几种主动队列管理拥塞控制算法的比较研究

主动队列管理是近年来端到端拥塞控制研究的热点，50多种AQM算法已经被提出，但路由器中采用哪种算法没有统一认识。通过仿真实验，对ARED、AVQ、PI和REM4种主动队列管理拥塞控制算法在相同的仿真网络环境中进行了比较研究。实验研究表明，这4种AQM算法都能使队列稳定在目标值，PI算法使队列最稳定，AVQ算法维持一个较小的队列长度；4种AQM算法都能经过一定时间适应网络变化的要求，PI和AVQ算法有较好的性能，短流对ARED和REM算法有较大影响；4种算法都没有根本解决对UDP流的公平性问题。     

主动式队列管理中ARED算法的分析研究

主动式队列管理（AQM）是用于网络拥塞控制的一种机制．介绍了主动式队列管理中的ARED算法，重点说明了ARED算法的原理，对算法进行了描述，分析了算法中的参数设置问题，并对算法本身的优点和不足之处进行了分析研究．     

负载与队列高效结合的主动队列管理算法研究

目前已有的大多数主动队列管理算法按照判别拥塞的主要依据可以分为2大分支：基于负载（Load-based）的AQM算法和基于队列（Queue—based）AQM算法。分析了单独以队列或者单独以负载作为拥塞判别依据的不足，提出了一种基于负载与基于队列相结合的AQM算法LQC（Load Queue Contr01）算法。仿真结果证明，与RED、FRED和LDC算法相比，LQC算法能更好地稳定队列长度和减少丢包率。     

一种改进AVQ的主动队列算法

在讨论了各种算法的基础上，分析和比较了现有的几种主动队列管理算法：随机早期检测算法（RED），自适应RED算法（ARED），自适应虚拟队列（AVQ）算法，动态阈值（DT）算法以及队列长度阈值（QLT）的分组调度算法等，并对AVQ算法进行了改进，将原算法维持单个虚拟队列改为维持多个虚拟队列，从而使其在原性能的基础上增加了区分服务的功能，以达到适应下一代网络发展的需要。     

基于曲线拟合的RED拥塞控制算法

针对TCP网络拥塞控制问题,首先介绍了网络拥塞现状和两类主流的拥塞控制算法,然后详细分析了主动管理队列(AQM)的主要拥塞控制算法随机早期检测(RED)的目标、原理和实现,最后给出了一种改进的拥塞控制算法(CF-RED),建立数学模型并实现了一个简单的实例.NS2环境下仿真实验数据表明:改进算法在丢包概率、延迟以及吞吐量等方面都明显优于原算法.     

基于队列和负载因子的动态参数随机指数标记算法

为了解决随机指数标记算法(REM)队列抖动大,对动态数据流响应慢,以及环境适应性差等问题,分析了算法的控制属性,并提出了一种参数动态调整的随机指数标记算法(DREM).基于控制理论的分析表明,REM算法具有比例积分(PI)控制属性.通过引入队列因子和负载因子的概念,对队列调整状态进行实时划分,能够有效地判断当前网络的拥塞状况.同时,利用队列和负载因子设计了关键参数的调整率,以协助基于"和式增加积式减少(AIMD)"规则的TCP拥塞控制策略,有效增强了REM算法的控制性能.NS2平台中的仿真实验表明,相对于标准REM算法,DREM提高了队列长度的响应能力,减小了丢包率,增强了主动队列管理算法的适应性和鲁棒性.     

IP网络中主动队列管理算法研究

影响IP网络服务质量的因素很多,但最基本、最核心的是拥塞控制机制,主动队列管理是端到端拥塞控制研究中的热点.本文分析比较了这一领域中有代表性的拥塞控制算法,指出了其中存在的问题,并通过仿真实验对几种算法的性能进行了比较分析,最后给出了IP网络中主动队列管理的研究方向.     

QDB-AQM:基于排队延时的网关拥塞控制设计

提出了一种基于排队延时的主动队列管理(AQM)算法,该算法力求达到高吞吐量、低排队延时、短队列长度、低丢失率和较好的公平性能,相对于其他AQM算法具有实现简单的特点. 通过排队延时代替Drop Tail网关中分组丢弃的方法监测拥塞,并设置往返时间(RTT)估值作为拥塞探测的单门限,如果某分组排队延时超过该门限,则根据显式拥塞指示(ECN)机制标记该分组以通知TCP源端采取相应措施以响应拥塞.在ns-2下仿真表明该算法能达到预期的性能.     

基于NLMS算法的自适应AQM控制机制的研究

针对RED算法在网络拥塞控制中使得队列波动较大的缺点,提出了一种归一化最小均方（NLMS）算法,并研究了NLMS算法在主动队列管理中的具体实现。仿真实验通过对NLMS算法、RED算法、REM算法、LRC-RED算法性能的比较,表明NLMS算法具有较好的动静态性能,且能够提高队列稳定性,降低丢包率。     

基于一类新PID的网络拥塞控制算法

为了进一步提高网络拥塞控制性能,针对基于流体流理论提出的网络流量模型的近似问题,提出了网络流量的精确模型,并且基于该模型把一类PID设计方法用于主动队列管理(AQM)控制器的设计,建立了一种新的拥塞控制算法,采用4σ+ω2+e≤0的抛物线区域作为D稳定域,使得所有的特征根Si位于D稳定域内,利用约束化的数值优化方法寻找控制器参数,以获得预期的动态性能.理论分析和仿真实验表明,该控制算法的综合性能优于RED算法,验证了该算法的有效性.     

一种基于不完全微分PID的随机早期检测算法

针对网络中普遍存在的参数实时变化、难以调节的问题,将不完全微分PID控制器用于主动队列管理,利用控制理论中的不完全微分PID控制器来实时调整RED算法的最大丢弃概率,使AQM系统能自适应地调节自身参数来改善控制性能。仿真结果显示:小负载情况下,不完全微分PID-RED较PI和RED算法的响应速度更快,很快就能达到期望值;当改变网络负载时,不完全微分PID-RED算法可以迅速地调节瞬时队列至期望值,响应时间较短,表现了很好的鲁棒性。     

一种快速响应的AQM算法

基于主动队列管理(AQM)控制理论模型,针对PI(proportional integral)控制器响应速度方面的不足,在PI控制器基础上增加了归一化输入速率控制,提出了一种适应网络环境动态变化的AQM算法——P〖JP9〗I-〖JP〗R(proportional integral rate)控制器. 理论分析 和仿真实验证明,P〖JP9〗I-〖JP〗R控制器在保证队长稳定和链路利用率的同时实现了对 网络状态变化的快速响应,也可以提高缓冲区利用率.     

典型的主动队列管理算法性能分析

介绍了主动队列管理(AQM)算法与网络服务质量(QoS)的密切关系,通过NS2仿真,对几种具有代表性的AQM算法(RED、SRED、BLUE)的性能进行分析与总结.结果表明AQM算法通过保持较小的平均队列长度,提供更大的容量吸收突发数据包来减小丢包率,提高了平均带宽的利用率,保证了较高的吞吐量,有效地改善了网络服务质量.     

网络公平带宽共享算法研究

目的运用主动式队列管理算法解决Internet拥塞及不公平竞争问题．方法对几种典型的基于公平性的AQM算法进行了详细的分析讨论，分别对公平性的CSFQ算法、FRED算法和非公平性的RED算法在NS-2平台上进行了一系列的仿真，对几种算法的性能进行了比较和分析．结果仿真结果表明CSFQ算法优于其他算法．结论在公平性方面，CSFQ算法和FRED算法明显优于非公平性的RED算法，而CSFQ算法的性能更佳．     

基于NS2的PQM和AQM的仿真实现与比较

队列管理机制是网络拥塞控制的一项重要技术,该机制主要分为被动队列管理机制（PQM）和主动队列管理机制（AQM）两大类,前者在拥塞发生时被动地使用丢尾策略（D ropTail）丢弃所有新到的分组,而后者则根据队列长度的变化进行提前丢包,尽量减少和避免拥塞。为了对PQM和AQM进行比较、研究,以各自经典算法D ropTail和RED为例,在NS2环境下实现了两种机制的模拟与分析,指出了各自的优缺点,为进一步研究完善拥塞控制算法提供依据。     

基于RBF神经网络的PID无线AQM算法

PID算法能较好地控制队列长度,但算法中比例积分微分系数较为敏感,基于试凑和经验的设定往往使控制效果难以保证,根据Ad Hoc网络环境参量时变的特点,推导了无线TCP／AQM模型,将递推计算修正功能引入PID算法,设计了一种基于RBF神经网络的PID的AQM,该算法可以在线调整PID控制器增益．仿真表明：在动态拓扑、无线分组丢失的AdH oc网络中,该算法取得了较好的队列控制效果．     

一种基于等效活动流预测的主动队列管理机制

提出一种基于等效活动流预测的主动队列管理（AQM）机制——近似公平丢弃（AFD）机制,通过抑制行为不端流进入队列的机会,从而获得业务流之间近似的公平．和其他现有的AQM机制不同,AFD并不丢弃低于最大允许速率门限的流的包,因此保护了行为良好的流免受行为不端流的影响,进而改善了这类流的吞吐量,降低了排队时延．仿真结果证实,在TCP,UDP流共存的情况下,AFD机制的性能优于目前典型的AQM机制,接近需要维持所有流状态信息的理想情况下的性能．