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基于加权采样choke算法的公平性拥塞控制机制研究

作　者: 黎玮
导　师: 黄志武
学　校: 中南大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 网络拥塞 流量控制机制 队列管理 拥塞等级
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 27次
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内容摘要


随着网络规模的不断扩大和各种新型web服务的出现,Internet数据流量日益增加。网络拥塞控制已成为保障网络性能,提高服务质量的重要机制。根据目前的网络数据流特性,在考虑兼容已有的TCP流的基础上,研究具有可扩展性并适应网络综合业务发展的拥塞控制方法,具有重要的应用价值和理论意义。本文首先分析了网络拥塞产生的原因,给出了网络中解决拥塞的若干途径。在此基础上,分析了目前主流的传输层TCP协议的窗口流量控制机制和常见的队列管理机制。针对原有的队列管理算法无法较好地实现网络公平性这一问题,提出了一种改进的主动队列管理算法。通过一定的反馈标准,指出目前的TCP流量控制机制和队列管理机制无法适应目前Internet上媒体流逐渐增加的趋势,无法实现UDP流和TCP流的公平性。针对流媒体或组播流等非适应流导致的过多挤占网络带宽的问题,提出了一种基于加权采样的主动队列管理算法,对路由器的队列进行分区并周期性采样构成数据流候选表,对于到来的数据分组在候选表中进行匹配,对于击中的数据流根据贪婪程度进行惩罚。候选表中数据流的贪婪程度根据到来的数据分组实时更新。仿真结果表明该主动队列管理机制可以较好的惩罚贪婪流。为了配合加权采样的主动队列管理机制,在原有的传输层头部加入一个新的拥塞选项域,中间路由将拥塞等级填入其中并通过ACK返回数据发送端。数据发送端根据拥塞等级调节发送速率,调节的原则是力图使TCP流与相同拥塞等级UDP流惩罚后下降的速率相同,避免过度的退避。仿真结果表明该机制可以使TCP流公平和UDP流分享带宽,并提供了与传统TCP流的兼容性,不会生成新的贪婪流。最后,论文对所做的工作进行了总结,并给出了下一步研究的展望。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 研究背景和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-13
  1.3 论文的主要工作  13-14
  1.4 论文组织结构  14-15
第二章 网络拥塞控制机制描述  15-28
  2.1 网络拥塞产生的原因  15-16
  2.2 拥塞控制概述  16-18
    2.2.1 互联网中解决拥塞的途径  16-17
    2.2.2 拥塞控制机制评价标准  17-18
  2.3 源端拥塞控制机制  18-25
    2.3.1 基于滑动窗口的流量控制  18-19
    2.3.2 基于数据传输协议窗口缩放机制  19-25
  2.4 与拥塞控制相关的队列管理机制  25-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章 基于加权采样的主动队列管理算法  28-47
  3.1 主动队列管理  28-33
    3.1.1 先进先出排队  28-29
    3.1.2 公平排队  29-30
    3.1.3 队列调度技术  30-33
  3.2 两种主要的主动队列管理机制  33-36
    3.2.1 随机早期检测算法  33-35
    3.2.2 CHOKE算法分析  35-36
  3.3 WS-CHOKE算法描述  36-43
    3.3.1 WS-CHOKE算法的基本原理  36-37
    3.3.2 WS-CHOKE算法的具体实现过程  37-43
  3.4 WS-CHOKE算法的性能分析  43-46
    3.4.1 试验网络拓扑及参数设置  43-44
    3.4.2 仿真结果分析  44-46
  3.5 本章小结  46-47
第四章 针对WS-CHOKE算法的源端控制改进机制  47-63
  4.1 TCP拥塞控制机制分析  47-50
    4.1.1 TCP的反馈机理  47-48
    4.1.2 TCP定时器管理  48-49
    4.1.3 TCP拥塞控制核心算法  49-50
  4.2 基于源端控制机制的改进机制  50-59
    4.2.1 AIMD流量表达式的推导  50-52
    4.2.2 WS-TCP的控制机制  52-55
    4.2.3 WS-TCP的执行策略  55-59
  4.3 WS-TCP算法性能分析  59-62
  4.4 本章小结  62-63
第五章 总结与展望  63-65
  5.1 论文的主要结论  63-64
  5.2 未来的工作展望  64-65
参考文献  65-71
附录1 图索引  71-72
附录2 表索引  72-73
致谢  73-74
攻读学位期间主要的论文情况和科研情况  74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络测试、运行
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