IP网络拥塞控制研究

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以TCP/IP协议为基础的Internet自从九十年代以来,其网络规模、用户数量以及业务量都呈现爆炸式地增长,新型网络应用也不断涌现,网络的参数多态变化。这些使得网络拥塞的状况愈加严重和复杂。拥塞容易造成传输时延和吞吐量服务质量(QoS)性能指标下降,严重影响带宽、缓存等网络资源的利用率。因此,拥塞控制一直是网络研究领域的热点问题。Internet主要依赖TCP端到端拥塞控制来避免网络拥塞,但它在很多方面已经不能满足复杂网络中各种应用的需求。在路由器中引入适当的队列管理和分组调度机制,可以有效地对拥塞进行监测和预防,所以路由器中的拥塞控制策略已经成为一个研究热点。近年来,由于音频、视频等多媒体应用在Internet上不断涌现,多媒体流的传输大多采用UDP协议,但UDP流不采取拥塞控制机制,从而造成了对TCP流不友好的问题。本文从端和路由器两个层次详细研究了当前IP网络中的拥塞控制策略。并对于主动队列管理做了深入研究。本文研究主要内容以及创新点如下:(1)针对RED(Round Early Detection)算法依赖于平均队列长度来计算丢弃概率所引起的一些问题,本文提出了用网络丢包率来计算到达分组丢弃概率的主动队列管理策略——AQMS_PLR(AQM scheme based on Packet-loss-ratio),并且在此基础上根据拥塞状况在短时间上自适应调节丢弃概率。仿真实验结果表明AQMS_PLR在能够保证丢包率的情况下有效地降低了分组的延时与抖动。(2)针对BLUE算法只能作用于一定范围内的RTT和链路数量的问题,本文提出了一种自适应的BLUE算法ABLUE(Adaptive BLUE)。实验结果表明ABLUE是有效的,在性能上较BLUE算法有一定提高。
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