RED改進(jìn)算法研究.pdf

1、Internet主要互連協(xié)議TCP/IP的擁塞控制(congestion control)機(jī)制對(duì)控制擁塞具有特別重要的意義。擁塞控制是確保Internet的QoS的關(guān)鍵因素，也是各種管理控制機(jī)制和應(yīng)用(如多媒體通信中QoS控制與區(qū)分服務(wù))的基礎(chǔ)，因此成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生擁塞的根本原因在于用戶(端系統(tǒng))給網(wǎng)絡(luò)提供的負(fù)載大于網(wǎng)絡(luò)資源容量和處理能力，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)包時(shí)延增加、丟棄概率增大、上層應(yīng)用系統(tǒng)性能下降等。目前的擁塞控制

2、的研究主要集中在TCP擁塞控制和IP擁塞控制兩個(gè)方向。 研究表明，僅僅靠端到端的 TCP層基于滑動(dòng)窗口的流量控制已經(jīng)很難滿足網(wǎng)絡(luò)中日益增長的業(yè)務(wù)量的要求，網(wǎng)絡(luò)本身必須采用某種手段參與擁塞控制。最好的辦法是讓IP層參與資源的分配工作，在路由器中引入相應(yīng)的擁塞控制機(jī)制對(duì)擁塞進(jìn)行檢測(cè)和預(yù)防。 本文的工作主要就是集中在IP層的擁塞控制方向。主動(dòng)隊(duì)列管理(AQM)作為目前路由器中廣泛采用的擁塞控制策略在保證較高的吞吐量的基礎(chǔ)上有效

3、地控制隊(duì)列長度，從而實(shí)現(xiàn)了控制端到端時(shí)延，保證服務(wù)質(zhì)量的目的。隨機(jī)早期檢測(cè)(RED)算法是AQM中有效的實(shí)現(xiàn)算法，有關(guān)它的性能也是近來網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本文首先介紹了Internet中的擁塞控制機(jī)制，主要討論了IP層的擁塞控制策略，針對(duì)目前廣泛使用的主動(dòng)隊(duì)列管理策略中的RED算法進(jìn)行了詳細(xì)研究。RED在大部分TCP連接處于慢啟動(dòng)階段平均隊(duì)列長度急劇上升期間，容易引起強(qiáng)制性丟包；在TCP連接處于擁塞避免狀態(tài)即時(shí)隊(duì)列下降階段，如果權(quán)向量不

4、能敏感的反映這種變化，有可能在即時(shí)隊(duì)列長度很小的時(shí)候產(chǎn)生大概率丟包。針對(duì)這一問題，本文提出了一種改進(jìn)的RED算法，根據(jù)平均隊(duì)列長度統(tǒng)計(jì)平均值變化的趨勢(shì)來判斷隊(duì)列所處的狀態(tài)。在TCP處于慢啟動(dòng)隊(duì)列開始擁塞時(shí)調(diào)整隨機(jī)丟棄概率門限max；TCP處于擁塞避免狀態(tài)時(shí)，調(diào)整權(quán)向量W<,q>將兩者結(jié)合起來進(jìn)行丟棄決策，最后在網(wǎng)絡(luò)模擬軟件NS中進(jìn)行仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)RED算法跟基本RED算法比，平均隊(duì)列長度較小，分組丟棄比例較低，RED的自適應(yīng)性得