设计

提出了一种基于排队延时的主动队列管理(AQM)算法,该算法力求达到高吞吐量、低排队延时、短队列长度、低丢失率和较好的公平性能,相对于其他AQM算法具有实现简单的特点. 通过排队延时代替Drop Tail网关中分组丢弃的方法监测拥塞,并设置往返时间(RTT)估值作为拥塞探测的单门限,如果某分组排队延时超过该门限,则根据显式拥塞指示(ECN)机制标记该分组以通知TCP源端采取相应措施以响应拥塞.在ns-2下仿真表明该算法能达到预期的性能.     

基于滑模控制的主动队列管理算法

针对TCP模型的非线性本质以及网络中存在的不确定性因素如TCP连接数、回路时延、链路带宽,提出了基于滑模控制(SMC)的主动队列管理(AQM)算法,该算法对不确定性具有很强的鲁棒性,而对滑模控制中普遍存在的抖振现象,采用了指数趋近律方法,并对状态轨线接近切换面时的控制信号进行柔化以削弱由于控制切换而引起的抖动.所提出的基于SMC的AQM算法可以使队列快速收敛到期望队列长度及保证输入受限TCP非线性闭环系统渐近稳定.仿真结果表明该算法有效.     

基于队列和负载因子的动态参数随机指数标记算法

为了解决随机指数标记算法(REM)队列抖动大,对动态数据流响应慢,以及环境适应性差等问题,分析了算法的控制属性,并提出了一种参数动态调整的随机指数标记算法(DREM).基于控制理论的分析表明,REM算法具有比例积分(PI)控制属性.通过引入队列因子和负载因子的概念,对队列调整状态进行实时划分,能够有效地判断当前网络的拥塞状况.同时,利用队列和负载因子设计了关键参数的调整率,以协助基于"和式增加积式减少(AIMD)"规则的TCP拥塞控制策略,有效增强了REM算法的控制性能.NS2平台中的仿真实验表明,相对于标准REM算法,DREM提高了队列长度的响应能力,减小了丢包率,增强了主动队列管理算法的适应性和鲁棒性.     

一种快速响应的AQM算法

基于主动队列管理(AQM)控制理论模型,针对PI(proportional integral)控制器响应速度方面的不足,在PI控制器基础上增加了归一化输入速率控制,提出了一种适应网络环境动态变化的AQM算法——P〖JP9〗I-〖JP〗R(proportional integral rate)控制器. 理论分析 和仿真实验证明,P〖JP9〗I-〖JP〗R控制器在保证队长稳定和链路利用率的同时实现了对 网络状态变化的快速响应,也可以提高缓冲区利用率.     

主动队列管理建模及最优控制策略

针对主动队列管理(AQM)研究中缺乏系统的理论分析的问题,引入最优控制理论进行分析,得到了主动队列管理的数学模型,该模型包括两个差分方程,分别描述队列长度和平均队列长度的变化;给定目标函数,以分组丢弃概率为控制变量,将主动队列管理的优化问题转化为动态规划问题,给出优化策略。     

主动队列管理算法的现场可编程门阵列硬件实现方案

提出了主动队列管理(AQM)算法的现场可编程门阵列(FPGA)硬件实现方案,以提高算法的执行速度和实时性,降低路由器的资源占用。编写了串口通信程序来实现FPGA与软路由器(IPCop)的数据传输,并将该实现方案应用于随机早期检验(RED)算法。实验结果表明,在硬件层面上实现了FPGA与路由器的通用通信接口以及RED算法快速、有效的拥塞控制功能,为FPGA实现其他AQM算法提供了一种有效可行的方案。     

极小极大输出反馈控制的主动队列管理算法研究

研究主动队列管理(AQM)网络系统的基于极小极大方法的输出反馈鲁棒控制器设计问题。利用线性矩阵不等式(LMI)处理方法和Lyapunov稳定性理论,将AQM网络拥塞控制问题转化为时滞系统的极小极大控制问题,得到在干扰最大的情况下极小极大输出反馈控制器存在的充分条件,求得的极小极大控制器不仅保证闭环系统渐近稳定,且使闭环系统性能指标的上界最小。仿真表明,所设计的控制器具有较强的干扰抑制能力。     

路由器中的拥塞控制技术研究

由于网络规模的快速增长和各种应用的不断产生，导致网络拥塞问题日益加剧，拥塞控制技术的研究已引起了人们的普遍关注．拥塞会降低网络性能并可能造成网络拥塞崩溃，因而对网络进行拥塞控制是非常必要的，也是当前网络研究的重点之一．综述了目前路由器中队列调度算法和队列管理算法的研究概况，并探讨了下一步的研究趋势，为拥塞控制技术的进一步研究提供参考．     

异构网络环境中的拥塞丢包率仿真分析

针对TCPVegas算法在异构网络环境中流量公平性导致的拥塞丢包问题,将TCPVegas拥塞控制算法与主动队列控制策略来行结合分析,提出了将网络模型中不同层次的拥塞控制机制进行结合的算法。网络仿真表明,结合算法能有效避免拥塞丢包。该算法对随机早期检测算法进行了改进,使其能够区分突发流量,从而降低拥塞丢包率,这也将为高可靠性网络的发展提供一个优良的参考价值。