拥塞控制中RED算法的改进

论文摘要

随着计算机网络的持续快速发展,各种网络应用需求不断涌现,造成网络数据流量的激增。网络拥塞问题变得越来越严重,网络拥塞控制也一直是网络研究的关键热点问题之一。目前,TCP/IP网络拥塞控制的策略主要包括两类:基于TCP的拥塞控制和基于IP的拥塞控制。在TCP拥塞控制中,主要介绍了TCP的拥塞控制过程,包括慢启动、拥塞避免、快速恢复和快速重传,较为详细地介绍了TCP Tahoe, Reno, Vegas, Sack等拥塞控制算法,选取了具有代表性的Reno和Vegas算法进行了分析比较,并在NS平台上对他们的性能进行了仿真验证。在IP拥塞控制中,主要介绍了IP拥塞控制的基本思路,以及IP拥塞控制中的队列调度和队列管理,并重点介绍了具有代表性的队列管理算法RED,对其基本原理,特点,以及当前主要的RED改进算法等做了分析比较。针对RED算法不能提供较好的公平性的特点,依据网络数据流的自相似特点,提出一种新的基于公平性考虑的改进RED算法:通过对RED算法中丢弃报文进行分类,按照不同分类报文在队列中的数量,以及报文进入转发队列的速率等条件,判断数据流的带宽占用趋势,以此来决定RED的丢弃/标记概率P的计算。通过实验表明,新的RED算法具有更好的公平特性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 拥塞的产生
• 1.3 拥塞控制系统的分类
• 1.4 研究网络拥塞的意义
• 1.5 NS 网络仿真介绍
• 1.5.1 NS 的安装
• 1.5.2 NS 的原理
• 1.5.3 NS 的输出与数据分析
• 1.6 本文的主要工作
• 1.7 本章小结
• 第二章 基于TCP 的拥塞控制
• 2.1 TCP 拥塞控制的过程
• 2.2 TCP 拥塞控制算法介绍
• 2.2.1 TCP-Tahoe
• 2.2.2 TCP-Reno
• 2.2.3 TCP-SACK
• 2.2.4 TCP-Vegas
• 2.3 TCP 拥塞控制算法的仿真比较
• 2.3.1 仿真实验拓扑图
• 2.3.2 试验步骤与结果分析
• 2.3.3 TCP 拥塞控制算法的比较
• 2.4 TCP 拥塞控制的发展与研究热点
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于IP 的拥塞控制
• 3.1 IP 拥塞控制简述
• 3.1.1 队列调度
• 3.1.2 队列管理
• 3.2 常见队列管理算法
• 3.2.1 丢尾算法（Drop Tail）
• 3.2.2 RED 算法（Random Early Detection）
• 3.2.3 显示拥塞通告ECN（Explicit Congestion Notification）
• 3.3 IP 典型拥塞控制算法的比较
• 3.4 基于IP 的拥塞控制的趋势
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于公平性考虑的改进RED 算法
• 4.1 RED 算法的公平性问题
• 4.1.1 公平性问题的产生
• 4.1.2 网络流量的自相似原理
• 4.2 改进的RED 算法
• 4.2.1 改进思想的提出
• 4.2.2 S-FRED 算法描述
• 4.2.3 S-FRED 算法推导过程
• 4.3 仿真实验与性能比较
• 4.3.1 仿真实验拓扑图
• 4.3.2 对NS 中RED 算法构件的修改
• 4.3.3 仿真结果分析
• 4.3.4 实验总结
• 4.3.5 对改进RED 算法的总结
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 对今后研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献