基于速率控制的網(wǎng)絡(luò)建模與擁塞控制算法研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)誕生之初,層次少,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,幾乎談不上有實(shí)際意義的控制問(wèn)題.隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,層次繁多,信息交流不斷加強(qiáng),自動(dòng)化程度不斷提高,原先分離的各種活動(dòng)在信息流的作用下得到整合.在這種情況下,傳統(tǒng)的啟發(fā)式研究已經(jīng)無(wú)法滿足網(wǎng)絡(luò)擁塞控制的需要.因此從控制理論的角度來(lái)分析和研究網(wǎng)絡(luò)擁塞迅速成為了研究熱點(diǎn)問(wèn)題.它采用定性分析與定量分析相結(jié)合、結(jié)構(gòu)分析與功能分析相結(jié)合、靜態(tài)分析與動(dòng)態(tài)分析相結(jié)合、局部分解與綜合集

2、成相結(jié)合、系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合等先進(jìn)的分析方法,從更加完備和綜合的角度來(lái)認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象.它將首創(chuàng)和奠定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)和控制過(guò)程普遍理論的基礎(chǔ). 論文討論的擁塞控制的網(wǎng)絡(luò)背景是以盡力傳送(Best-effort)業(yè)務(wù)為主的互聯(lián)網(wǎng),研究的目標(biāo)是在不根本改變當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)風(fēng)格的前提下通過(guò)對(duì)現(xiàn)有擁塞控制算法的改進(jìn)和設(shè)計(jì)新的控制算法來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)控制性能.論文的主要研究?jī)?nèi)容有:(1)分析了目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的擁塞現(xiàn)象及擁塞控制的目標(biāo);

3、(2)論述了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真模型的建模原則、步驟和基于對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)仿真模型的描述方法,給出了三層網(wǎng)絡(luò)仿真模型的基本結(jié)構(gòu);(3)研究了基于OPNET12.1網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真,建立了目前流行最廣的局域網(wǎng)介質(zhì)訪問(wèn)協(xié)議CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect,載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè))的模型,并進(jìn)行了分析;(4)提出了網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)延時(shí)情況下的雙端協(xié)同擁塞控制機(jī)制,給出了具

4、體的控制結(jié)構(gòu)和控制算法,并通過(guò)OPNET進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn),取得了明顯的控制效果;(5)對(duì)基于TCP傳輸協(xié)議的主動(dòng)隊(duì)列管理算法RED算法和提出的改進(jìn)算法PID-RED進(jìn)行了仿真比較,給出了比較結(jié)論. 論文的研究工作得到了現(xiàn)場(chǎng)總線及自動(dòng)化北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放資金的資助,是北京市網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的理論研究分支之一.研究過(guò)程中得到了孫德輝教授,史運(yùn)濤博士,李志軍博士的精心指導(dǎo).論文在解決隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響以及主動(dòng)隊(duì)列管理算法的改