浅析计算机网络拥塞的高效控制方法

计算机网络拥塞会造成数据丢失、网络资源分配率低、吞吐率减小等问题,严重影响计算机网络服务质量。传统TCP拥塞控制机制无法满足飞速发展的计算机网络,本文以传输控制层网络拥塞机制为基础,配制网络资源队列管理策略对传统计算机网络拥塞控制机制进行了改进,仿真实验表明,改进之后的控制机制能够有效解决网络拥塞问题,还提高了其服务质量。     

一种基于无线网络编码的可靠通信策略

当前许多研究表明,随机网络编码技术应用到无线分组交换网络中可以提高通信的可靠性,但是现有的这些编码策略一般都存在吞吐率不高和网络资源浪费等问题,在M.Medard等人的网络编码策略的基础上提出"邻域编码策略".该策略利用无线信道的广播特性,能提高网络吞吐率、节约无线网络资源.而且在多跳网络中邻城编码策略的优势会更为显著.本文还结合超图模型从理论上给出邻域编码策略在无线网络的传输速率上限.     

早期确定性拥塞指示算法

分析了RED算法在拥塞指示信息传输上的不足，提出了一种早期确定性拥塞指示算法，使得拥塞指示能尽可能快地到达TCP源，以有效地响应路由器的早期拥塞，使用改进的NS进行了仿真实验，实验结果表明该算法在保证网络吞吐率的基础上，能更有效地降低路由器中的丢包率，提高网络的利率率。     

基于SDN架构的高性能网络拥塞避免策略

拥塞管理是高性能网络领域的重要研究方向,网络拥塞会对网络的全局性能产生较大影响。现有的拥塞管理多采用分布式拥塞避免策略,能够在一定程度上解决网络的拥塞问题,但其处理过程基于局部信息,不能充分利用网络资源,处理效率偏低。近期,人们提出软件定义网络(SDN)架构,该架构采用集中控制器和多层网络技术,能够较好地获取网络的全局信息。在原有工作的基础上提出了一种基于SDN架构的全局拥塞避免策略OSCP,该策略在拥塞信息获取和控制信息的传输上,改进了原有的解决方案,并结合自适应传输进行网络路由。实验结果表明,该策略可以较好地避免和解决网络中存在的拥塞问题,降低网络延迟并提高饱和吞吐率。     

基于分组交换网络的B-Reno性能研究*

通过仿真实验的方法,研究了B-Reno协议在分组交换网络中的性能。实验使用了不同的网络拓扑和链路参数,全面考察了B-Reno的吞吐率和TCP友好性,并将实验结果与其他TCP协议版本相比较。实验结果显示,B-Reno在分组交换网络中能取得高出Reno和New-Reno10%以上的吞吐率,达到与Sack相当的水平;同时,当与Reno（传统TCP）竞争共享信道时,B-Reno也具有良好的TCP友好性。实验结果表明B-Reno在分组交换网络中也能取得良好的性能。     

TCP拥塞控制算法研究

研究无线传输优化问题,随着用户的迅速增长,使网络负载大于网络资源容量,引起拥塞、传输延时和丢包等问题.采用传统的TCP拥塞控制算法,使网络发生拥塞的可能性增大,甚至导致网络崩溃.为了解决当前的网络拥塞问题,提出了一种改进的TCP拥塞控制算法.算法根据网络拥塞跟回路响应时间的大小成正比的关系,在源端检测回路响应时间值,同时在网络拥塞产生的临界区域,采取拥塞窗口线性减小的方法,使网络远离该区域,大大降低了拥塞产生概率,避免了传统TCP算法中拥塞窗口值得大幅振荡.经仿真证实:算法比传统TCP算法有较低的丢包率,且吞吐量得到了较大的提高,改进算法能够在一定程度上缩短拥塞恢复时间,降低网络的振荡,提高网络的传输质量.     

基于改进量子粒子群和主动PI模型的自适应无线传感器网络拥塞控制算法设计

针对无线传感器网络中路由节点需要转发大量数据导致网络拥塞,从而引起节点丢包率高和网络吞吐率过低的问题,提出了一种基于主动PI模型和改进量子粒子群优化算法的拥塞控制方法;首先定义了丢包率和队列长度计算方式;设计了改进的PI主动队列管理模型,然后,为了改进PI模型的控制效果,采用改进的量子粒子群算法对PI主动队列管理模型中的比例系数和积分系数kP和kI进行参数优化,从而得到能实现WSN自适应控制的主动PI控制模型;最后,对基于量子粒子群算法和PI主动队列模型的网络拥塞算法进行了描述和说明;仿真实验表明:文中提出的拥戴控制方法能有效实现WSN拥塞控制,是一种适用于WSN的有效拥塞控制方法,与其它方法相比,具有较短的平均队列长度和较大的网络吞吐率,具有很强的可行性。     

一种新的自适应网络拥塞控制算法

摘对网络拥塞机制进行了分析，并根据对RTT波动变化的分析，在不改变网络处理能力的情况下，通过对拥塞进行预测，改进了传统的TCP拥塞控制算法，提出了一种新的自适应RTT拥塞控制算法(ARCC)。通过NS2仿真，与传统TCP拥塞控制算法进行了比较，仿真实验证明该方法拥塞窗口变化比较平稳，很少出现拥塞，不会导致超时重传和丢包快速重传，同时吞吐率较高，在拥塞避免方面具有一定的意义。     

一种新型的基于RED的逐节拥塞控制算法

随着Internet上各种多媒体应用的迅速发展,导致网络经常发生拥塞现象,严重影响网络传输的服务质量（QoS）,现有的拥塞控制采用以TCP为核心的基于窗口技术的端到端控制,具有丢包、响应速度慢等缺陷,提出的基于RED的逐节拥塞控制算法通过对拥塞的早期检测和在相邻节点进行拥塞控制等方法,使网络能对拥塞做出快速响应,有效地克服了现有拥塞控制方法的缺陷,实验结果表明,在相同配置下,采用该拥塞控制算法的网络在吞吐率和拌动等性能上均优于端到端拥塞控制。     

基于ECN阶跃标记的TFRC改进协议

针对无线网络中TCP友好速率控制(TFRC)协议无法准确判断分组丢弃原因而导致的效率低下问题,提出一种基于显式拥塞反馈的阶跃标记方法,设计新的无线流媒体传输协议。仿真实验表明,新协议能在无线信道下准确区分丢包原因,并提供准确的拥塞通告信息,在保证TCP友好性的同时提高吞吐率。     

基于源区域路径选择的层次化片上网络路由算法

针对较大规模片上网络(NoC)远端节点和邻近节点之间的通信问题,提出一种基于区域划分的层次化簇状分层网（CHM）结构。在此基础上,针对中间节点拥塞严重导致网络性能降低的问题,提出一种基于源区域路径选择的自适应算法。该算法利用CHM结构区域特性将路由决策由源节点移至源区域,同时在原有底层和上层节点对的基础上增加自适应节点对,并增加该部分节点对路由选择性,从而缓解网络拥塞状况。仿真实验表明,与最短路径算法相比,在合成流量和局部化流量模式下,该算法下的CHM结构饱和注入率最多可分别提升约51%和31%,因此该算法可有效提升网络整体吞吐性能。     

一种改进路由算法的设计与仿真

研究网络资源提高调度效率问题,在网络资源的利用率上,尽量避免数据过大,引起资源不均衡。当网络中接入大量数据,流量变大的时候,数据流量的突变性增大会造成通信链路拥塞,导致网络不能有效调度,网络资源利用率下降的问题。为了解决大量数据接入可能会导致的链路拥塞的问题,提出一种改进的多路径流量分配路由算法,通过提高计算链路在网络中承载的关键性,以链路的关键性为主要指标,把链路关键性和网络剩余容量转化为网络传输成本,以最小化网络传输成本为目标函数来设计解决网络拥塞问题。仿真结果表明,改进后的算法能更有效提高网络的负载均衡性和资源利用率,避免网络拥塞。     

针对逆向流的Reno和Vegas算法性能的仿真分析

网络拥塞已经成为制约网络发展和应用的一个瓶颈.在TCP中已经实现的Reno和Vegas均是基于端到端的拥塞控制算法,它们虽然减轻了前向路径上的拥塞程度,但不能改善后向路径上数据流拥塞所导致的诸如吞吐率、丢包率等网络性能降低这一状况.基于"包丢失是由于网络拥塞引起"的假定,利用OPNET网络仿真软件,建立了单个瓶颈网络,设定了吞吐量、丢包率以及拥塞窗口(cwnd)等参数,对Reno和Vegas两种算法在逆向流中的性能进行比较,分析影响网络吞吐量的因素.仿真结果表明,在非对称网络中,Reno比Vegas更灵活且更实用,后向路径上逆向流的拥塞会极大地降低Vegas的吞吐量,使得Vegas和Reno不能很好地兼容.     

移动延迟容忍传感网络拥塞控制算法研究

针对移动延迟容忍传感网络拥塞而造成的节点内缓存数量预测不准,数据传输延时速度过慢,数据分组投递成功率低等问题,提出一种移动延迟容忍传感网络拥塞控制算法。算法是基于节点状态感知的,构建移动延迟容忍传感网络拥塞预测机制,依据机制中所获取的历史缓存信息感知节点状态,对拥塞严重或中度拥塞的节点缓存队列内的数据进行信息聚合,提出拥塞控制的策略。最后通过仿真可得数据分组投递率、数据分组丢包率及响应时间、消息产生率。实验结果表明,所提出的拥塞控制算法能够预测缓存数量准确,减少数据传输时延,保证数据分组投递成功率,提高整个网络的工作效率。     

基于区分服务的分层多播拥塞控制算法

多媒体多播应用在Internet上的广泛部署对拥塞控制提出了要求,分层多播是适应网络异构性较为有效的方案.为了克服现有分层多播存在的拥塞响应延时大、吞吐率抖动剧烈和不满足TCP友好的问题,给出了一个基于区分服务的分层多播模型,提出了一种基于区分服务的分层多播拥塞控制算法DSLMCC(DiffServ-based layered multicast packet dropping),在边缘路由器上引入了基于概率的区分优先级的分组标记算法,在核心路由器上采用区分优先级的分组丢弃算法.仿真结果表明,该算法能够有效地改进区分服务网络上的分层多播拥塞控制的性能,具有较快的拥塞响应速度、较好的稳定性和公平性,并且较好地适应了网络的异构性.     

数据中心网络中高并发TCP传输的随机退避方法

在现代数据中心网络中,分散聚合的传输模式容易导致瓶颈链路上的吞吐率崩塌,产生TCP Incast现象。为此,提出一种随机退避的方法,来降低TCP流突发传输的并发程度,通过计算最优的随机退避时间,控制瓶颈链路的瞬时拥塞程度,有效解决TCP Incast问题。从理论上建模分析随机退避时间区间内随机退避各TCP流时的超时概率和吞吐率。实验结果表明,该方法可以有效避免传输超时事件,将TCP流并发度和网络吞吐率分别提升2倍和80倍。     

通用拥塞控制及其在Linux内核中的实现

目前Internet上的拥塞控制采用以TCP为核心的基于窗口技术的端到端（end-to-end)控制方法,具有丢包、响应速度慢等缺陷,造成网络资源的极大浪费。文中提出的通用拥塞控制方法通过对拥塞的早期检测和在相邻节点间交换拥塞控制信息等方法,使网络能对拥塞做出快速响应,从而有效地克服了端到端拥塞控制方法的缺陷,实验结果表明,采用通用拥塞控制的网络在吞吐量和抖动等性能上均优于端到端拥塞控制。     

基于负载均衡算法的按需多播路由协议

Adhoc通信网中业务总负载的增大会导致按需多播路由协议（ODMRP）的网络吞吐率下降,为此,提出一种改进的ODMRP。引入负载均衡算法,根据站点当前的负载大小决定是否接收JOIN．TABLE信令作为转发组成员,并选择负载较轻的节点完成多播数据的转发,从而缓解网络拥塞,充分利用网络资源。仿真结果表明,在高负载情况下,改进的ODMRP可有效提高网络吞吐率,减小数据丢失率。     

适用于WSNs的拥塞自适应多径路由算法

针对无线传感器网络(WSNs)数据汇聚特性易导致网络拥塞的问题,结合改进AOMDV协议的多径建立、选择机制的缺陷,提出一种拥塞自适应的多径路由算法。新协议首先引入相关因子模型建立相互干扰度最小的路径集;其次建立路径拥塞信息采集、更新机制,并利用HELLO消息传递。最终源节点通过实时感知路径拥塞信息,自适应选择低拥塞路径来避免拥塞。仿真结果表明:改进的协议显著提高了分组投递速率,降低了端对端时延。     

Ad Hoc网络基于路由协议的拥塞控制

Ad Hoc网络随着网络负荷的增加,局部的拥塞是导致网络性能大幅下降.采用修改的AODV路由协议,结合链路层的分析,提出了一种节点负载分流的方法.该方法结合了Ad Hoc网络的特点,采用网络层和链路层相互协作,均衡网络流量,提高了网络的整体性能.仿真结果表明,该改进在不同拓扑变化频率和不同节点密度情况下均明显提高了网络吞吐率,改善了网络拥塞.