基于模糊控制理论的网络拥塞控制分析

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1、第一章绪论1．3．1TCP拥塞控制算法的国内外研究现状源算法中使用最广泛的是TCP协议中的拥塞控制算法，TCP是目前在Internet中使用最广泛的传输协议。TCP中采用了很多算法，包括慢启动(slowStart)、拥塞避免(congestionavoidance)、快速重传(fastretransmit)、快速恢复(fastrecovery)、选择性应答(SACK)等，大大提高了网络传输的性能。TCP中使用的拥塞控制算法己经成为保证Internet稳定性的重要因素。上一节提到过TCP拥塞控制中比较有代表性的方法有：TCPT

2、ahoec3】，TCPRenoⅢ，SACK吲，TCPNewReno旧，TCPVegas[7】oTCP拥塞控制协议方面的研究热点包括：慢启动过程的改进，基于速率的控制策略，ACK过滤，减少不必要的超时重传和快速重传，TCP-Friendly的拥塞控制以及特殊网络环境中的拥塞控制阳1。国外学者在TCP拥塞控制算法方面的成果有很多，例如Allman和Floyd等推荐将初始拥塞窗口的值由1Mss增加到4Mss阻1：在2000年时，Willianmson等研究者提出面向RBP将窗口控制和速率控制结合起来，以克服窗口控制策略的一些缺陷n

3、∞：Eifel提出算法⋯3通过在应答报文中增加特殊信息来减少不必要的“超时重传”和“快速重传”。还有许多其他的国外的先进研究成果，也许笔者没有收集到，文献[12]中对其做了更为详细的总结。近年来，随着研究不断深入，国内学者在TCP拥塞控制算法方面也做了很多工作。例如，燕山大学的关新平教授等提出了一种基于比例的慢启动改进算法(CSSlowStart)n驯，是慢启动方面的改进。西安交通大学的方济平教授提出了一种动态门限变速增加的慢启动算法n41，同样是针对了慢启动的改进，将TCPWestwood和Vegas的关键技术应用到了TC

4、P首次慢启动过程。另外还有一些学者将相关思想考虑在无线网络n51、非对称网络n63方面，取得了一些成果。1．3．2主动队列管理算法的国内外研究现状链路算法的研究目前集中在“主动队列管理"(activequeuemanagement，AQM)算法方面。AQM机制是IETF推荐的基于路由器拥塞控制的关键技术，和传统的队尾丢弃(DropTail)相比，AQM在网络设备的缓冲溢出之前就丢弃或标记报文，可以有效减少网关的报文丢失，减小报文通过网关的延迟以及避免Lock-Out行为的发生。AQM算广东工业大学硕士学位论文法根据其控制原理

5、可以分为如下三大类：基于队列控制、基于速率控制、基于队列和速率的控制。下面分别从这三个方面分析主动队列管理算法的国内外研究现状。1、基于队列控制的主动队列管理算法最典型的一种基于队列的算法即文献[8]中最早提出的RED，该算法利用队列长度的指数权滑动平均测量拥塞程度，决定丢弃概率。后又出现了较有影响力的算法，如RED—gentle‘173，adaptive—REDn83，stabilizedREDn们以及Flow—RED啪3，这些算法都是为了完善和改进RED存在的缺陷。相应地，国内也提出了很多改进的RED算法，比如国内的张德

6、运教授和李增智分别提出的自适应阀值RED算法乜妇和基于优先级的PRED算法乜21，邵惠鹤教授等应用smith原理结合RED，提出P-RED的算法∞1，杨云副教授提出了一种根据网络统计特征动态调节参数的RED改进算法DRED盥们等。以上这些AQM算法利用平均或者实时队列长度度量拥塞的程度。此外，还有基于虚拟队列进行控制的AQM算法，最典型的是Kunniyur等于2001提出的AVQ算法瞳副。它利用简单微分方程调节虚拟队列容量，借助调整利用率因子和阻尼因子在高利用率和小队列长度之间实现适当的平衡。2、基于速率控制的主动队列管理算

7、法典型的基于数据包到达速率的算法有为学者们熟知的BLUE汹1。该算法是FengW等学者于1999年提出的。它的主要思想是利用丢包事件和链路空闲时间动态调整标记丢弃概率。BLUE的最大贡献在于使用较小的缓存区即可实现拥塞控制。但一旦丢包事件后BLUE会相对大地增加丢包概率，从而产生连续丢包，导致TCP陷入超时，严重时降低链路利用率。和RED算法类似，BLUE算法也存在参数设置问题。近年来提出的基于速率控制的AQM算法有很多，比如FengWuchun等学者于2002年提出的GREEN算法∞3，它是一个反馈控制机制，根据测量的数据

8、到达速率调整拥塞通知的速率；Eunehun等学者提出的VRC算法汹1；Abhinav等提出的FABA算法旧3等。根据BLUE算法的启发，张顺亮、叶澄清教授等学者提出改进的BLUE算法㈨，根据数据包的到达速率自适应地调整标记丢弃概率；李善平等使用数据报丢弃的频率和队列空闲程度来管理网络拥塞的