端到端的internet拥塞控制研究(1)

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要随着Internet用户和各种各样的网络服务的迅速发展，Internet变得日益繁忙，流量急剧增加。由于网络资源的瓶颈约束以及Internet的流量突发性，很容易导致网络产生拥塞现象。特别是Internet上基于TCP协议地数据流约占据90％，TCP拥塞控制对于确保网络的动态性能和稳定性具有十分重要的意义。此外，对于Internet这样复杂的异构系统中，网络层必须参与资源的控制和分配，在路由器中采用队列调度算法和缓存管理技术。本文研究了几种主要的TCP拥塞控制算法以及主动队列管理策略，并阐述了从经典控制理论、现代控制理论和非线性不稳定现象的角度研究网络拥塞控制系统稳

2、定性的一些最新研究方法和研究成果。在前人的研究基础上，本文的工作如下：1．在分别考虑单源单链路和多源单链路的网络拓扑条件下，采用网络仿真器NS2比较了不同版本TCP协议的数据包丢失率、队列长度变化、不同回路时延的数据流带宽竞争、不同TCP协议版本之问的带宽竞争能力。针对TCPVegas协议，改进了回路时延计算方法，提高了TCPVegas算法的具有更强的抑制瞬间流量扰动能力。并提出了基于状态空间反馈的TCPVegas算法，将网络层的主动队列管理策略的思想引入TCP拥塞控制算法中，使其性能对于队列管理和调度策略的依赖性降低，从而提高了TCPVegas的稳定性。2．提出了基于模糊逻辑的主动队列管理策

3、略，以队列长度和及其变化情况作为输入，通过模糊推理计算出路由器缓冲区的数据包丢失率。仿真表明在通常的拓扑结构、网络条件和网络连接数量的变化下，该算法具有较好的效果。3．在前人工作的基础上，以经典控制理论为工具，针对TCPReno／RED的数学模型，分别考虑采样时间、回路时延、增益等参数变化时，系统的根轨迹变化情况。本文还从参数变化引起的混沌和分叉现象出发，研究线性和非线性的丢包率函数的性能比较，通过实验仿真研究不同的控制策略控制分叉和混沌的效果．并给出确保系统稳定性的控制参数取值范围。4．针对最优化的网络流量控制系统，建立存在时变时滞、时滞相关的连续系统数学模型，引入Lyapunov函数，提出

4、确保系统全局渐近稳定的条件，并阻孩稳定性判据具有很小的计算复杂度。当网络中存在大量的TCP数据流时，即使网络中同时存在扰动的非响应数据流时，本文的稳定性结论仍然罡有效的。关键字：英特网，拥塞控制，TCP协议，主动队列管理，稳定性，非线性华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofnetworkusersandallkindsofapplications，Intemettrafficisbecomingextrodinarybusiernowadays．CongestionphenomenanOccurseasilyduetotherestricti

5、onofInteractresourcebottlenecksandtheburstynatureofInternettraffic．TheCurrentInternetisbasedonconnectlessIParchitecture，whichonlyprovidesbest．effortserviceandcannotguaranteetheQualityofServices(QoS)．ThushighlayerprotocolssuchasTCPareutilizedtoguaranteetheCorrecttransmissionofdatapackets。Especiallybe

6、causeTCPflowsoccupynearly90percenttrafficofcurrentIntemet，TCPcongestioncontrolplaysaveryimportantroleinmaintainingdynamicperformanceofInternetaswellasitsstability,robustness．ThebackgroundsandcausesofInternetcongestionphenomenonareintroducedinthebeginningofthisthesis。Chapteronedecribesrecentresearchp

7、rogressintheareaofInteractcongestioncontrolandanalyzesseveralproblemsexistinginthisresearchtopic．ThisthesisalsodescribesandcomparessomesignificantTCPcongestioncontrolalgorismsandActiveQueueManagement(