随着互联网的普及,信息传输规模不断增大、传输质量要求不断提高,尽管网络设备的处理速度不断加快,网络带宽持续增长,但这些措施仍然无法避免网络拥塞,无法保证信息流高效平稳传输。究其根本因为是传统传输控制协议采用的加性增长、乘性减小拥塞控制算法,在高速网络环境中适应性不强,效率低。因此研究适应于高速网络的TCP协议成了网络研究的新热点。　　 FAST TCP协议是由加州理工学院网络实验室Steven H.Low等人针对下一代高速网络提出的一种新型传输控制协议。在高速网络环境中,和基于分组丢失作为拥塞反馈信号的改进TCP协议相比,FAST TCP采用排队延时信息估计网络拥塞状态,确定窗口调整策略,取得了更好的稳定性和更充分的链路使用效率。但其存在难以选择确保系统稳定的协议参数和准确估计传播延时等公开问题,这些公开问题将会阻扰其在高速网络应用和推广。　　 本文在综述了国内外FAST TCP稳定性等公开问题研究现状基础上,展开了以下研究:　　 1、考虑源端窗口更新周期取不同固定值的更一般情况,建立了包含窗口更新周期参数和指数滤波环节的FAST TCP网络拥塞控制时滞模型。通过分析其超越方程特征根分布在左半平面条件,获得了比现有结论更不保守局部稳定性条件。　　 2、研究了具有非线性、时滞时变的FAST TCP模型的全局稳定性问题。通过分析该模型非线性函数及其时滞项的性质,给出了其时滞时变的取值范围与时滞项的界。首先,存较保守的情况下,估计出该模型解轨迹界及其变化规律,获得了和现有结论一样的全局稳定性条件。其次,改进上述求轨迹界的方法,采用分区间方法计算出具有更低保守性的解轨迹界,获得了比现有结论更不保守的全局稳定性条件。　　 3、建立了包含TCP连接数流模型的FAST TCP网络拥塞控制模型。证明了在有限的时间内,该模型的解可到达一个不变流形；当处于不变流形时,各路径活跃TCP连接平均逗留时间最短。根据该不变流形TCP连接数和协议参数的关系,提出了一种大时间尺度调整协议参数的改进算法。该算法在系统稳定的协议参数选择范围内,动态调整协议参数,均衡各路径活跃的TCP连接数。　　 4、通过理论分析和NS-2仿真讨论了FAST TCP慢启动判定条件、控制律增益参数与FAST TCP系统收敛速度之间的关系。在确保FAST TCP系统稳定,选择尽可能小的协议参数α的情况下,提出一种提高FAST TCP系统收敛速度的改进方法。该方法将各连接留在缓冲区的个数作为慢启动判定条件,根据各连接局部信息调整控制律增益参数,保证系统处于稳定和小的排队延时的同时,提高FAST TCP系统收敛到平衡点的速度。　　 5、当源端采用FAST TCP协议、链路端采用RED主动队列管理算法时,若参数选择不当,系统会出现不稳定情况。定量分析了FAST TCP/RED系统在平衡态时链路队列长度、系统稳定性与RED控制器参数关系。提出了一种充分利用源端能够获得的排队延时和分组丢失频率的历史变化信息,估计网络的拥塞状况,根据拥塞状况改进FAST TCP协议源端窗口的调整策略。该改进策略间接减小了RED参数对稳定性的影响,提高了系统的稳定性。　　 6、当网络存在持续拥塞情况,若同时到达多个FAST TCP连接时,新连接难以快速获得准确传播延时,从而使得新、旧连接无法公平地分配链路带宽。在各FAST TCP连接无法直接通信的情况下,各连接通过充分利用源端获得的局部信息,确定同步回退时钟和最小回退因子,实现短暂同步回退,清空缓冲队列长度,确保快速获得准确的传播延时和FAST TCP协议的公平性。