基于主動隊列管理的擁塞控制算法的研究.pdf

1、主動隊列管理(AQM)技術(shù)是IETF推薦的基于路由器擁塞控制的關(guān)鍵技術(shù)。到目前為止已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)十種主動隊列管理算法。作為AQM算法的代表，隨機早期檢測(RED)算法被廣泛地關(guān)注和研究。但是近期的大量研究表明RED算法存在公平性問題，它無法有效處理不響應(yīng)擁塞通知的連接，而這樣的連接經(jīng)常會擠占大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，導致各種連接不公平地共享帶寬；此外，它對網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)設(shè)置和運行狀況比較敏感，會出現(xiàn)節(jié)點隊列大幅振蕩、吞吐量降低、時延增加等網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定現(xiàn)象

2、。本文針對AQM算法在公平性方面存在的問題進行了改進。 本文首先介紹了擁塞控制算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，及現(xiàn)今的擁塞控制算法中存在的問題。闡述了擁塞、擁塞崩潰及擁塞控制的定義，分析擁塞形成的原因。重點針對擁塞控制算法中主動隊列管理算法的公平性問題進行研究。具體分析以下五種算法：RED、FRED、CHOKe、CSFQ、AFD。后四種算法實現(xiàn)公平性的方法各不相同，實現(xiàn)公平的程度也不一樣。由于RED算法本身不具有公平性，本文使用它作為沒有

3、公平性保證的參照。本文從理論上對上述算法進行了分析，結(jié)合仿真實驗，在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對這些算法的公平性能進行了比較。 本文重點研究主動隊列管理算法中的CHOKe算法，針對CHOKe算法對非適應(yīng)流的懲罰力度不夠，不能夠很好地實現(xiàn)帶寬的公平分配這一問題進行了深入研究。在此基礎(chǔ)上本文提出了一種改進的基于丟棄優(yōu)先級的W-CHOKe算法，并對W-CHOKe算法的實現(xiàn)進行了仿真實驗。通過Linyx下的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS-2網(wǎng)絡(luò)模擬器在同樣拓撲

4、結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)和鏈路、帶寬、信息源等環(huán)境下對現(xiàn)有的三種CHOKe算法和W-CHOKe算法進行了仿真實驗，來檢測新算法的實現(xiàn)并對比四種算法性能。結(jié)果給出了W-CHOKe算法有效地控制了非適應(yīng)流大量的擠占帶寬，改進了CHOKe算法的性能。 本文由六部分組成，第一章介紹了研究背景和意義；第二章介紹了擁塞控制的基本概念、隊列管理算法的分類及主動隊列管理算法的公平性問題：第三章介紹了五種典型的主動隊列管理算法，并結(jié)合NS-2上實驗比較上述算法