基于公平性的主动队列管理（AQM）算法研究

论文摘要

随着网络技术发展的日新月异,网络规模迅速扩大,特别是进入90年代后,以IP为基础的Internet呈现出爆炸式增长,Internet己逐渐发展成为全球性的信息基础设施。随着新型网络应用的不断涌现和用户数量的迅速增加,Internet的数据流量也在急剧增长。Internet已由以往的单一数据传送网发展成为传送数据、语音、视频等多媒体信息的综合业务网,成为最重要的信息交换手段。由于网络的高速发展和各种业务类型的实施,互联网本身已成为复杂的异构网络,在目前的状况下不可避免的出现拥塞现象,造成业务指标下降和网络资源利用率低下等情况。不断发展的拥塞控制机制是保证网络运行与鲁棒性的重要机制,拥塞控制中作用于网络中间节点的主动队列管理策略(AQM)是解决网络拥塞问题和保证QoS的重要途径。面对新的形势,对该领域的研究有着重要的现实意义和应用价值。目前,主动队列管理作为控制网络拥塞的主要实现方法越来越受到人们的关注。在实现拥塞控制的同时,带宽分配的公平程度也成为衡量一个主动队列管理算法性能很重要的方面。由此,本文在研究了经典RED算法的基础上重点研究了一种无状态公平队列管理算法(CHOKe算法)的公平性。通过对该算法的分析,发现该算法实际表现出来的公平性并不理想。进而提出了一种改进的无状态公平队列管理算法(WFCHOKe算法),并通过NS2对新算法进行仿真实验来验证其公平性。仿真结果表明,改进算法其表现具有更加优良的公平性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 拥塞控制算法分类
• 1.3 国内外相关的研究现状
• 1.4 存在的问题
• 1.5 本文的内容及主要工作
• 第二章 TCP/IP 拥塞控制策略研究
• 2.1 TCP 基于滑动窗口的流量控制
• 2.1.1 基本概念
• 2.1.2 流量控制过程
• 2.2 TCP 拥塞控制算法
• 2.2.1 基本概念
• 2.2.2 TCP 拥塞控制算法
• 2.2.3 TCP 拥塞控制的改进
• 2.3 本章小结
• 第三章 网络层的拥塞控制策略
• 3.1 概述
• 3.1.1 网络拥塞控制的意义
• 3.1.2 被动式队列管理和主动式队列管理
• 3.2 几种主动队列管理算法分析
• 3.2.1 随机早期检测算法（Random Early Detection，RED）
• 3.2.2 Flow RED
• 3.2.3 Adaptive RED
• 3.2.4 New ARED
• 3.2.5 BLUE
• 3.2.6 CHOKe（CHOose and Keep for responsive flows CHOose and Keep for unresponsive flows）
• 3.3 各种方法的分析及比较
• 3.4 现有主动队列管理算法及其存在的问题
• 3.5 本章小结
• 第四章 一种基于加权公平主动队列管理算法
• 4.1 引言
• 4.2 基于加权公平主动队列管理算法
• 4.2.1 WFCHOKe 算法原理
• 4.2.2 WFCHOKe 算法模型
• 4.2.3 WFCHOKe 算法描述
• 4.3 仿真实验及性能分析
• 4.3.1 试验网络拓扑及参数设置
• 4.3.2 在没有非适应流的情况下各算法的比较
• 4.3.3 在非适应流的情况下各算法的比较
• 4.3.4 在非适应流并增大适应流RTT 的情况下各算法的比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录