一种改进的主动队列管理算法

主动队列管理是实现网络拥塞控制的重要技术,但是多数主动队列管理算法如随机早期检(RED)都存在对参数依赖性强的问题。针对RED算法中平均队列长度不能完全反映网络拥塞状况的问题,该文结合平均队列长度和网络的负载,提出一种改进的RED算法。该算法能根据网络负载的变化,自适应地调整丢包的概率,使它更符合网络的实际状况。通过仿真进行了性能分析,证明了算法的有效性。     

基于RED算法的改进研究

拥塞控制(congestion control)机制是确保Intemet QoS的关键因素,随机早期检测(Random Early Detection,RED)算法是提高网络服务质量、解决网络阻塞的重要算法.针对网关的到达队列来说,丢包率的算法采用RED基本思想中与平均队列长度呈线性的关系并不合适,提出了立方RED算法.算法对RED算法进行了改进,使流丢包率与平均队列长度呈立方函数关系,通过NS-2仿真软件研究表明.算法可以有效的增加了网关的吞吐量、减少丢包率.     

非线性自适应拥塞控制算法研究

研究丢弃概率的变化率与队列长度稳定性间的关系,分析ARED算法及REM算法的丢弃概率计算函数,采用非线性化函数计算丢弃概率,提出一种非线性自适应拥塞控制算法(NLACCA),根据队列长度与目标队列长度中值的偏离程度动态地调整丢弃概率的变化率,从而减小队列长度波动,提高算法稳定性。在NS-2上进行的大量实验结果表明,该算法具有队列长度抖动性小、平均时延低、丢包数少等特点。     

一种改进的自适应随机早期检测算法

为了进一步减小Adaptive RED算法中队列长度的波动性,在对丢弃概率的变化率与队列长度稳定性的关系进行研究后,对Adaptive RED算法的丢弃概率计算函数进行了非线性化,使得算法能够根据平均队列长度与目标队列长度区间中值的偏离程度动态地改变丢弃概率的变化率,减小了队列长度的波动,进而提高算法的稳定性。     

随机早期检测算法的研究与改进

主动队列管理是实现网络拥塞控制的重要技术,随机早期检测算法作为一个重要的主动队列管理机制,在一定程度上能够缓解网络拥塞。针对该算法的稳定性不足、平均队列长度不能完全反映网络拥塞状况等问题,给出一种改进算法,使它更有效地对网络拥塞进行控制。并通过仿真进行性能分析,以此证实该改进算法的有效性。     

一种基于平均队列长度的改进RED算法

通过研究发现,随机早期检测算法中丢弃概率与平均队长成线性的增长关系,这就造成平均队长在最小门限值附近或者超过最大门限值时,按较高的概率丢包,从而降低了网络的利用率。为此,作者对RED算法的EWMA(指数加权滑动平均)方法进行了详细分析,指出其不足之处,并对原算法的计算平均队列长度的方法进行了改进。通过理论分析和仿真试验得出结论,改进RED算法由于在计算平均队列长度的时候结合考虑了当前队列长度的实际情况,并将二者结合起来决定何时丢包及丢包概率大小,大大减少了分组丢弃数,从而提高了RED算法的自适应性,减少了网络带宽资源的浪费,在网络延迟等重要指标上一定程度地优于原RED算法。     

一种改进的随机早期检测算法

针对随机早期检测(RED)算法稳定性差的问题,根据排队论知识,在分析了决定其性能要素的分布规律之后,得出结论：路由器缓冲区的队列长度是非线性分布的,路由器尾丢弃率随队列平均长度的增大而增大,但不是呈线性关系。给出了一种非线性改进算法,改善了算法的稳定性。     

基于反馈的区分服务网络拥塞管理方案研究

为了有效解决RED算法拥塞响应滞后以及在聚集类之间公平性不足的问题,提出建立一种基于早期拥塞指示反馈的区分服务网络模型,并在该模型上采用优先级早期随机检测算法。在网络入口节点对分组进行分类、聚集与监测,各队列按优先级设置不同队列长度阈值,当平均队列长度或各队列长度达到相应阈值范围时,立即触发不同程度拥塞指示包向源端反馈。使用改进的NS进行了仿真实验,实验结果表明该算法使得拥塞指示能尽可能快地到达TCP源,有效地降低路由器中的丢包率。提高网络利用率,并且为不同的聚集类提供不同优先级服务,保障了聚集类的公平性。     

APRED：基于Avg和P的RED改进算法

RED算法是IETF推荐的AQM唯一候选算法,但RED中存在Avg对实际队列变化反应较慢,丢弃概率不准确等问题。为了更准确地计算平均队列长度和丢弃概率,对RED算法的平均队列计算方式(Avg)进行动态调整,并且对丢弃概率P进行非线性优化,进而提出一种改进算法APRED。仿真结果表明,改进后的算法在持久流和突发流情况下均能够减小平均队列的抖动,提高瓶颈链路平均吞吐量,降低路由器丢包率,提高了算法的网络适应性。     

基于RED算法的非线性拥塞控制

由于RED算法是采用丢包率随平均队列长度线性变化的方法,因此导致网络在拥塞并不严重的时候丢包率较大,在拥塞比较严重的时候丢包率较小,拥塞控制能力较低。该文提出非线性平滑算法通过对RED算法的丢包率函数进行非线性平滑,在最小阈值时丢包率增长速度比较小,在最大阈值时丢包率增长速度比较大,有效地控制了平均队列长度,具有较好的拥塞控制能力。NS2仿真结果表明该算法对丢包率、端到端时延、吞吐量以及时延抖动等性能均有较明显的提高。     

基于两次丢包策略的主动队列管理算法研究

针对网络拥塞现象,基于两次丢包方法建立了一种新的主动队列管理算法TDPQW。该算法利用M/G/1排队模型推导了实际队列长度和等待时间的数学表达式,以此提出在队列头部和队中随机位置进行丢包的策略。同时,通过仿真实验对比分析了该算法与RED、DROP-TAIL算法的性能,结果表明TDPQW具有较好的适应性。     

一种链路负载自适应的主动队列管理算法

随机早检测(random early detection,简称RED)是IETF推荐部署的主动队列管理(active queue management,简称AQM)算法.RED存在参数难以配置、无法得到与流量无关的平均队长等问题.ARED(adaptive RED)是RED的自适应版本,它根据平均队长动态调节最大标记概率参数,从而得到稳定的平均队长.但ARED没有克服瞬时队列长度振荡问题,且在动态流量环境下性能明显降低.分析了ARED性能问题的原因,并提出了一种链路负载自适应的主动队列管理算法LARED(load adaptiveRED).LARED具有两个特点:自适应链路负载、快速响应队长变化.分析和仿真实验表明,与ARED等其他AQM算法相比,LARED在保持高链路利用率和低时延的同时可以得到稳定的瞬时队长,并且具有良好的响应性和鲁棒性.     

Design and analysis of a self-tuning feedback controller for the Internet

Active queue management (AQM) is an effective method used in Internet routers for congestion avoidance, and to achieve a tradeoff between link utilization and delay. The de facto standard, the random early detection (RED) AQM scheme, and most of its variants use average queue length as a congestion indicator to trigger packet dropping. This paper proposes a novel packet dropping scheme, called self-tuning proportional and integral RED (SPI-RED), as an extension of RED. SPI-RED is based on a self-tuning proportional and Integral feedback controller, which considers not only the average queue length at the current time point, but also the past queue lengths during a round-trip time to smooth the impact caused by short-lived traffic dynamics. Furthermore, we give theoretical analysis of the system stability and give guidelines for selection of feedback gains for the TCP/RED system to stabilize the average queue length at a desirable level. The proposed method can also be applied to the other variants of RED. Extensive simulations have been conducted with ns2. The simulation results have demonstrated that the proposed SPI-RED algorithm outperforms the existing AQM schemes in terms of drop probability and stability.     

参数动态调节的随机早期检测算法

RED算法对参数的设置很敏感,不同的参数设置对RED的性能影响很大。本文在自适应RED算法的基础上,提出了一种以流量变化趋势为依据,以平均队列长度的变化幅度大小为调节参数的RED算法。本算法通过动态参数调节方式,提高了RED算法的自适应性。模拟实验结果表明,算法在丢包率、平均队列长度及链路利用率等方面都有很好的表现。     

A novel self-tuning feedback controller for active queue management supporting TCP flows

Wireless access points act as bridges between wireless and wired networks. Since the actually available bandwidth in wireless networks is much smaller than that in wired networks, there is a bandwidth disparity in channel capacity which makes the access point a significant network congestion point. The recently proposed active queue management (AQM) is an effective method used in wired network and wired-wireless network routers for congestion control, and to achieve a tradeoff between channel utilization and delay. The de facto standard, the random early detection (RED) AQM scheme, and most of its variants use average queue length as a congestion indicator to trigger packet dropping. In this paper, we propose a Novel autonomous Proportional and Differential RED algorithm, called NPD-RED, as an extension of RED. NPD-RED is based on a self-tuning feedback proportional and differential controller, which not only considers the instantaneous queue length at the current time point, but also takes into consideration the ratio of the current differential error signal to the buffer size. Furthermore, we give theoretical analysis of the system stability and give guidelines for the selection of feedback gains for the TCP/RED system to stabilize the instantaneous queue length at a desirable level. Extensive simulations have been conducted with ns2. The simulation results have demonstrated that the proposed NPD-RED algorithm outperforms the existing AQM schemes in terms of average queue length, average throughput, and stability.     

自相似网络流量可预测性及其在AQM中的应用

从网络流量的自相似性带来的可预测性入手，小结了两类常用的预测方法，并对其进行了比较；然后根据已有预测算法，将预测结果引入经典主动队列管理机制——RED算法中，提出了基于流量预测的RED算法；最后通过仿真实验表明，该算法能较好地控制平均队列长度，提高主动队列管理的性能。     

TCRED:一种基于DiffServ的队列管理算法

AF PHB的实现机制是DiffServ网络的重要研究课题，目前的多数实现采用了RED或类似的队列管理技术，在分析了RED及其改进算法在公平性及分组优先级等方面存在的不足后，提出了一种采用同一组RED参数对三色分组实行队列管理的TCRED算法．TCRED对不同颜色的分组分别计算平均队列长度，并考虑了分组的到达和离去对平均队长的影响，据此计算出各色分组的丢弃几率，该算法能实现分组的相对优先级，保证用户所预定的带宽，同时能实现分组优先级的平滑升级和降级，因而很好地满足了AF PHB的要求。