Internet拥塞控制博弈Nash均衡研究

论文摘要

论文总结了现行Internet拥塞控制机制，阐述了Internet拥塞博弈模型，讨论了拥塞博弈的基本要素，给出了Nash均衡定义，指出了求解Nash均衡的一般方法。分析一种TCP博弈的Nash均衡存在性。在TCP博弈中，博弈主体为采取TCP协议的端用户，策略为TCP端用户的慢启动拥塞窗口递增参数α，端用户可自由修改α以获得最大收益，论文研究在这种情况下，TCP流博弈是否存在Nash均衡。论文认为TCP博弈存在Nash均衡。同时，通过Ns2仿真工具验证了当路由器采用Drop Tail队列管理算法，端节点采取TCP Tahoe和TCP Reno时，TCP博弈存在Nash均衡。分析几种AQM算法的Nash均衡存在性。在AQM博弈中，博弈的主体为采用UDP协议的Possion流，博弈规则为路由器采用的AQM算法。论文给出Nash均衡存在性的判定方法，通过队列管理算法的丢包特性证明了Drop Tail和RED不能实现Nash均衡，CHOKe可以实现近似Nash均衡，探讨一种可以实现Nash均衡的AQM，这些结论也在Ns2中得到了验证。探讨了基于无限重复博弈模型的拥塞控制行为，阐述了重复和无限重复博弈模型，讨论了重复博弈中贴现因子的意义，分析了重复博弈Nash均衡的存在性和最优性。最后，对全文的工作进行了总结，指出了进一步的研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 现行Internet拥塞控制机制
• 1.2.1 拥塞的概念
• 1.2.2 Internet中拥塞发生的原因
• 1.2.3 拥塞控制研究概况
• 1.3 Internet拥塞控制中博弈论的分析方法
• 1.3.1 博弈论模型的适用条件
• 1.3.2 博弈论分析方法的优点
• 1.4 该领域的研究现状和本文的工作
• 1.5 论文组织
• 第二章 拥塞博弈论模型及Nash均衡求解
• 2.1 博弈论概述
• 2.1.1 博弈论的基本概念
• 2.1.2 博弈论的发展历史及应用
• 2.2 Internet拥塞博弈论模型
• 2.3 Internet拥塞博弈Nash均衡求解
• 2.3.1 直接定义判断求解方法
• 2.3.2 连续型博弈数学推导求解方法
• 2.4 小结
• 第三章 TCP博弈及Nash均衡分析
• 3.1 引言
• 3.2 TCP拥塞控制算法
• 3.3 TCP博弈模型
• 3.4 TCP博弈Nash均衡存在性分析
• 3.4.1 TCP流的性质分析
• 3.4.2 TCP流的性质仿真
• 3.4.3 TCP博弈Nash均衡存在性证明
• 3.5 TCP博弈Nash均衡存在性仿真
• 3.5.1 Ns2网络仿真工具介绍
• 3.5.2 TCP博弈Nash均衡仿真方法
• 3.5.3 仿真过程
• 3.5.4 仿真结果分析
• 3.6 与相关研究的比较
• 3.7 小结
• 第四章 状态无关主动队列管理算法博弈及Nash均衡
• 4.1 引言
• 4.2 状态无关AQM博弈模型
• 4.2.1 主动队列管理算法
• 4.2.2 状态无关AQM博弈模型及Nash均衡存在性判定
• 4.3 Drop Tail Nash均衡存在性分析
• 4.3.1 Drop Tail Nash均衡
• 4.3.2 Drop Tail Nash均衡存在性仿真
• 4.3.3 本节小结
• 4.4 RED Nash均衡存在性分析
• 4.4.1 RED Nash均衡
• 4.4.2 RED Nash均衡存在性仿真
• 4.5 CHOKe Nash均衡分析
• 4.5.1 CHOKe Nash均衡
• 4.5.2 CHOKe算法的改进
• 4.5.3 本节小结
• 4.6 具有Nash均衡的AQM模式探讨
• 4.6.1 状态无关AQM的Nash均衡条件
• 4.6.2 具有Nash均衡的AQM探讨
• 4.7 与相关研究的比较
• 4.8 小结
• 第五章 重复拥塞博弈的理论探讨
• 5.1 引言
• 5.2 动态博弈Nash均衡
• 5.3 重复博弈
• 5.4 重复拥塞博弈Nash均衡的分析
• 5.4.1 重复博弈模型
• 5.4.2 有限次重复博弈Nash均衡的存在性
• 5.4.3 无限次重复博弈Nash均衡的存在性
• 5.5 小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究中存在的问题与工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的主要研究成果