IP網(wǎng)絡(luò)擁塞控制的若干問題研究.pdf

1、當(dāng)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的需求超過可供資源量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，其影響可能是數(shù)據(jù)傳播時(shí)延增長(zhǎng)，丟包導(dǎo)致的資源浪費(fèi)，甚至擁塞崩潰。IP網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行需要源端響應(yīng)鏈路的擁塞信號(hào)，降低發(fā)向網(wǎng)絡(luò)的速率。目前基于IP的Internet僅通過TCP擁塞控制機(jī)制防止網(wǎng)絡(luò)崩潰。隨著Internet的規(guī)模日益龐大，各種新的服務(wù)與應(yīng)用層出不窮，通信量成倍增長(zhǎng)，各種不良行為甚至惡意行為流造成的網(wǎng)絡(luò)擁塞頻繁發(fā)生，TCP擁塞控制機(jī)制顯得力不從心，迫切需要研究新的擁塞控制理

2、論與方法。 過去，在IP網(wǎng)絡(luò)擁塞控制的研究與設(shè)計(jì)中主要基于經(jīng)驗(yàn)與啟發(fā)式方法，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷增大以及各種新服務(wù)的出現(xiàn)，問題愈加復(fù)雜，人們對(duì)擁塞控制的基礎(chǔ)理論日益關(guān)注。本文針對(duì)TCP擁塞控制協(xié)議分析模型，IP組播擁塞控制機(jī)制與算法以及存在自私用戶的擁塞控制理論模型，這三個(gè)既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系的問題展開了研究。 對(duì)TCP擁塞控制協(xié)議的分析模型問題，基于流體流近似理論構(gòu)建了一種新的TCP-Reno擁塞控制器的泛函微分方程動(dòng)態(tài)

3、模型，分析了TCP控制器的局部穩(wěn)定性，推導(dǎo)了穩(wěn)定性的充分條件。發(fā)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)延遲增加甚至鏈路帶寬增大后TCP-Reno將變得不穩(wěn)定，包級(jí)仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與理論結(jié)果吻合，表明這種不穩(wěn)定現(xiàn)象是TCP-Reno協(xié)議固有的，這使得TCP-Reno不適合未來高速大容量Internet。 對(duì)IP多速率組播的速率控制難以平衡異構(gòu)性、公平性、實(shí)時(shí)性及服務(wù)質(zhì)量（QoS）等問題，將資源優(yōu)化分配理論與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相接合，提出了一種兩階段優(yōu)化的多速率組播速率控制

4、的模型。把問題公式化為求系統(tǒng)效用最大化的最優(yōu)化問題，推導(dǎo)出了有效的算法。方法綜合考慮了服務(wù)質(zhì)量、異構(gòu)性等，且滿足協(xié)議間的公平性和組播會(huì)晤內(nèi)各接收者間的公平性。數(shù)值分析的結(jié)果表明了算法的有效性，與現(xiàn)有的算法相比系統(tǒng)總效用大大提高。 針對(duì)當(dāng)端系統(tǒng)用戶以自我利益為中心響應(yīng)擁塞信息時(shí)，將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞控制協(xié)議不穩(wěn)定，甚至擁塞崩潰問題，基于博弈論方法，提出了一種不依賴端系統(tǒng)用戶自愿合作的健壯的擁塞控制模型，把網(wǎng)絡(luò)帶寬看成一種稀缺資源，由多個(gè)