基于动力学模型的fast tcp网络拥塞控制协议的研究

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1、■＇＇．－ｔ？ｉ■．．＇：密级：保密期限：聲氣乂爹硕±学位论文基子动力学模型的ＦＡＳＴＴＣＰ网络拥塞控制协议的研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＦＡＳＴＴＣＰＮｅｔｗｏｒｋＣｏｎｇｅｓｔｉｏｎ聲ＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔ：ｏｃｏＩＢａｓｅｄＯｎＤｙｎａｍｉｃＭｏｄｅｌ＊．Ｖ＇一Ｊ．／．．‘参’学号Ｐ１３２０１０６４＇—－姓各壬芳＾学位类别工学硕±；—’瞄信息、＇系统ｆ：ｘｌｌｍ指导教师王贵竹副教授完成时间２０１６年３月答辩委员会

2、＾主席签名‘Ａ－仰Ｖ．．．？？‘■．＇■，？－独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标法和致谢的地方外，论文中不包含其他人臣经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贾献均巴在论文中作了明确的说明并表示谢意。Ｗ山５学位论文作者签名：王萬签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文化者完全了解安徽大学有关保留、使用学位论文的规定，

3、有权保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和墙盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽大学可レ乂将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｌ乂采用影印、缩印或担描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）：学位论文作者签名：导师签名多占＜〇６６０５＼Ｉ日签字日期；２化年月刮日签字日期：年月摘要摘要。随着网络不断的发展，新型业务的涌现，网络承载能力面临严峻的挑战当网络中可用带宽小于所需带宽时一步増，网络将会产生拥塞。随着网络负载的进加，如传输时延増大，数据丢包，拥塞现象愈

4、加严重。网络拥塞会降低网络性能。网络质量成为当前率増加等，提升，严重影响终端用户业务体验研究网络拥塞研究热点。网络拥塞协议的研究不仅涉及到稳定性的讨论一，还包括系列动态行为，如周期性振荡、混巧、分岔等。在时延微分方程中，周期性的振荡会产生霍普夫分岔。因此，研究互联网拥塞控制系统的稳定性具有，系统从稳定状态变成不稳定十分重要的意义。本文运用动力学方法，研究ＦＡＳＴＴＣＰ模型的平衡点，极限环的稳定性，霍普夫分岔Ｗ及分岔周期解的性质。首先介绍了网络拥塞的定义，然后从源算法和路由算法两个方面描述了拥塞控制算法。详细介绍了高速网络拥塞控制

5、机制的原理。基于ＦＡＳＴＴＣＰ拥塞控制算法的数学模型，使用动力学分析方法，并选择通信时延作为分岔参数分析了系统的稳定性，证明了ＦＡＳＴＴＣＰ模型存在霍普夫分岔巧为。然后采用时延控制策略控制分岔，使得通信时延的临界值増加，从而稳一定了信号发送率和路由缓冲区大小，在定参数范围内有效地避免网络拥塞的发生。本文的主要创新点如下：（１）分析为什么传统ＴＣＰ拥塞控制协议在高带宽时延积网络中不能适用。而在近些年来提出的适合高速网络的众多新型协议中，ＦＡＳＴＴＣＰ协议把队列时。延作为拥塞度量因子，精确地预估了拥塞，同时具有稳定的网络和高带

6、宽利用率（２）本文分析ＦＡＳＴＴＣＰ拥塞控制系统动为学模型。应用微分方程和控制一理论，系，此时会从平衡，得出当网络时延经过某临界值时统发生霍普夫分岔一组周期解，点处分岔出，从实际的角度来看这意味着平稳信号发送率和路由缓冲区大小是不保证的，这是不可取的。然后使巧中也流形定理和正规形理论得出。分岔性质，再仿真验证理论推导的正确性（３）网络中端到端的拥塞控制是可实施的，从技术上来说，在网络模型上一添加个控制器不会增加成本或网络的复杂性，同时它可适著地改善网络的稳Ｉ摘要定性。因此不仅有理论意义还有实际价值。为了瓣除霍普夫分岔对于

7、系统的不利影响，本文采用时延反馈算法对其进行控制。通过选择合适的控制参数，可Ｗ有效地推迟霍普夫分岔的发生，从而得到理想的动力学斤为。ＦＡＳＴＴＣＰ关键词：网络拥塞；霍普夫分岔；拥塞控制；ｎＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅＣＯ打ｔｉｎｕｏｕｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎｅｔ，化ｅｅｍｅｒｇｅｎｃｅｏｆｎｅｗｂｕｓｉｎｅｓｓ，ｎｅｔｗｏｒｋｃａａｃｉｔｙｆａｃｅｓｓｅｖｅｒｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ．Ｗｈｅ打ａｖａｉｌａｂｌｅｂａ打ｄｗｉｄｔｈｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ

8、ｔｈｅｐｄｅｍａｎｄｅｄｂａ