郝建威[1]2011年在《TCP友好拥塞控制策略研究》文中研究说明以TCP/IP协议为基础的Internet自从九十年代以来,其网络规模不断壮大,拓扑结构日益复杂,网络用户飞速增长,网络应用日渐丰富,这使得网络拥塞问题也日趋严重。拥塞会造成丢包和吞吐量等网络性能指标剧烈下降,严重影响网络资源的利用率。因此拥塞控制一直是当前网络领域研究的热点问题。互联网主要是依靠TCP端到端的拥塞控制来避免网络拥塞,但是光靠源端的拥塞控制策略无法满足复杂网络中各个应用的要求。在中间节点中引入适当的拥塞控制机制,可以及早地发现拥塞并能预防及减少拥塞,所以路由器中的拥塞控制策略成为了一个研究热点。这些年来,随着音频、视频等实时多媒体应用出现在互联网上,UDP流量在互联网上越来越多。由于UDP流没有拥塞控制机制,从而造成了对TCP流不友好的问题,TCP流得不到公平的带宽、甚至“饿死”,严重时还会造成网络崩溃,严重影响网络性能。因此有必要对UDP流进行拥塞控制,保证对TCP流的友好性。本文从源端系统和路由器两个方面来研究当前的拥塞控制算法,在此基础上对TCP友好拥塞控制进行了深入的研究。本文的主要内容如下：首先,针对Internet上UDP和TCP共同传输的问题,提出了一种基于分组丢弃的主动队列管理算法NF-RED。该算法根据流的历史丢包信息,通过设置一个阈值来识别非TCP友好流,并通过加大惩罚的力度来实现两者共存传输的公平性。其次,本文结合源端和路由器提出一种TCP友好的UDP拥塞控制机制EFCC。通过端主机和网络中的路由器互相配合,UDP发送速率根据接收端的反馈来进行调整,依靠路由器来及早发现拥塞。最后,本文通过实验验证了所提出的算法在UDP和TCP共同传输下,与原算法比较,在吞吐量,公平性等方面有了较明显的提升。
景勇祥[2]2013年在《无线传感器网络的拥塞控制策略研究》文中进行了进一步梳理随着无线传感器网络的应用范围越来越广，对于无线传感器网络的要求也越来越高。作为无线传感器网络传输机制的基本组成和核心部分，拥塞控制策略被越来越多的科研工作者研究并应用到实际的网络中。通过应用拥塞控制策略，无线传感器网络能够有效地避免或解决网络的拥塞，提高了网络的传输效率，有效地利用了网络带宽资源。同时，拥塞控制策略还能够减小由于网络拥塞导致的节点能量的额外消耗。因此，为了有效地解决无线传感器网络中的拥塞问题，学习和研究拥塞控制策略显得非常必要。本文针对无线传感器网络的拥塞控制问题，所做的研究工作主要如下：首先，论文从网络模型和节点模型两方面介绍了无线传感器网络的体系架构，分析了无线传感器网络拥塞产生的原因。在描述完典型的拥塞控制策略的工作流程后，分别从基于速率调节和基于流量控制两个方面统计分析了当前典型的拥塞控制策略。其次，在当前的被动式拥塞控制策略中，存在只考虑对不同的业务流进行分级控制，却从未依据节点在网络中的不同重要性来进行节点速率调节的问题。针对此问题，论文提出了一种基于节点的多级优先级的被动式拥塞控制策略（CCSNMP策略）。在该策略中，通过主动队列管理，同时依据节点的自身流量优先级、转发流量优先级和全局流量优先级逐层地完成对节点传输速率的调节。随后分别在单径路由和多径路由的无线传感器网络环境中，对CCSNMP策略进行了仿真实验。仿真结果表明在保证节点公平性的前提下，CCSNMP策略比CCF策略拥有更高的分组报文投递率和更大的网络吞吐量，证明了CCSNMP策略在被动拥塞控制方面的有效性。最后，论文提出了一种能够主动避免网络拥塞发生的主动式拥塞控制策略：基于动态负载均衡的拥塞控制策略（CCSDLB策略）。在CCSDLB策略中，引入了遗传蚁群算法来保证网络的负载均衡，以此来主动地避免网络拥塞的发生。在遗传蚁群算法中引入了动态转换时机的判断机制，同时根据动态负载均衡的要求对遗传蚁群算法进行了对应地改进。随后对CCSDLB策略进行了仿真实验，并与BEACO算法进行了比较。仿真结果表明，与BEACO算法相比， CCSDLB策略有效地解决了网络的动态负载均衡问题，同时拥有更高的报文投递率的和网络生存寿命，证明了CCSDLB策略在主动拥塞控制方面的有效性。
张莎莎[3]2007年在《基于主动网络的拥塞控制策略研究》文中研究指明随着时代的发展,Internet逐渐成为人们生活不可缺少的一部分。但是传统的基于TCP/IP协议的网络面临着许多挑战,这些挑战集中体现在对网络异构性、服务质量、移动性、扩展性和安全性等方面,主动网络的提出为解决这些问题提供了一种可行的方案。主动网络作为一种全新的网络模型,区别于被动传输数据的传统网络,它的主动特性主要表现在两方面,网络节点能对流经它们的数据进行运算,并且用户可以向网络中插入定制好的客户程序,主动网络的提出使网络在很多方面的性能得到了提高,拥塞控制方面的应用就是主动网络的一个热点应用。本文在通过对传统网络拥塞控制机制以及TCP拥塞控制算法的研究分析的基础上,结合主动网络特征,提出基于主动网络拥塞控制模型的拥塞控制算法。该算法使用接收方的反馈信息及时对网络状态做出反应,能够较好地预防和缓解网络拥塞的状况。最后,本文通过理论分析以及软件模拟证明该算法的某些性能优于传统网络的某些拥塞控制算法。
李怀宾[4]2016年在《基于无线传感器网络的服装实体销售系统的研究与设计》文中研究说明伴随着服装电子商务的迅速崛起,服装实体零售业的发展面临严峻的挑战。结合国内外服装实体零售业的发展历程可知:每一次科学技术的成功应用,例如:射频识别技术等,都会推动服装实体零售业实现跨越式发展。本文结合服装实体店运营状况并借鉴服装电子商务可以实现“走过必留痕”的商品浏览量的数据收集的情况,将无线传感器网络应用到服装实体店,从而获取商品浏览量,为后续的数据处理和数据挖掘提供数据支持。首先分析了本文整体的硬件结构设计,提出网络节点硬件设计是系统硬件设计的核心,并通过节点传感器选型、无线通信模块的选择以及节点微处理器的选择,并给出了节点硬件设计电路图。基于无线传感器网络在服装实体店的具体应用,通过计算并设定簇头剩余能量阈值减少全网选簇的次数;根据簇内区域划分后,不同区域内的节点密度和簇最低能量消耗寻找最优簇头,替换原簇头;不同实体店的节点密度不同,通过基于网络最低能量消耗,寻找最优簇头数目,综上叁种策略实现对无线传感器网络路由的改进设计,通过实验仿真,验证了算法的有效性。通过对服装实体店运营状况的分析,通过簇内推选副簇头的双簇头策略实现簇内拥塞控制;网络非均匀分层和资源调度(唤醒拥塞节点附近的休眠节点)策略实现簇间拥塞缓解和解除。这里还提出了一种最低能耗多跳路径树,可以实现节点及网络能耗最低,相对于其他传输路径,提高了链路质量。经过仿真实验,验证了拥塞算法的有效性和可靠性。根据服装实体销售系统的结构和功能需求,设计并搭建的数据库。基于应用需求,完成了系统的用户界面设计。
陈波[5]2007年在《网络服务商的拥塞控制策略研究》文中进行了进一步梳理随着网络技术的发展与应用的普及，Internet正面临着许多新的挑战，主要体现在：资源相对稀缺、网络拥塞、服务多样化及竞争的加剧。传统的“尽力而为”服务模式已经不能够满足消费者应用多样化的需求，网络服务商(Internet Service Provider，ISP)必须改变当前的服务模式，必要时还需提供有质量保证的服务以满足应用的需求。但在目前的网络服务中，ISP与消费者都是基于自身的性能目标做出相应的决策。ISP根据消费者的需求信息制定规则，与此同时，消费者则在ISP制定的规则下选择自己的消费模式。因此为了更有效地利用稀缺的网络资源，给消费者提供更满意的网络服务，有必要对ISP在网络服务控制中的行为进行研究。针对上述问题与挑战，本文运用经济学的方法探讨了ISP的价格控制、资源分配、呼叫接入控制(Call Admission Control，CAC)及供需市场上的均衡问题，目的是使系统在兼顾网络服务质量保证的前提下，最大化用户的满意度与ISP的收益，使网络资源得以更有效地利用。本文用定量与定性分析相结合的方法，研究了ISP的网络拥塞控制策略与系统均衡问题。在基于消费者需求信息的基础上，分别对基于价格控制策略的拥塞控制、基于资源分配策略的拥塞控制、基于呼叫接入控制策略的拥塞控制及在控制策略一般化基础上网络供需市场的供需均衡问题进行了深入探讨，为ISP在制定具体的控制策略时提供了一种理论分析与定量分析的参考依据。根据研究点的不同，文章可以分为以下两个部分：第一大部分是考虑单ISP的网络拥塞控制问题，主要章节是第2、3、4章。在基于价格控制策略的拥塞控制研究中，给出两种基于价格控制策略的拥塞控制方案。面对实际中ISP价格控制策略选择的问题，给出了一种基于消费者需求统计信息的价格控制策略比较选择方法，为ISP在制定新的定价策略、决定最优定价、比较不同定价策略优劣时提供了一种定量的参考依据。在基于资源分配策略的拥塞控制研究中，给出了两种基于不同目标的带宽分配策略，并从非合作博弈的角度分析了这两种带宽分配策略对ISP收益、消费者利益及系统均衡的影响。在基于CAC的拥塞控制研究中，分析了在不同服务价格条件下使期望报酬最大化的接入控制策略，以确定ISP的供应特性；此外还给出相应的仿真算法，比较了不同控制策略对ISP收益的影响，为ISP按照网络的实际状况选择合适的资源分配策略与接入控制策略提供了一个定量的分析方法。第二大部分是考虑多ISP市场中的拥塞控制问题，主要章节是第5章。在研究多ISP市场中的价格控制策略中，给出了一种基于消费者需求统计信息的价格控制策略的选择方法，给进入ISP在采用价格控制策略控制网络拥塞问题、决定最优定价、比较不同定价策略优劣时提供了一种定量的参考依据。最后本文将所研究的拥塞控制策略一般化，研究了多ISP非合作网络供需市场上的供需均衡问题，给出了传统经济理论中供求均衡稳定性条件的对策论意义，证明了经济理论中的供求均衡稳定性条件。本文的主要创新性工作如下：1．将消费者的效用函数、需求信息及ISP的收益考虑到价格策略的制定中，并给出了一种基于消费者需求统计信息的价格控制策略的比较选择算法；与现有价控策略相比，本文所制定的价格策略在实现ISP利润最大化与拥塞控制的同时，还兼有简便、公平的优点。2．将马尔科夫决策过程(Markov Decision Process，MDP)与排队网络性能势理论应用于对ISP供应特性的分析中。通过将系统的长期平均报酬转化为MDP中的稳态性能，给出了CAC基于长期平均报酬准则下的策略优化算法。该算法将对一个M*K维的整体寻优转化为K次M维的向量寻优，从而能够显着地降低由于高维状态所带来的计算复杂度。3．应用博弈论中的有关理论与压缩映象定理寻求一类多ISP非合作对策纳什均衡存在、唯一的充分条件，给出了传统经济理论中供求均衡稳定性条件的对策论意义，证明了经济理论中的供求均衡稳定性条件；说明了经济学中蛛网模型的稳定供求均衡实际上就是对策理论中的纳什均衡，从而给出了传统经济理论中关于这一结论的新解释。
于薇[6]2014年在《基于连通时序的DTN网络拥塞控制策略研究》文中进行了进一步梳理随着无线网络技术的不断发展，出现了很多非常具有挑战性的通信网络场景，如深空网络、卫星网络、无线传感器网络、野生动物监测网络以及战时通信网络等。这类网络具有大时延、链路间断连通以及节点缓存受限等特点，被称为迟延容忍网络（DTN Delay Tolerant Networks）。DTN的上述特点使得网络中不存在持续连通的端到端路径，难以满足TCP/IP协议中对于网络特征的假设，因此不能直接利用TCP协议中的拥塞控制机制来解决DTN网络的拥塞问题，需要研究适用于DTN网络的拥塞控制机制。为了应对网络的断续连通，DTN采用存储转发机制进行数据传输，这很容易使得DTN节点有限的缓存溢出，造成拥塞。针对上述问题本文提出了一种基于连通时序的缓存管理策略，该策略的包丢弃算法思想是丢弃最晚离开的数据，使得缓存尽可能快地腾出空间来接收新数据。该策略充分利用了链路连通时序信息，最大限度地避免了网络的拥塞，增加了数据通过量。经过仿真，对比了不同缓存管理策略性能的优劣，从数据投递率和时延两个方面验证了基于连通时序的缓存管理策略的优势。为了在避免网络拥塞的同时，通过减少不必要的传输来节约节点能量，需要设计出能够合理安排DTN网络中各条链路的传输时序的算法。本文建立了基于链路连通时序的DTN网络的链路模型，并在该模型下详细描述了基于连通时序的传输调度策略的核心算法，该算法在避免网络拥塞的约束下，计算出能够最大化数据通过量的传输时序。通过仿真，从增加数据通过量、降低传输时延以及节约节点能量这叁个方面验证了传输调度策略的优势。
刘琳琅[7]2012年在《无线网络中拥塞控制策略的研究》文中研究指明随着无线网络用户和网络通讯需求的增加，网络上拥塞现象的发生愈发频繁，而如何保证网络上的数据流稳定、安全的传输成为研究学者越来越关注的问题。目前，在有线网络中保证网络间节点可靠通讯的是TCP协议，它是有线网络中使用最广泛的端到端传输协议。由于无线网络的链路是不可靠的，它具有高误码率、大传播延迟等特性，有线网络中表现良好的TCP协议在无线网络上并不能很好的运行。因此，针对无线网络中的拥塞问题，众多学者提出了很多种不同方案，它们主要分为:分段连接的方案、端到端的方案、链路层的方案和TCP与其他协议层相结合的改进方案。在大量研究的基础上发现，针对无线网络中的拥塞现象，TCP的改进协议TCPW是一种较为理想的算法。而在有ACK压缩包、应答延迟等情况发生时，TCPW会过高估计网络的实际可用带宽。针对此问题，本文提出了一种TCPW的改进协议，解决了可用带宽估计值过高的问题。本文还研究了TCP协议与网络层协议相结合使用的拥塞控制方案，提出了一种变积分PID算法。经仿真实验验证，两种方案都能很好的控制拥塞现象，实时跟踪网络状态，及时地对网络拥塞现象进行调整。本文主要工作和研究成果如下：1．分析研究了无线网络环境下，拥塞控制策略的研究热点和难点，以及拥塞控制的研究现状；研究了TCP协议在无线网络中运行的不足。2．针对TCPW过高估计网络可用带宽值的问题，提出了一种TCPW的改进算法。新算法主要是通过在接收端对ACK应答包打上时间戳，然后分别求相邻时间戳之差与时间间隔内到达的数据包大小的平均值，解决了网络非对称性问题引起的TCP返回路径影响发送路径和TCPW过高估计可用带宽值的两种问题，通过仿真分析研究，修改后的新算法比TCPW有更好的吞吐量表现，能更好的跟踪网络状态，对网络拥塞现象进行实时的调整。3．主要研究了TCP协议与网络层协议相配合使用对网络拥塞现象的控制情况，针对PID算法在拥塞控制方面出现的超调量较大的问题，将变积分PID算法应用于主动队列管理，提出了一种变积分PID主动队列管理算法。当网络中出现突发性数据流时，PID算法往往会出现较大的振荡，本文提出的变积分PID算法的主要思想就是设法改变积分项的累加速度，使其与队列长度的偏差大小相对应：偏差越大，积分速度越慢；偏差越小，积分速度则越快。通过仿真分析，变积分PID算法比PID、PI、RED算法更加有效。
徐胜[8]2008年在《基于模型的网络拥塞控制研究》文中指出随着Internet用户和各种各样的网络服务的迅速发展,Internet变得日益繁忙,流量急剧增加。由于网络资源的瓶颈约束以及Internet的流量突发性,很容易导致网络产生拥塞现象。因此如何更好地预防和控制拥塞一直是近年来国际上网络研究领域的热点问题。本文描述了网络拥塞控制现象及其产生本质。研究了几种主要的TCP/IP拥塞控制算法,并阐述了从经典控制理论的角度研究网络拥塞控制。本文的工作如下:1、针对RED及其改进算法存在依赖于直觉,没有全面系统地从理论上对算法加以分析研究的问题,本文基于Misra V提出的流体流理论,详细推导了网络的TCP/AQM简化模型。2、基于该模型,分析了P控制器在拥塞控制中应用,比较了在不同的K条件下队列变化的曲线,并进行了频域分析。3、针对P控制下系统存在稳态误差的情况,引入了PI控制器,通过仿真曲线比较了和P控制器的差别。4、针对PI控制下系统稳态误差减小,但系统响应速度降低的情况,引入了PD控制器,通过仿真曲线分别和P、PI控制器的控制性能进行了比较。5、通过实验表明PD控制器具有可以减少系统的超调,响应速度快,但队列曲线波动的特点。6、根据链路的数据包丢失率是动态的,PI控制器需要动态调整配置参数,才能保证算法有更快的收敛速度和更小的队列抖动、保证对网络状态变化的快速响应、提高缓冲区的利用率的情况。本文提出了自适应AQM算法—API-V控制器,理论分析和仿真表明,API-V算法在动态网络环境下,性能优于PI算法及其改进算法。
王彬[9]2004年在《TCP/IP网络拥塞控制策略研究》文中进行了进一步梳理由于具有资源共享、信息沟通、可靠性、节约成本等方面的作用，Internet得到飞速的发展与应用，已成为一个重要而无处不在的基础设施。网络应用的巨大需求导致网络系统经常会出现拥塞现象，虽然网络设备的处理速度不断加快、网络带宽持续增长，但是硬件的建设的速度有时赶不上应用需求的增长。更关键的是，IP网络因其固有的无连接、分组交换的特性，不可避免地会造成网络拥塞。因此，拥塞控制对IP网络的鲁棒性和稳定性具有重要作用。目前，TCP／IP网络的拥塞控制策略主要包括两类：基于端主机的拥塞控制策略和基于通信子网的拥塞控制策略，两种策略存在着相互影响、相互作用的关系。 一般来说，基于端主机的拥塞控制策略主要包括TCP拥塞控制策略和非TCP流的拥塞控制。本文针对TCP经常会出现一个窗口的数据中有多个分组丢失的情况，对现有TCP拥塞控制策略的快速恢复算法做出了改进。Internet的发展带来了多媒体等实时应用不断得到增长，这些实时多媒体一般采用UDP协议，而目前的UDP缺乏拥塞控制，在共存的网络环境下对TCP应用造成TCP流得不到公平的带宽、甚至“饿死”，严重的话有可能造成网络崩溃，严重影响了网络的性能。因此，我们提出了一种新的TCP友好的UDP拥塞控制策略。 目前，基于通信子网的拥塞控制策略的研究重点是路由器的队列管理策略。一个良好的控制策略应该基于对系统的准确描述，但由于缺乏对网络系统动态特性的了解，目前的队列管理控制策略大都基于专家经验，缺少一定的理论支持。我们以单一瓶颈链路的简单IP网络为对象，通过建立网络基本单元状态方程模型来实现整个网络系统的数学解析模型。并在模型实验分析的基础上，对路由器队列管理策略的控制目标和算法设计进行了研究。 论文的主要研究内容和创新点包括以下几个方面： 1．针对网络拥塞时TCP应用出现同一回程时间(RTT)内多个分组丢失、及丢失恢复过程中又出现分组丢失的情况，提出了一种新的TCP拥塞控制快速恢复算法：即时恢复算法。仿真结果表明：该算法跟同类的算法相比，实现相对简单，性能较好； 2．提出了一种TCP友好的、基于显式速率的UDP拥塞控制策略：通过端主机和网络中的路由器相互配合，使得实时UDP应用能够根据网络的反馈以瓶颈链路的公平带宽为速率发送数据。该算法跟同类算法相比，在吞吐量、TCP友好性等方面性能有较大提高； 3．基于流体流理论，从数据传输的角度，根据网络设备情况将网络系统分浙江大学博士学位论文 解为各个独立的子对象，通过建立子对象的模型来构造IP网络系统的数 学解析模型;4.运用混杂系统来描述TCP拥塞控制策略的数据传输过程。结合上述的IP 网络系统模型，实现了对TCP/IP网络数据传输动态过程的描述，并通过 Matlab仿真与NS仿真的实验结果对比，验证了TCP/IP动态模型的正确 性与有效性;5.基于上述TCP/IP数学解析模型，对现有的主动队列管理策略进行了分 析，提出了队列管理策略的主要控制目标，然后设计了一种带有非线性 补偿的新的主动队列管理策略，仿真显示了该算法的性能要优于目前的 RED、Pl等算法。
李勇[10]2007年在《大时滞网络的主动队列管理算法研究》文中进行了进一步梳理作为对终端系统上拥塞控制的一种补充，中间节点上的主动队列管理(AQM)算法在保证高吞吐量的基础上有效地控制了队列长度，从而实现了端到端时延的控制，保证了网络服务质量(QoS)。因此，主动队列管理算法的研究成为当今网络界研究的热点之一。我们发现，已有的大多数算法在设计以及验证过程中都没有充分考虑到大时滞对算法性能的影响。通过网络仿真试验，本文证实了已有的大多数AQM算法，包括RED、REM、PI以及PID，在大迟滞网络中都出现了剧烈的抖动，导致瓶颈链路利用率下降和时延抖动加剧。为此，针对时滞对主动队列管理算法的影响，本文首先从控制理论角度对网络拥塞控制机制建模并进行分析。这样网络拥塞控制的研究重点就变成研究控制算法和控制参数，从而，控制理论可以在该领域发挥作用。然后，本文归纳总结了时滞系统的几种经典控制策略，并借鉴其中的Smith预估补偿机制以及智能控制思想，提出了基于改进补偿器结构的Smith-PI算法以及基于仿人智能控制思想的改进(Modified Smith-PI，MSPI)算法两种适用于大时滞网络的主动队列管理算法。最后，本文通过仿真实验证明了两种新算法在大时滞网络条件下，克服了大时滞给队列稳定性带来的不利影响，各方面性能确实优于原有的经典算法。
参考文献：
[1]. TCP友好拥塞控制策略研究[D]. 郝建威. 东北大学. 2011
[2]. 无线传感器网络的拥塞控制策略研究[D]. 景勇祥. 杭州电子科技大学. 2013
[3]. 基于主动网络的拥塞控制策略研究[D]. 张莎莎. 西安电子科技大学. 2007
[4]. 基于无线传感器网络的服装实体销售系统的研究与设计[D]. 李怀宾. 北京服装学院. 2016
[5]. 网络服务商的拥塞控制策略研究[D]. 陈波. 中国科学技术大学. 2007
[6]. 基于连通时序的DTN网络拥塞控制策略研究[D]. 于薇. 西安电子科技大学. 2014
[7]. 无线网络中拥塞控制策略的研究[D]. 刘琳琅. 浙江工业大学. 2012
[8]. 基于模型的网络拥塞控制研究[D]. 徐胜. 南京理工大学. 2008
[9]. TCP/IP网络拥塞控制策略研究[D]. 王彬. 浙江大学. 2004
[10]. 大时滞网络的主动队列管理算法研究[D]. 李勇. 南京理工大学. 2007
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