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拥塞控制一直以来都是计算机网络领域的研究重点。早期的网络拥塞控制研究主要集中于改进端系统的TCP拥塞控制机制,取得了一定的研究成果。但随着光纤技术的普遍应用,高性能交换设备以及大量应用层软件的出现,网络性能得以迅速提高。网络呈现大规模、高速、高带宽、长延迟、应用多元化的特点。因此传统的TCP拥塞控制机制及IP层弃尾机制已经不能适应当前高性能网络拥塞控制的需求。 本文提出了一种针对高性能网络的拥塞控制体系。该体系从TCP和IP二个层次上对传统的拥塞控制体系做了改进,以解决UDP流及其它非TCP友好流过多地占有带宽、易导致网络拥塞的问题,同时也在一定程度上解决了全局同步、死锁、满队列等问题,提高了链路利用率。 FAST TCP从根本上改变了传统TCP的拥塞度量机制、网络容量的探测方式,同时对AIMD(和式增加积式减少)机制也做了大幅度的改进。本文对FAST TCP进行了详细研究,讨论了其设计动机,体系结构和算法的实现。我们在Linux 2.4.22内核中嵌入了FAST TCP协议。在千兆以太网内设计了一系列实验,使用Iperf网络测量工具,测试了传统TCP与 FAST TCP的性能。实验验证了FAST TCP较传统Reno TCP具有一定的性能优势。 本文研究发现SRED算法在设计初始丢弃概率函数时不能保证函数曲线的平稳过渡,丢弃概率值出现了较大的跳跃,这将导致路由器队列长度不稳定以及不必要地丢弃报文。针对这个缺陷,我们引入路由器队列法则,根据路由器队列法则对SRED算法的缺陷进行了理论分析,在此基础上设计了一种改进的SRED算法:E-SRED。我们在NS-2.26下实现了E-SRED算法,同时设计了4个具有普遍意义的网络实验。实验验证了E-SRED算法在保持路由器队列稳定性以及使队列快速收敛方面对SRED算法都有一定的提高。特别是在重负载情况下,性能提高更加明显。 本文研究了IBM公司的网络处理器:NP4GS3的体系结构及流量控制机制,在此基础上我们提出了一种在NP4GS3上的E-SRED算法的实现方案。在本方案中,我们依据NP4GS3提供的硬件支持详细设计了算法实现所需的2个硬件函数,讨论了硬件函数所需的参数设置,给出了方案实现的完整伪码描述,最后对本方案进行了可行性分析。