IP網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法的研究.pdf

1、以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)的Internet自從九十年代以來,其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶數(shù)量及業(yè)務(wù)量都呈現(xiàn)爆炸式的增長,新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也不斷涌現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)(如激活的連接數(shù)、回路往返時間)動態(tài)變化,這些使得網(wǎng)絡(luò)擁塞的狀況愈加嚴重和復(fù)雜.擁塞容易造成傳輸時延和吞吐量等服務(wù)質(zhì)量(QoS)性能指標下降,嚴重影響帶寬、緩存等網(wǎng)絡(luò)資源的利用率.因此,擁塞控制一直是網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的熱點問題.Internet主要依賴TCP端到端擁塞控制來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞,但它在很多方面

2、已經(jīng)不能滿足復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中各種應(yīng)用的需求.在路由器中引入適當?shù)年犃泄芾頇C制,可以有效地對擁塞進行監(jiān)測和預(yù)防,路由器中的擁塞控制策略已經(jīng)成為一個研究熱點.近年來,音頻、視頻等多媒體應(yīng)用在Internet上不斷涌現(xiàn),多媒體流的傳輸大多采用UDP協(xié)議,但UDP流不采取擁塞控制機制,從而造成了對TCP流不友好的問題.因此有必要對多媒體流進行擁塞控制,在保證一定QoS的同時,保持對TCP流的友好性.該文從端系統(tǒng)和路由器兩個層次詳細研究了當前IP網(wǎng)絡(luò)中

3、的擁塞控制策略,在此基礎(chǔ)上針對IP網(wǎng)絡(luò)實際應(yīng)用需求展開了系統(tǒng)深入的研究.該文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點如下:(1)針對網(wǎng)絡(luò)的非線性、時滯、不確定特點,結(jié)合預(yù)測控制理論提出一種新型主動隊列管理(AQM)策略NNPC-AQM,該算法基于單值預(yù)測控制思想,為了實現(xiàn)快速控制,采用兩層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造預(yù)測器,估計未來時刻隊列長度;采用兩層非線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成控制器,實現(xiàn)對下一步丟棄概率的優(yōu)化.該算法實現(xiàn)了模型的在線反饋校正,對模型的精度要求不高,且運算量較

4、小,速度較快.仿真實驗表明,該算法對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)變化具有很強的魯棒性.(2)針對Internet上與日俱增的實時多媒體應(yīng)用,提出了一種基于ECN的TCP友好擁塞控制機制ETCC,該機制側(cè)重于端系統(tǒng)功能的改進,同時擴展了路由器的功能來支持端系統(tǒng)的工作,在路由器中采用RED管理隊列長度,以ECN的方式將網(wǎng)絡(luò)的早期擁塞狀況通知端主機,端系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的速率調(diào)節(jié)機制來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的發(fā)送速率.仿真實驗表明ETCC機制可以在保證TCP友好的前提下平滑調(diào)節(jié)多媒