面向多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)的路由器隊(duì)列算法研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)持續(xù)高速發(fā)展，催生了以多樣化方式增長的終端應(yīng)用的出現(xiàn)，同時IP接入網(wǎng)的數(shù)量急劇增長，網(wǎng)民規(guī)模的擴(kuò)大化和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣化促使網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成具有廣泛社會性的基礎(chǔ)設(shè)施，而網(wǎng)絡(luò)本身的開放性和復(fù)雜性的設(shè)計(jì)缺陷加上當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的異構(gòu)性，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)本身及其上的應(yīng)用面臨多種挑戰(zhàn)，其中可行有效的擁塞控制機(jī)制就是一個亟需解決的問題，特別是在當(dāng)今多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，高效可行的擁塞控制機(jī)制是提升網(wǎng)絡(luò)性能、改善多用戶的服務(wù)質(zhì)量（QOS）、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的

2、關(guān)鍵。
　　作為配合端到端的TCP擁塞算法的路由器隊(duì)列機(jī)制是近幾年的研究熱點(diǎn)，路由器實(shí)施擁塞避免和控制可以從隊(duì)列管理和隊(duì)列調(diào)度兩個方面完成，其中隊(duì)列管理是主要實(shí)現(xiàn)渠道。本文總結(jié)現(xiàn)有的各種主動隊(duì)列管理（AQM）算法，重點(diǎn)就經(jīng)典的RED算法做了原理性能分析并同基于RED的ARED、BLUE、FRED等分別從敏感性參數(shù)設(shè)置、隊(duì)列長度穩(wěn)定性、公平性方面做出的改進(jìn)進(jìn)行了性能對比，在丟包函數(shù)上基于隊(duì)列長度和丟包率的關(guān)系做出了相應(yīng)的改進(jìn)，提出自

3、己的改進(jìn)算法m-RED。通過在NS2上模擬部署多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，驗(yàn)證改進(jìn)算法在平均隊(duì)長穩(wěn)定性、QOS(鏈路吞吐量、時延抖動、丟包率等)等方面的改進(jìn)效果。
　　論文主要內(nèi)容如下：
　　1，分析國內(nèi)外擁塞控制研究現(xiàn)狀，論述從中間節(jié)點(diǎn)路由器上實(shí)施擁塞控制的必要性和可行性，重點(diǎn)分析AQM默認(rèn)候選算法RED原理、性能優(yōu)勢及潛在缺陷，并就現(xiàn)有的ARED、BLUE、FRED做了原理性能的簡要概述。
　　2，基于隨機(jī)過程理論和數(shù)學(xué)模

4、型并結(jié)合實(shí)驗(yàn)仿真，推導(dǎo)出緩沖區(qū)的平均隊(duì)長和丟包概率之間滿足非線性關(guān)系時，能靈活解決低負(fù)載時的鏈路利用率過低和高負(fù)載時強(qiáng)制丟包現(xiàn)象?；诖私Y(jié)論對RED丟包函數(shù)提出分段的非線性改進(jìn)，算法在低負(fù)載時丟包概率緩慢增加，高負(fù)載時丟包概率快速增加，根據(jù)鏈路負(fù)載情況適應(yīng)性的調(diào)整丟包概率增加的速度，從而維持了緩沖區(qū)較穩(wěn)定的隊(duì)列長度，有效解決了高負(fù)載時的強(qiáng)制丟包現(xiàn)象和低負(fù)載時鏈路利用率過低問題。
　　3，實(shí)驗(yàn)在網(wǎng)絡(luò)仿真平臺NS2上部署多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)