一种改进的自适应无线网络拥塞控制方案

拥塞控制的主要目标是在变化的网络环境下达到较高的带宽利用率，公平性和响应性．然而这些目标相互冲突．很难达到平衡．本文提出一种能在竞争连接的条件下取得相对稳定且延迟较小的拥塞控制算法．该算法主要通过改变AIMD拥塞控制算法中的增加因子和减少因子。使原算法中的参数可根据当前网络条件动态改变．仿真实验表明改进后的算法能有效地避免延迟抖动．具有较强的稳定性．     

一种基于博弈的拥塞控制改进算法G-Vegas

随着互联网的发展,网络拥塞问题越来越严重,如何改进现有的拥塞控制算法成为一个重要课题。为了解决网络拥塞问题,目前已有很多拥塞控制算法,大体可分为端到端的拥塞控制和基于网络的拥塞控制,本文主要关注基于端到端的拥塞控制。在众多的TCP拥塞控制算法中,Vegas算法以其主动避免拥塞的思想,具有较好的效果。但是,Vegas与目前主流的Reno算法兼容性差,存在带宽被挤占的问题。本文分析了拥塞问题的多重原因,并从博弈的角度分析了Vegas的缺点,提出了一种改进的拥塞控制算法G-Vegas。通过在NS2平台仿真,验证了算法的有效性。     

一种基于多阶段资源感知的拥塞控制算法

拥塞控制是组成IPQos的重要部分,传统的拥塞控制算法主要是通过对本地的资源拥塞信息来进行拥塞状态的判定和丢弃决策,而这有可能会导致带宽浪费问题。通过对基于网络处理器的路由器的多阶段拥塞控制时机分析,本文提出一个多阶段资源感知算法CC-AMR,并在路由器上进行了具体的实现和性能测试。结果表明,该算法可以在拥塞发生时有效地提高系统的性能。     

带宽保证环境下TCP算法改进及其模型分析

基于差分服务模型的带宽保证服务已经得到较多的应用，这类通过分组标记和丢弃算法实现的非刚性带宽保证具有实现简单、扩展性强的特点。但是，由于端系统的TCP协议对合约带宽信息的不感知，使得应用难以获得网络提供的带宽保证。在分析了双窗口TCP拥塞控制算法的基础上，提出了基于合约窗口的拥塞控制算法，并对算法进行了测试和建模分析。该算法简单、易于实现。并且在网络突发拥塞时，收敛速度快，不影响网络的稳定性。     

显式拥塞控制研究

随着互联网络技术的发展,高带宽延迟积的高速网络成为主流网络,TCP拥塞控制算法因为协议固有的设计缺陷,无法理想地处理高速网络中的拥塞问题,显式拥塞控制协议有效地克服TCP的设计缺陷,较为理想地解决这些问题。论述显式拥塞控制的工作流程以及三种显式拥塞控制协议XCP、EMKC和JetMax。     

变结构拥塞控制协议VCP研究

当网络的带宽或者时延增大时,TCP协议的性能严重下降,最显著的就是网络瓶颈处带宽利用率很低。Xia提出的变结构拥塞控制协议（VCP）可有效地解决上述问题。在VCP协议中,每个路由器每隔200毫秒的计算一个“负载因子”以反映网络的拥塞程度,并将其编码放入每个经过数据包的两位ECN位中。源主机根据数据包中的负载因子,执行不同的拥塞控制算法,分别提高带宽利用率和公平性。与其他的显式拥塞控制协议相比,VCP仅使用了很少的（两位）比特数,但是仍获得了较好的性能。     

面向数据中心租户带宽特征的虚拟拥塞控制方法性能分析

数据中心租户使用的遗留设备中仍存在没有实现显式拥塞通知ECN的情况,导致数据中心网络中存在ECN流抢占非ECN流带宽资源的不公平现象。虚拟拥塞控制方法通过修改数据包接收窗口字段进行拥塞控制,改善了上述不公平现象。从租户主机数目、带宽需求、网络拥塞程度、拥塞控制算法等四个角度出发,建立对应的符合数据中心租户带宽特征的仿真场景,通过仿真实验分析虚拟拥塞控制方法在上述场景中的性能。结果表明：（1)虚拟拥塞控制方法的性能良好,不受租户主机个数、租户带宽差异以及网络拥塞程度的影响;（2）虚拟拥塞控制算法的性能在拥塞控制算法不同环境下的表现存在差异,当使用YeAH TCP时解决ECN不公平性效果较差。     

高速网络拥塞控制协议VCP的研究

互联网正在逐步进入一种高带宽延时积的高速网络时代.当网络的带宽或者时延增大时,TCP协议的性能严重下降,最显著的就是网络瓶颈处带宽利用率很低.在高速拥塞控制方面比较理想的XCP协议却存在部署方面的问题.变结构拥塞控制协议(VCP)可有效地解决上述问题.VCP协议联合使用ECN机制的两个二进制来编码拥塞信息.根据来自接收端的拥塞信息,VCP协议的发送端选择控制算法来响应拥塞信号.仿真实验表明VCP协议与TCP协议、XCP协议相比不仅具有较高的链路利用率,并且对现有的协议改动非常小,有利于逐步地实施.     

基于TCP Vegas的网络拥塞控制改进算法*

由于TCP Vegas在与TCP Reno算法共存的网络环境中不能公平地竞争到带宽,TCP Vegas-A拥塞控制算法有效地改进了TCP Vegas算法在带宽竞争力弱方面的缺陷。对TCP Vegas-A算法进行了仿真研究并提出一种拥塞控制改进算法TCP NewVegas。基于NS2的仿真实验证明TCP NewVegas算法提高了与TCP Reno共存时在网络中的带宽竞争能力。     

ATM 网络预测拥塞控制器设计

网络传输中存在严重的不确定性，由此限制了常规反馈拥塞控制算法的应用．利用预测控制方法，设计出一种改进的拥塞控制算法，增强了闭环系统的鲁棒性和稳定性，实现了带宽分配的公平性．仿真结果证实了所提出方法是有效性的。     

Adaptive AIMD Congestion Control

The main objectives of a congestion control algorithm are high bandwidth utilization, fairness and responsiveness in a changing environment. However, these objectives are contradicting in particular situations since the algorithm constantly has to probe available bandwidth, which may affect its stability. This paper proposes a novel congestion control algorithm that achieves high bandwidth utilization providing fairness among competing connections and, on the other hand, is sufficiently responsive to changes of available bandwidth. The main idea of the algorithm is to use adaptive setting for the additive increase/multiplicative decrease (AIMD) congestion control scheme, where parameters may change dynamically, with respect to the current network conditions.     

基于AIMD算法的分层多播拥塞控制

提出了一种基于AIMD算法的分层多播拥塞控制算法．算法借助AIMD算法具有的良好TCP兼容性和稳定性，采用慢增慢减的速率调节原则来防止TCP中速率减半策略所带来的速率振荡．为避免反馈处理带来的复杂性和可扩缩性问题，提出了无须反馈的收方至发方间往返时延估计方法．算法采用类似TCP的慢启动算法来提高链路的利用率和收敛速度．通过仿真评估得出，算法对TCP流、不同多播流均表现出理想的公平性，并有很高的带宽利用率和良好的稳定性．     

PSTCP：小缓存高速网络拥塞控制算法

针对当前网络拥塞控制算法在极小缓存高速网络中带宽利用率差的问题,研究了TCP机制本身造成的突发流量现象,提出一种新的拥塞控制算法——PSTCP。在整个网络连接过程中,该算法采用“隔开”平滑发送的思想;在网络拥塞发生时,采用公平因子c和减少因子decrement对窗口进行实时微调。实验表明,PSTCP在小缓存区、高带宽网络环境下,保障了高的带宽利用率,有好的收敛性和公平性。     

基于RTT的TCPW拥塞控制算法的改进

无线网络受传输介质的限制,传输过程中会受到较大干扰,产生抖动,这种抖动会产生零星丢失而被拥塞控制机制误认为拥塞发生.TCP Westwood 协议(简称TCPW)就是这样不能区分拥塞丢失和无线抖动丢失,导致拥塞机制过于敏感,降低了带宽利用率.基于此,根据RTT值的估计对TCPW协议进行修改--称之为TCPW BR.该算法以测得的平滑RTT值并依据加权平均思想划分拥塞等级,判断拥塞丢失和无线抖动丢失.仿真结果表明,TCPW BR算法增强了无线网络对拥塞和随机差错的判断处理能力,提高了带宽利用率和吞吐量,并保持良好的公平性与友好性.     

一种基于HSTCP的拥塞控制改进算法

针对TCP Reno在高带宽大延迟网络中带宽的利用率不高和HSTCP拥塞控制算法的公平性缺陷,该文提出了基于HSTCP的改进算法mHSTCP。当网络带宽未充分利用时,mHSTCP的窗口增长采用HSTCP模式,当网络状况趋于拥塞时,mHSTCP的窗口增长采用TCP Reno模式。测试结果表明,改进的mHSTCP算法对高速传输中不同流之间的公平性有明显的改善。     

基于改进BBR的数据报拥塞控制协议

数据报拥塞控制协议(Datagram Congestion Control Protocol,DCCP)是提供拥塞控制和不可靠传输特点的实时多媒体基础协议,DCCP中的CCID2算法仍然采用AIMD的控制机制,这种传统的Loss-Base拥塞控制模型已经不适用于目前高BDP的网络环境,容易引起缓冲区膨胀现象,导致网络延迟增加和抖动等问题.与Loss-Base的算法相比,BBR算法可以有效地控制网络延时,最大限度避免网络排队的情况,在丢包率较高的情况下仍可以保持一定的带宽利用率和较低的链路延时,因此适合于DCCP实时流媒体的应用的协议.本文在DCCP中引入了BBR算法并做相应的改进,增加了丢包率检测模型,使用延时与带宽积模型的拥塞控制算法对上述问题进行改进.通过模拟实验证明,本方法在高负载情况下连接的平均延迟相比CCID2降低了20%,在丢包率较高的环境下也能保持良好的吞吐量.     

基于链路带宽利用率的路由选择算法

为避免网络拥塞,针对现有路由调整算法没有考虑网络流量均衡分布和用户使用感知的问题,提出一种路由选择算法。在保证网络时延,不影响用户服务质量的前提下,选择带宽利用率最小的路径,最大限度实现负载均衡。为尽可能反映实际情况,实验采用真实的Abilene2网络拓扑,结果表明:该算法能有效缓解网络拥塞,网络可利用率提高超过50%。与现有算法相比,该算法能同时满足带宽利用率和网络时延两方面要求。此外,通过调整参数值可以满足实际网络中不同业务的要求。     

COS-Slow-Start:一种新的TCP慢启动策略

拥塞控制已成为确保Internet稳定性、鲁棒性的关键因素。针对目前TCP拥塞控制机制的慢启动算法中存在的实际问题,提出一种新的TCP慢启动策略COS-Slow-Start,从数学角度对新策略的稳定性和高效性进行理论分析与证明。NS2仿真实验表明,该策略能有效地减少分组丢失、平缓突发流量冲击,并增加带宽的有效利用率。     

面向SDN数据中心网络最大概率路径流量调度算法

随着数据中心网络规模的迅速增长,网络带宽利用率低下导致的网络拥塞问题日益突出,通过负载均衡提高数据中心网络链路带宽利用率和吞吐量成为了研究热点.如何结合流量特征、链路状态和应用需求进行流量的合理调度,是实现网络链路负载均衡的关键.针对数据中心突发性强、带宽占用率高的大象流调度问题,提出一种面向SDN数据中心网络最大概率路径流量调度算法,算法首先计算出满足待调度流带宽需求所有路径,然后计算流带宽与路径最小链路带宽之间的带宽比,结合所有路径的带宽比为每一条路径计算路径概率,最后利用概率机制选择路径.算法不仅考虑了流带宽需求和链路带宽使用情况,而且全局地考虑了流调度和链路带宽碎片问题.实验结果表明,最大概率路径调度算法能够有效地缓解网络拥塞,提高带宽利用率和吞吐量,减少网络延迟,从而提高数据中心的整体网络性能和服务质量.     

一种改进ARED拥塞控制算法的实现

随着互联网的迅速发展,无论是网民人数还是上网设备数都呈现高速增长的态势。虽然带宽等互联网基础资源相比二十年前有了质的飞跃,但是由于网络规模的增加还是带来了一系列的问题,其中网络拥塞是比较典型的一个。RED作为路由器主动队列管理策略中的重要算法已经在网络拥塞控制方面起到了很好的效果,成为IETF RFC2309建议的唯一候选算法。与队尾丢弃算法DropTail相比,RED算法具有网络链路利用率较高、吞吐量较大、网络时延和丢包率较小的优点,但其存在参数配置无法适应网络动态变化的缺陷,因而改进的ARED算法增加了自适应的功能,但也存在瞬时队列长度振荡等稳定性问题。对此,研究了RED及ARED拥塞控制算法,并提出了一种改进算法QARED,希望通过优化最大丢包概率计算函数来达到提高平均队列长度稳定性以及降低丢包率的目的。