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网络拥塞控制机制是维持Internet稳定性和可用性的核心机制之一。随着Internet的发展,其上的网络拥塞机制也需要不断的修改和扩充。近年来已经开展了大量的提高网络拥塞控制机制性能的研究工作,这些工作提出了许多拥塞控制机制的改进方案,包括各种基于窗口的拥塞控制机制和基于流的拥塞控制机制。但由于网络技术的飞速发展和网络拥塞问题的分散特性,在这个领域仍然有许多需要探讨和完成的课题。本文分析了当前影响网络拥塞控制的关键因素并总结了近几年来的重要研究成果,在此基础之上提出了一系列的改进机制。本研究主要研究内容及结果如下:
⑴对网络拥塞的现象、原因和一般性解决思路做了介绍,介绍了当前的网络拥塞控制机制即TCP协议并指出了其不足。在这基础上给出了一些主要的改进机制,并阐述了选题背景和论文主要内容。
⑵指出在无线网络上以丢包作为拥塞特征是不合适的。因此扩展了ECN机制使其能提供更多的网络状态信息,也扩展了TCP机制以提供更为平滑的数据流。仿真表明该机制能够在保持较低时延的情况下得到更大的通量。
⑶分析了基于窗口机制的公平性问题,指出基于窗口的拥塞控制协议存在与时延有关的公平性问题,并描述了流控机制中能够较好实现公平性的Kelly流控模型。
⑷针对Kelly模型primal算法线性收敛的特点,提出了一种在链路端引入负价格的网络拥塞流控协议的实现形式,该协议通过对REM机制的扩展使其能传递负的价格。这样的改进可使primal算法变为指数收敛。
⑸针对Kelly模型primal算法稳定时的过载问题,提出了一种在源端使用遗传-模糊控制器修改primal算法和性增加系数的机制,该机制能提高primal算法的适应性和灵活性,使其在瓶颈链路带宽变化时不会产生过载问题。
⑹从网络拥塞控制问题归纳出一类分散最优控制框架,该框架可以分散的形式解决最优控制分配问题,而供需问题和协作问题都可以看作是该问题的具体体现。该框架的提出为解决大规模优化问题提供了一种可行方案。
最后对取得的成果进行了总结,并展望了需要进一步研究的工作。