二进制流量控制算法的性能分析

自适应比特(available bit rate,简称ABR)流量控制是ATM网络中拥塞控制和流量管理的一种有效手段.在大规模的高速网络中,简洁、有效的实现算法对优化交换机的性能是至关重要的.二进制流量控制策略以其实现上的简洁性吸引了广泛的注意,但标准EFCI算法作用下队列和速率的振荡却给性能造成了负面影响,使人们对二进制流量控制机制产生了疑虑,不得不放弃二进制算法的简洁性,转而研究相对复杂但有效的显式速率反馈算法.在已建立模型的基础上,用非线性控制理论中描述函数的分析方法系统地评价和分析了标准EFCI算法的性能.得到的结论是:依赖于直觉的启发式非线性控制算法诱发的自激振荡是造成队列和速率振荡的本质原因,而非二进制流量控制机制本身固有的属性,仿真试验的结果证实了理论分析的结论.最后,提出了一种通过修改交换机参数配置策略来优化现已有EFCI交换机性能的方案.     

ATM网络拥塞控制中PID控制器的设计

自适应比特（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。在大规模的高速网络中，算法的简洁性对优化交换机的性能是至关重要的。尽管二进制ABR流量控制的简洁性具有相当的吸引力，但显式前向拥塞标识（Explicit Forward Congestion Indication,EFCI)算法控制的队列长度和允许信元速率（Allowed Cell Rate,ACR)大幅振荡，降低了链路利用率，严重的影响了交换机的性能，为此有了相对复杂却有效的显式速率反馈机制，在该文中，引入了拥塞的概率判定机制，并运用经典控制理论为拥塞判定概率的实量更新设计了线性的PID控制器，避免了非线性的控制规律可能诱发的系统自激振荡，在PID控制器的参数整定上，因为使用常用处受到限制，进而给出了一种基于确定稳定裕度的参数整定方法，仿真试验表明：二进制流量控制中的PID算法在保持了算法简洁性的前提下，大幅度地抑制了ACR和队列长度的振荡，提高了链路利用率，减小了队列系统引入的时延抖动，为保证ATM网络中的服务质量（Quality of Service,Qos)提供了必要的技术支持。     

二进制ABR流量控制的离散滑模控制算法

针对ATM网络的拥塞控制问题，考虑网络中的不确定性因素，借助离散滑模控制理论的设计方法。提出一种二进制ABR（可用比特率）流量控制算法．该算法利用线性矩阵不等式设计了一个稳定的滑模面，同时给出了一种能够明显减小滑模面附近抖振的离散趋近律，基于该趋近律的控制律能有效抑制ATM交换机中的队列长度和允许信元速率的振荡．仿真算例证实了所提出算法的有效性．     

基于BFC模型的ATM网络拥塞控制器的设计

为充分提高ATM网络性能，设计一个高效的拥塞控制系统是关键。自适应比特(ABR)业务的流量控制正是ATM网络中一种有效的拥塞控制机制和流量管理手段。在二进制ABR流反馈控制方案中，信元速率和队列的大幅度振荡降低了链路利用率，但它的简洁性对设计高性能交换机又极具吸引力。为此，该文基于流体理论给出了二进制反馈控制的分析模型，并基于该模型。提出了传统PID和智能拥塞控制器的设计方案。然后，该文在相同条件下对两类控制方法进行了仿真，并比较分析了他们的优缺点。最后，该文提出了拥塞控制器的改进方法及下一步研究的课题和思路。     

二进制ABR流量控制算法的建模与分析

面向连接的ATM网络通过一系列的流量管理机制为各种应用提供纯粹的服务质量保证（QoS)，其中ABR业务流量控制的作用尤其重要，在二进制流量控制方案中，信元速率和队列长度的大幅振荡降低了链路利用率，严重地影响了算法的效率，但它的简洁性对设计高性能交换机又极具吸引力，该文基于流体流理论建立了二进制流量控制的分析模型，并用仿真试验验证了模型的正确性，通过小信号局部线性化方法得到源终端系统调节速率的线性模型，分别将标准EFCI算法和作者改进的基于概率标识的p-EFCI算法等效为带继电器特性的饱和特性的非线性环节，用控制理论中描述函数的分析方法研究了两种算法的稳定性，在理论上为p-EFCI算法在鲁棒性方面优于EFCI算法找到了根据。     

一种ATM网络拥塞控制算法的仿真研究

该文讨论了一种基于随机控制理论的ATM网络拥塞控制算法,将该算法应用于带宽变化状态下ABR的拥塞控制问题研究。仿真结果表明：对于带宽变化的情况,该算法对交换机处排队长度有很好的控制效果,并且有很高的带宽资源利用率,同时能在各VCS间实现速率的公平分享。同时将该算法和ATM论坛的ERICA 算法进行了仿真和比较,仿真结果证明：采用该算法使得交换机队列长度、源速率、交换机输出能力波动平缓。该算法在控制队列长度及震荡、提高带宽的利用率以及实现速率公平性原则方面优于ERICA 算法。     

ATM网络基于ABR服务的流量控制算法及其研究

讨论了在ATM网络中ABR业务拥塞控制机制及其改进方法,即在增强比例速率控制算法（EPRCA）中通过检测缓存队列长度来控制网络拥塞,大大降低了拥塞产生的可能性,防止了网络拥塞的崩溃,并提高了缓存的利用率.     

ABR业务流量控制中的显速率反馈

ABR(Available Bit Rate)业务可以提高ATM网络的利用率,能让用户LAN通过广域网进行高吞吐量、低丢失率的互通。可以预计,未来ATM网上的数据业务将主要用ABR连接来传输。ABR业务中的首要问题是流量控制。文章在比较了几种流量控制方案后,认为显速率反馈是ABR业务流量及拥塞控制的一个有效方法,是完善ABR业务的一个重要手段,并对显速率算法作了进一步研究。     

自相似通信量下ABR控制机制的研究*

近几年的研究表明,无论是在局域网或是广域网,用自相似过程对网络流量进行建模可以更精确地反映网络流量的变化。自相似流量给网络带来了更大的突发性。ATM（异步传输模式）网络中ABR（可用比特率）服务采用基于速率的流量控制机制。研究了EFCI,ERICA和提出的基于传统控制理论的一种PD（比例—微分）显式速率流量控制机制在自相似业务背景下的性能,并通过仿真,对这几种机制的性能进行了比较。     

一种可以减小控制时延的ABR业务流量控制方案

控制时延对流量控制算法的有效性起着重要的作用。该文提出了一种ABR业务流量控制方案,通过交换机和信源交互发出RM信元,有效地减小了控制时延。仿真表明,该算法在迅速减轻拥塞,减小交换节点的缓存队列长度以及快速收敛等方面有着良好的性能。     

Binary ABR flow control over ATM networks with uncertainty using discrete-time variable structure controller

A binary available bit rate （ABR） scheme based on discrete-time variable structure control （DVSC） theory is proposed to solve the problem of asynchronous transfer mode （ATM） networks congestion in this paper. A discrete-time system model with uncertainty is introduced to depict the time-varying ATM networks. Based on the system model, an asymptotically stable sliding surface is designed by linear matrix inequality （LMI）. In addition, a novel discrete-time reaching law that can obviously reduce chatter is also put forward. The proposed discrete-time variable structure controller can effectively constrain the oscillation of allowed cell rate （ACR） and the queue length in a router. Moreover, the controller is self-adaptive against the uncertainty in the system. Simulations are done in different scenarios. The results demonstrate that the controller has better stability and robustness than the traditional binary flow controller, so it is good for adequately exerting the simplicity of binary flow control mechanisms.     

Binary ABR flow control over ATM networks with uncertainty using discrete-time variable structure controller

A binary available bit rate (ABR) scheme based on discrete-time variable structure control (DVSC) theory is proposed to solve the problem of asynchronous transfer mode (ATM) networks congestion in this paper. A discretetime system model with uncertainty is introduced to depict the time-varying ATM networks. Based on the system model, an asymptotically stable sliding surface is designed by linear matrix inequality (LMI). In addition, a novel discrete-time reaching law that can obviously reduce chatter is also put forward. The proposed discrete-time variable structure controller can effectively constrain the oscillation of allowed cell rate (ACR) and the queue length in a router. Moreover, the controller is self-adaptive against the uncertainty in the system. Simulations are done in different scenarios. The results demonstrate that the controller has better stability and robustness than the traditional binary flow controller, so it is good for adequately exerting the simplicity of binary flow control mechanisms.     

多通道ATM 网络鲁棒拥塞控制

拥塞控制对ATM网络有效、稳定运行具有重要的作用，在单瓶颈多通道的网络模型下，基于Smith预估原理，提出一种新颖的鲁棒拥塞控制器设计方案，这种基于速率的拥塞控制可以保证ABR的服务质量(QoS)，理论分析和仿真结果表明，所提出方案收敛速度快，对网络的不确定因素具有较强的鲁棒性。     

基于模糊逻辑的ABR显式流量控制算法

面向连接的ATM网络通过一系列的流量管理机制为各种应用提供纯粹的服务质量(QoS)保证，其中ABR业务流量控制的作用尤显重要．显式速率(Explicit Rate,ER)控制是一种有效的机制，有效性、公平性和算法复杂度是各种显式速率控制算法所面临的主要问题．该文将ABR业务流基于速率的端到端闭环反馈控制抽象为控制理论中典型的调节系统，运用不依赖对象模型的模糊控制理论设计了一种新的流量控制算法——模糊速率控制算法(FRCA)．仿真试验表明FRCA的综合性能良好：保证了最大—最小公平性的实现；在LAN和WAN上均有较好的适应能力；算法的复杂度低；队列长度的控制能力强；易于硬件实现．