IP网络的服务质量讲座 第4讲 IP网络流量与拥塞控制技术

1 流量控制与拥塞控制流量控制指在一个IP网络上,以满足协商好的性能指标以及避免出现拥塞为目标的全部网络行为。拥塞控制指最小化拥塞的程度、范围和持续时间的全部网络行为。流量控制和拥塞控制可以使IP网络资源的利用率得以优化,保护IP网络和进入网络的流量,以实现IP性能目标和服务质量(QoS)承诺。     

流量/拥塞控制技术研究

流量/拥塞控制的基本目的是以分布处理的方式有效地控制结点间的数据流,从而避免网络中出现拥塞。拥塞控制相应的控制策略称为拥塞控制算法(协议)。简述了Internet上基于TCP/IP的拥塞控制机制,分析和比较了TCP/IP上具体实现算法的稳定性,讨论了TCP/IP拥塞控制所面临的问题。     

用户公平的活动队列管理

用户公平活动队列管理算法UFQ(User Fair Queuing)的目标是在各种网络环境中都能为所有的用户提供满意度一致的服务.UFQ采用在网络边缘标记用户所属数据报的期望服务满意度u,在网络核心根据数据报的满意度高低,结合当前数据报流经节点的拥塞程度,来决定数据报的丢弃或标记(使用ECN),从而获得不同用户一致满意的服务.UFQ不要求接纳控制和信令.它仅在网络边缘保持数据流的状态信息;只维护一个先进先出队列,通过拥塞时丢弃或标记较高满意度的数据报,在不同的用户之间公平地分配网络带宽,从而有效地控制、减轻拥塞.通过TCP/IP网络的模拟,证实了算法能够按照用户期望满意度公平地分配网络带宽,提高网络的服务质量.     

对TCP/IP计算机网络拥塞控制的研究

为提升计算机的网络性能,更好地避免拥塞现象的发生,需要对其进行必要的技术控制。鉴于此,对基于TCP/IP协议的网络拥塞控制方法进行分析。在TCP拥塞控制中主要采用TCP Tahoe,TCP Reno,TCP New Reno以及TCP Sack四种方法,其中TCP New Reno对快速恢复算法进行了改进,通过对TCP协议中的Reno进行可视化处理,实行对网络拥塞的有效管理。而IP拥塞控制方法则分为FIFO,FQ和WFQ,RED以及ECN四种类型,通过队列调度管理方式实现了对网络拥塞的有效管理。     

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。     

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.     

网格计算中的TCP拥塞控制

目前IP网络所应用的TCP拥塞控制机制是基于1988年Jacobson所设计的算法(慢启动和拥塞避免),虽然TCP在许多不同类型的网络中应用得很好,但在网格计算中,现有的TCP拥塞控制算法已不能有效工作。本文分析了TCP传统算法在网格计算中的缺陷,并提出在网格计算中使用新的TCP拥塞控制算法——一个新的带宽增减算法。     

TCP/IP拥塞控制机制的研究

随着Internet的迅速发展,网络流量急剧增长,网络的拥塞问题日益突出。本文首先阐述了拥塞产生的原因,然后讨论了基于窗口和基于速率的TCP拥塞控制机制,最后介绍了几种常用的IP拥塞控制机制。     

面向宽带IP网络的拥塞控制研究进展

讨论了IP网络中拥塞控制的基本原理,分析和比较了目前一些有代表性的可升级的拥塞控制算法,指出了其中存在的问题,而后总结了控制理论在分析和设计网络拥塞控制算法方面所取得的一些进展,并提出了未来的工作方向。     

网格计算中的TCP拥塞控制

目前IP网络所应用的TCP拥塞控制机制是基于1988年Jacobson所设计的算法(慢启动和拥塞避免），虽然TCP在许多不同类型的网络中应用得很好，但在网络计算中。现有的TCP拥塞控制算法已不能有效工作。本分析了TCP传统算法在网格计算中的缺陷，并提出在罔格计算中使用新的TCP拥塞控制算法———个新的带宽增减算法。     

智能管道研究综述

一、智能管道相关技术和标准 1.总体架构 智能管道的总体架构分为控制层和网络层,实现网络和控制的有机分离。其中网络层包含无线／有线接入网、IP骨干网、传送网、核心网、内容分发网络等：控制层在原有认证系统,网络管理系统基础上,增加或完善融合认证、感知分析,策略控制及流量调度等功能。同时,智能管道还需要与上层业务平台交互,并与各种用户终端协同,实现从底层网络到上层增值应用的协同服务。     

通信网络中的拥塞控制

介绍了网络中发生拥塞带来的问题，TCP／IP的拥塞控制和常用的减少拥塞的几种措施；讨论了拥塞管理的算法并介绍了2种拥塞避免的算法，即随机早期检测(RED)算法和加权随机早期检测(WRED)算法；说明了参数选择的依据，并简单描述了在大型TCP／IP网络中运用WRED算法的意义。     

复杂计算机网络中拥塞控制的研究及若干新思路

介绍了在TCP／IP和ATM网络中的一些拥塞控制技术，重点分析了控制理论的一些成果在拥塞控制中的应用，指出目前的拥塞控制技术中的不足，并提出了一些利用复杂控制系统理论与智能控制系统解决拥塞问题的新思路。     

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     

MPLS网络主动式流量和拥塞控制机制及性能分析

MPLS是具有大带宽一时延迟的网络,用传统的TCP解决MPLS拥塞问题显得十分困难,该文结合MPLS的网络特点,提出了一种适合MPLS网络的主动式流量和拥塞控制机制,在网络边缘节点引入拥塞反馈处理,对实验模型进行了性能仿真分析,实验证明,与传统的TCP协议相比,该机制将流量和拥塞控制从用户端点扩展到MPLS边缘路由器,能够更及时地检测和控制网络拥塞,缩短了控制时延,可以进行较精确的流量调节,实现了提高吞吐量和改善缓冲区利用率的目的。     

基于SDN的城域网流量智能调优方式探讨

随着通信运营商2B业务的快速发展、5G时代的逐步到来及千兆宽带的普及，互联网业务对网络时延、丢包、抖动等变动都愈发敏感，一旦发生故障导致网络拥塞时，将可能造成大量用户投诉，严重影响运营商企业形象，更有可能造成大量用户的流失。因此，如何在网络因故障发生导致拥塞或可能拥塞时，自动化、智能化地实现网络流量的快速调优，从而降低或避免业务受损，成为通信运营商网络建设任务的重中之重。基于此，对城域网流量智能调优的实现方式进行了系统研究。     

TCP／IP拥塞控制机制的研究

随着Internet的迅速发展，网络流量急剧增长，网络的拥塞问题日益突出。本首先阐述了拥塞产生的原因，然后讨论了基于窗口和基于速率的TCP拥塞控制机制，最后介绍了几种常用的IP拥塞控制机制。     

基于LSTM的命名数据网络流量预测方法

网络流量预测是提高网络服务质量,提高拥塞控制效率的关键环节。命名数据网络作为新兴网络架构,其内容源与位置无关的特性使得TCP/IP网络中的拥塞控制方法不再适用,而且目前基于神经网络的流量预测方法只是研究预测模型性能的优化,使用的训练数据只考虑了单一的接口流量这一简单的维度,未考虑不同类型的数据包和出接口队列长度等参数对未来流量变化的影响,导致流量预测不够精准。文章提出一种应用于命名数据网络的基于长短期记忆网络的流量预测方法,将单一的流量特征值扩展到与链路流量相关的多维变量,实现了命名数据网络节点接收流量的预测,可用于命名数据网络流量的精准控制,避免网络拥塞。实验验证表明,与仅使用链路流量作为特征值的传统预测方法相比,预测精度有较大幅度的提高。     

基于Stackelberg博弈的WCDMA网络收益最大化计费的研究

该文研究了在WCDMA网络中如何选择价格来最大化网络收益.没有采用拥塞相关的计费,而是对每个用户有效传输的单位吞吐量收取固定的费用,但每个用户的传输速率是网络拥塞和单位带宽价格的函数,并在此基础上提出了用户净效用函数.利用Stackelberg博弈,建模网络与用户之间的交互,即一方面网络管理者设定价格,以便实现收益最大化,而用户通过自优化效用函数来寻找新的均衡点对此做出响应.本文提供了网络收益与接纳用户数目的定量关系,并研究了网络降低用户传输速率以增大网络容量和拥塞控制的经济动机.     

一种基于LPC1788的互联网远程智能控制系统

为实现激光测距系统的远程控制和数据状态信息采集,提出了一种基于LPC1788微控制器的互联网智能控制系统。该系统使用Free RTOS系统作为远程终端的实时操作系统,并基于em Win图形用户界面库开发了用户操作界面,然后使用Lw IP网络协议栈实现了网络状态采集和控制通信,此外,系统采用微控制器自带UART的DMA模式实现了远程数据和状态信息的采集。该远程控制系统具有结构简单、可靠性高、稳定性好等优点,可以推广到其他智能控制系统和基于物流网的智能家居中。