基于主动网络的拥塞控制策略

论文摘要

进入二十一世纪以来,Internet取得了飞速发展。但是,随着用户需求的日益增长以及各种网络技术的提高,传统的网络体系结构已经逐渐无法满足人们的需求。不断出现的各种新型业务和应用,造成网络通信流量的迅速增长,而流量的增长大大超过了网络带宽的增长,使得网络拥塞越来越严重。 本文首先对网络拥塞的成因进行了分析,然后介绍了目前Internet上所使用的TCP/IP拥塞控制的基本原理及其典型技术,并着重论述了TCP/IP拥塞控制所面临的问题,这包括自相似性问题、效率问题、公平性问题和算法改进等问题,同时对TCP和IP的拥塞控制进行了比较,分析了它们之间的特点和优劣,对今后的改进会有所帮助。 接着,本文全面地介绍和分析了主动网络体系结构的设计思想,在主动网络中,网络不仅具备基本的数据包寻址转发的功能,而且还具有动态编程的能力。在此基础上将主动网络设计思想引入到拥塞控制算法的研究之中,针对其在传统网络中存在的一系列问题提出了基于主动网络的拥塞控制算法CCAAN,解决了它们在传统网络研究中存在的问题。 该算法不仅能够进行精确的网络拥塞检测,并及时的向源端指示网络拥塞状况,而且可以根据数据流的特性对造成拥塞的数据流采取有效的过滤处理。 最后,对该算法进行了仿真研究,其结果表明无论网络中是否存在不受控制的交叉通信,CCAAN算法都能明显地提高用户终端的平均吞吐量,而且增加的网络结点运算迟延也很小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 插图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 网络拥塞的成因
• 1.2 拥塞控制的研究概况
• 1.3 主动网络及其研究
• 1.4 本文的工作及研究内容
• 1.4.1 操作模型
• 1.4.2 操作策略
• 1.4.3 执行环境
• 1.5 小结
• 第2章 拥塞控制策略及其分析
• 2.1 TCP拥塞控制策略
• 2.1.1 TCP／IP拥塞控制的基本方式
• 2.1.2 TCP拥塞控制的几个问题
• 2.1.3 TCP／IP拥塞控制的改进
• 2.2 IP拥塞控制策略
• 2.2.1 队尾丢弃（Tail Drop）
• 2.2.2 随机提前检测（RED：Random Early Detection）
• 2.2.3 对每个流作队列
• 2.3 TCP与IP拥塞控制比较
• 2.4 小结
• 第3章 基于主动网络的拥塞控制策略
• 3.1 主动网络的特点
• 3.1.1 主动网络的体系结构
• 3.1.2 结点模型
• 3.1.3 实现方式
• 3.2 主动网络的研究进展
• 3.2.1 主动应用程序的发展
• 3.2.2 其他
• 3.3 基于主动网络的拥塞控制算法
• 3.3.1 主动网络与网络拥塞
• 3.3.2 CCAAN的目标
• 3.3.3 CCAAN算法描述
• 3.3.4 函数的示例
• 3.4 小结
• 第4章 仿真实验及其结果
• 4.1 实验网络的拓扑结构
• 4.2 CCAAN算法的仿真与性能分析
• 4.2.1 单个主动数据流的稳定性与响应性
• 4.2.2 TCP流的公平性
• 4.2.3 动态传输的适应性
• 4.2.4 多瓶颈情况的适应性
• 4.3 与其他相关方法的比较
• 4.4 小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文