IP網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法的研究.pdf

1、以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)的Internet自從九十年代以來,其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶數(shù)量及業(yè)務(wù)量都呈現(xiàn)爆炸式的增長,新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也不斷涌現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)(如激活的連接數(shù)、回路往返時(shí)間)動(dòng)態(tài)變化,這些使得網(wǎng)絡(luò)擁塞的狀況愈加嚴(yán)重和復(fù)雜.擁塞容易造成傳輸時(shí)延和吞吐量等服務(wù)質(zhì)量(QoS)性能指標(biāo)下降,嚴(yán)重影響帶寬、緩存等網(wǎng)絡(luò)資源的利用率.因此,擁塞控制一直是網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題.Internet主要依賴TCP端到端擁塞控制來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞,但它在很多方面

2、已經(jīng)不能滿足復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中各種應(yīng)用的需求.在路由器中引入適當(dāng)?shù)年?duì)列管理機(jī)制,可以有效地對擁塞進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)防,路由器中的擁塞控制策略已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn).近年來,音頻、視頻等多媒體應(yīng)用在Internet上不斷涌現(xiàn),多媒體流的傳輸大多采用UDP協(xié)議,但UDP流不采取擁塞控制機(jī)制,從而造成了對TCP流不友好的問題.因此有必要對多媒體流進(jìn)行擁塞控制,在保證一定QoS的同時(shí),保持對TCP流的友好性.該文從端系統(tǒng)和路由器兩個(gè)層次詳細(xì)研究了當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)中

3、的擁塞控制策略,在此基礎(chǔ)上針對IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用需求展開了系統(tǒng)深入的研究.該文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)針對網(wǎng)絡(luò)的非線性、時(shí)滯、不確定特點(diǎn),結(jié)合預(yù)測控制理論提出一種新型主動(dòng)隊(duì)列管理(AQM)策略NNPC-AQM,該算法基于單值預(yù)測控制思想,為了實(shí)現(xiàn)快速控制,采用兩層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造預(yù)測器,估計(jì)未來時(shí)刻隊(duì)列長度;采用兩層非線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成控制器,實(shí)現(xiàn)對下一步丟棄概率的優(yōu)化.該算法實(shí)現(xiàn)了模型的在線反饋校正,對模型的精度要求不高,且運(yùn)算量較

4、小,速度較快.仿真實(shí)驗(yàn)表明,該算法對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)變化具有很強(qiáng)的魯棒性.(2)針對Internet上與日俱增的實(shí)時(shí)多媒體應(yīng)用,提出了一種基于ECN的TCP友好擁塞控制機(jī)制ETCC,該機(jī)制側(cè)重于端系統(tǒng)功能的改進(jìn),同時(shí)擴(kuò)展了路由器的功能來支持端系統(tǒng)的工作,在路由器中采用RED管理隊(duì)列長度,以ECN的方式將網(wǎng)絡(luò)的早期擁塞狀況通知端主機(jī),端系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的速率調(diào)節(jié)機(jī)制來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的發(fā)送速率.仿真實(shí)驗(yàn)表明ETCC機(jī)制可以在保證TCP友好的前提下平滑調(diào)節(jié)多媒