网络拥塞控制算法综述

随着计算机网络的持续快速发展，各种网络应用需求不断涌现，造成网络数据流量的激增。网络拥塞问题变得越来越严重，网络拥塞控制也一直是网络研究的最关键热点问题之一。在本文中，作者着重阐述了TCP拥塞控制和IP拥塞控制中的典型算法以及目前一些较有影响的拥塞控制算法，并指出了这些算法的优缺点。最后分析了当前拥塞控制算法设计过程中存在的不足，并给出了一个有意义的研究方向。     

基于主动网的拥塞控制研究

介绍了主动网络产生的原因及特点，分析了主动网络产生拥塞的基本原因，提出了主动网络的网络模型；对网络模型的拥塞控制进行了定性和定量分析，并且提出了一种主动网络进行拥塞控制的机制；对主动网络的模型进行了分析，并给出了主动网络拥塞控制机制的算法。     

一种基于博弈的拥塞控制改进算法G-Vegas

随着互联网的发展,网络拥塞问题越来越严重,如何改进现有的拥塞控制算法成为一个重要课题。为了解决网络拥塞问题,目前已有很多拥塞控制算法,大体可分为端到端的拥塞控制和基于网络的拥塞控制,本文主要关注基于端到端的拥塞控制。在众多的TCP拥塞控制算法中,Vegas算法以其主动避免拥塞的思想,具有较好的效果。但是,Vegas与目前主流的Reno算法兼容性差,存在带宽被挤占的问题。本文分析了拥塞问题的多重原因,并从博弈的角度分析了Vegas的缺点,提出了一种改进的拥塞控制算法G-Vegas。通过在NS2平台仿真,验证了算法的有效性。     

拥塞控制机制--RED的研究

近几年来，网络通信量的迅猛增长使得主干网日益拥塞；新业务的涌现对网络提出更高的服务质量要求，为了满足这些需求，主干网路由器就必须采取一定的策略来避免和控制网络拥塞，从而保证网络畅通并提供一定的服务质量（如端到端延时等），这些策略就是通常所说的拥塞避免／控制策略，本文分析了三种拥塞控制机制的优缺点，以及路由器中常用的4种拥塞控制的策略，重点介绍了在实际中运用最广泛的拥塞控制策略－RED（随机早期检测）的实现机制。     

基于NS2的BACnet网络拥塞控制策略研究

BACnet标准没有规范具体的拥塞控制算法,并且不提供端到端的流量控制机制,常规的拥塞控制算法应用于BACnet网络并不合适.提出了一种新的BACnet网络拥塞控制策略,能够根据平均队列长度和报文的优先级计算丢弃概率,分布式地控制各个BACnet网络节点端到端的流量,通过主动拥塞控制机制达到拥塞避免和控制的目的.NS2仿真实验结果表明,该策略减少了平均服务延时,降低了报丈丢失率,提高了网络吞吐量,增强了网络可靠性,为研究基于无连接协议的控制网络拥塞控制算法提供了一种模型和方法.     

ABR流量控制中的变结构控制器

自适应比特(available bit rate,简称ABR)业务的流量控制是ATM网络中一种有效的拥塞控制机制和流量管理手段.在高速的ATM网络中,算法的简洁性在很大程度上决定着交换机的性能.尽管二进制ABR流量控制的简洁性具有相当大的吸引力,但标准的EFCI算法控制的队列长度和允许信元速率(allowed cell rate,简称ACR)却容易出现大幅振荡的现象,这势必会降低链路的利用率,严重影响交换机的性能.进而又有了相对复杂却有效的显式速率反馈机制.在此研究中,以已有的ABR流量控制模型为基础,应用概率拥塞判定机制,并借助鲁棒控制理论中滑模变结构控制器的设计方法,为ABR流量控制设计了一种新的二进制算法,避免了标准EFCI算法中非线性环节诱发的自激振荡,这对于充分发挥二进制流控算法的简洁性以及优化交换机的性能是极为有利的.仿真实验表明:二进制流量控制中的滑模变结构算法大幅度地抑制了ACR和队列的振荡,平滑了由此而引入的时延抖动,为实现ATM网络中的服务质量提供了可靠的实现机制.     

路由器拥塞控制策略的研究

近几年来，网络通信量的迅猛增长使得主干网日益拥塞；新业务的涌现对网络提出更高的服劳质量要求；为了满足这些需求，主干网路由器就必须采取一定的策略来避免和控制网络拥塞，从而保证网络畅通并提供一定的服劳质量保证(如端到端延时的保证)。这些策略就是通常所说的拥塞避免／控制策略。本文分析了三种拥塞控制机制的优缺点，以及路由器中常用的4种拥塞控制策略，重点介绍了在实际中运用最广泛的拥塞控制策略——RED(随机早期检测)的实现机制。     

DiffServ网络的拥塞控制和带宽保证

该文对DiffServ网络的拥塞控制和带宽保证的机制进行了分析和综述,包括TCP拥塞控制机制和路由器缓冲管理算法RED及RIO。研究表明DiffServ网络的拥塞控制和带宽保证的影响因素包括RTT、TCP/UDP相互作用等,解决方案包括对TCP拥塞控制机制的改进和对路由器流量调节器的改进。     

IP网络中TCP拥塞控制机制的研究

在当前IP网络中,TCP拥塞控制机制是目前使用最广泛的源端控制机制,并在不断地改进与完善。文章首先探讨了TCP拥塞控制机制、TCP--friendly拥塞控制机制、TCP在无线网络上的拥塞控制,然后对控制理论应用于拥塞控制进行了论述,最后对TCP拥塞控制机制的未来的研究方向进行了展望。     

一种基于网络对称性的DDOS主动防御算法DSDA

在分析典型的基于流量控制的DDOS防御机制Pushback的基础上,提出了一个源端基于网络流量对称性检测DDOS攻击,结合目标端基于拥塞控制机制的DDOS防御算法DSDA。仿真实验的结果表明,DSDA算法是一种在网络范围较大时具有明显优势的DDOS动态防御算法。     

TCP/IP拥塞控制算法研究

当因特网上的分组过多超过了网络的处理能力时,出现的网络性能下降的问题称为拥塞.使用流量/拥塞控制技术可以避免或缓解拥塞状况.本文对当前网络上运行的TCP/IP拥塞和流量控制算法进行了综述,分析和比较了各种算法的基本性能与可行性,指出了流量/拥塞控制技术将来发展方向.     

TCP／IP拥塞控制研究

综述了Internet上TCP／IP拥塞控制研究方面一些最新的工作,分析了拥塞控制的原理、TCP／IP拥塞控制所使用的典型技术,并着重论述了TCP／IP拥塞控制所面临的问题,这包括自相似性问题、效率问题、公平性问题、算法改进、区分服务和多点广播中拥塞控制和TCP／IP在特殊网络（ATM网和卫星网）上拥塞控制等问题,并提出了其进一步的研究方向。     

基于全局端口状态感知的拥塞控制算法CAGPS

针对传统拥塞控制算法主要依据本地信息进行拥塞判断和丢弃决策的缺陷，本文提出了基于全局端口状态感知的拥塞控制算法CAGPS，更全面地考虑远程转发引擎的拥塞状态信息和远程转发引擎各端口的拥塞信息，以期获得更加合理的流控决策，从而提高路由器的整体吞吐率。本文最后描述了CAGPS在基于网络处理器的核心路由器上的实现方法。     

通用拥塞控制及其在Linux内核中的实现

目前Internet上的拥塞控制采用以TCP为核心的基于窗口技术的端到端（end-to-end)控制方法,具有丢包、响应速度慢等缺陷,造成网络资源的极大浪费。文中提出的通用拥塞控制方法通过对拥塞的早期检测和在相邻节点间交换拥塞控制信息等方法,使网络能对拥塞做出快速响应,从而有效地克服了端到端拥塞控制方法的缺陷,实验结果表明,采用通用拥塞控制的网络在吞吐量和抖动等性能上均优于端到端拥塞控制。     

基于差分服务的贪婪流问题解决算法

贪婪流问题是网络拥塞控制范畴的问题，泛指不遵从标准TCP拥塞控制机制的流。贪婪流给网络带来不公平性。提出了一种新的甄别算法，通过对目标流发送窗口随分组丢弃变化关系的分析，对不合规范的流进行检测。算法采用定长列表结构，具有实现简单、扩展性强的特点，提出了一种基于差分服务模式的体系结构，对传统Internet服务哲学进行了扩展，从根本上支持新型流式应用，实现了端到端的流量监管功能。     

多信道无线Mesh网络的路由协议

针对单径路由协议不能充分利用多信道无线Mesh网络的信道资源的问题,提出了一种基于拥塞控制的并行多径路由协议PMRP。该协议将一个数据流分配到多条路径同时传输,当所有路径都发生中断时,才重新寻找路由;并采取相应的拥塞感知技术,避免拥塞节点再转发新的数据流。仿真结果证明：与无线自组网按需平面距离矢量路由协议（AODV）协议相比,PMRP在网络负载较大时,能有效地减小端到端延迟,提高数据包的成功投递率,增加网络的整体吞吐量。     

网络拥塞控制模型Hopf分岔的PD控制

网络拥塞会导致信息丢失,时延增加,甚至系统崩溃。由于无线接入网络中的时变衰落和分组错误率,使得TCP协议在网络拥塞控制更加复杂。TCP Westwood是专门为高速无线网络设计的,大大提高了网络带宽的利用率,改善了网络性能。TCP Westwood/AQM拥塞控制的连续流体流模型被引用,源端采用TCP Westwood拥塞控制协议,路由器端采用主动队列管理(AQM)机制中的随机早期检测(RED)算法。为了延迟无线接入网络拥塞控制模型中霍普夫(Hopf)分岔现象的发生,采用比例微分(PD)控制器,通过选择通信延迟作为分岔参数,分析无线网络系统中的Hopf分岔行为,并由理论分析得知当分岔参数超过临界值时系统发生Hopf分岔。利用中心流形和规范型理论,推导得出系统发生Hopf分岔的条件和反映Hopf分岔性质,方向和周期的参数,数值仿真验证理论分析的准确性,表明PD控制器的有效性。     

复杂拓扑下UDP流对TCP流影响的分析

随着Internet的发展,UDP数据流日益增大,而传统的主动拥塞控制不能很好地处理UDP流。本文通过计算机首先模拟了在瓶颈网络和传统的RED算法下UDP流和TCP流共存的情况,然后又模拟了在复杂拓扑下主动管理算法的稳定性,说明了无拥塞控制的UDP数据流同TCP流共享带宽时的不公平性,并通过分析TCP的端到端流量控制机制指出了产生不公平的原因,讨论了解决该问题的方法。     

Ping-pong flow control for ATM ABR traffic

In this paper, we propose an improved technique for congestion control, named as ping-pong flow control (PPFC), for asynchronous transfer mode (ATM) available bit rate (ABR) traffic. This is a rate-based flow control scheme, in which the rate regulation is achieved by directly adjusting the transmission rate in the source end station. The proposed algorithm uses a bipolar feedback strategy, which employs positive and negative feedbacks to control the transmission rate for different switch states. These states are determined using the traditional threshold-based method. We also introduce state early detection (SED), which enables the PPFC to control traffic flows more precisely and accurately at critical moments. The simulation results show that the proposed algorithm provides a higher throughput and lower cell loss ratio when compared to the well-known backward explicit congestion notification (BECN). Furthermore, these results also show that PPFC is robust against feedback losses.     

支持最少速率保证的UDP拥塞控制机制

虽然目前 TCP流量在整个 Internet流量中占有主要地位 ,但随着网络带宽的不断升级改造 ,基于 UDP的音频、视频等实时多媒体流量日益增加 ,而这些实时流量一般都需要一定的带宽保证 ,同时又具有 TCP友好的端端拥塞控制机制 .从端主机和网关队列机制两方面着手 ,提出了一种支持 IETF定义的可控负载服务机制 ,其实现原理是在端主机方配置基于令牌桶的自适应的支持标记的速率调节机制 ,在网关采用加强的 RED(随机早期检测 )队列管理机制对不同的流量进行相应的处理 ,然后在 NS仿真环境下对其公平性、带宽使用效率等方面进行实验 ,证明了该机制的有效性和可行性