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自相似环境下的拥赛控制算法研究

作　者: 肖智勇
导　师: 谭献海
学　校: 西南交通大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 自相似 拥塞控制 流量预测 拥塞窗口 网络仿真
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 45次
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内容摘要


随着社会的快速发展,信息的传播越来越多、越来越快。Internet上的信息量更是呈爆炸式增长,以致目前网络带宽和缓存容量等硬件资源难以满足业务流增长的需求,由此引发网络拥塞。网络拥塞影响拥塞窗口大小及瞬时队列长度的稳定性,使响应速度等性能严重降低,从而无法确保好的网络服务质量。因此网络拥塞控制已经成为近些年来网络通信领域研究的重点。另一方面,大量的研究结果表明,当前的网络流量具有普遍的自相似和长相关特性,这使网络中原有的以Markov模型为基础的协议、策略及评价方法不够准确,导致丢失率上升,网络性能下降。但同时由于自相似流量具有可预测性,这也给研究人员研究拥塞控制算法时提供了新的思路。本论文结合自相似流量的特点,探讨了自相似流量环境下基于端系统拥塞控制算法研究的新方法,并与传统业务情况下的一些拥塞控制算法进行了仿真比较。重点研究HSTCP拥塞控制算法在自相似流量环境下的应用,以及利用自相似流量的特性对RTT的估值公式进行适当的修改来提高自相似流量环境下网络的性能。论文的主要工作及成果如下：(1)研究常见的基于端系统的拥塞控制算法,分析了TCP Reno、Vegas算法的工作原理及优缺点,并利用OPNET网络仿真器比较了传统拥塞控制算法在自相似流量环境下与在传统流量下算法的性能。(2)研究了流量预测的方法,从理论上证实了流量预测的可行性。(3)提出了在自相似流量环境下改进的HSTCP拥塞控制算法。利用自相似流量的可预测性来预测下一时间点的拥塞窗口大小。把预测的窗口应用到HSTCP拥塞控制算法中来动态的改变其窗口调整参数,使其能更加体现自相似流量网络环境下的实际状况。最后用仿真验证了其有效性。(4)在自相似流量环境下的一些自相似流量特性必然会反映到RTT上,本论文利用这些特性对RTT的估值公式进行适当的修改,使其能更加适合自相似流量网络环境。并利用修改后得到的RTT值来探知网络的拥塞情况,并根据拥塞等级来动态的调整拥塞窗口调整参数。最后用仿真来验证估值公式改变前后的效率。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 课题的背景  11-12
  1.2 课题的研究意义  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-16
  1.4 本论文研究工作及论文的内容安排  16-17
第2章 自相似流量产生及预测  17-27
  2.1 网络流量自相似性及其对网络性能影响  17-19
    2.1.1 网络流量自相似性  17-18
    2.1.2 自相似对网络性能的影响  18-19
  2.2 自相似流量模型与自相似流的产生方法  19-24
    2.2.1 自相似过程的定义  20
    2.2.2 自相似流量模型  20-22
      2.2.2.1 分形高斯噪声和分形布朗运动  21
      2.2.2.2 分形自回归整合滑动平均模型  21-22
      2.2.2.3 ON/OFF模型  22
    2.2.3 自相似流量的产生  22-24
  2.3 自相似流量的预测  24-26
    2.3.1 分形方法  25
    2.3.2 非分形方法  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章 自相似对网络性能影响的仿真分析  27-37
  3.1 OPNET仿真建模的基本步骤  27
  3.2 OPNET网络模型的建立方法  27-28
  3.3 仿真模型的建立  28-33
    3.3.1 进程模型  28-31
    3.3.2 节点模型  31-33
    3.3.3 网络模型  33
  3.4 拥塞控制算法的验证  33-34
  3.5 自相似流对网络性能影响仿真  34-35
  3.6 本章小结  35-37
第4章 自相似流量环境下HSTCP的改进算法  37-47
  4.1 传统拥塞控制算法原理  37-38
  4.2 HSTCP算法  38-39
  4.3 HSTCP算法在自相似流量环境下的应用  39-40
  4.4 仿真验证  40-45
    4.4.1 步长值的选取  41-42
    4.4.2 自相似流量环境下改进的HSTCP与原HSTCP算法比较  42-44
    4.4.3 传统流下改进的HSTCP与原HSTCP算法比较  44-45
  4.5 本章小结  45-47
第5章 自相似流量环境下RTT改进算法  47-58
  5.1 RTT与RTT估值公式  47
  5.2 RTT估值公式的改进  47-48
  5.3 RTT估值的应用  48-50
    5.3.1 应用一  48-49
    5.3.2 应用二  49-50
  5.4 仿真验证  50-56
    5.4.1 步长值的选取  51-52
    5.4.2 应用一改进前后仿真对比  52-54
    5.4.3 应用二改进前后仿真对比  54-56
  5.5 本章小结  56-58
总结与展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
攻读硕士学位期间发表的论文  65-66
附录部分程序文件  66-70

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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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