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Interne的体系结构以IP协议提供的无连接端到端报文传输服务为基础,提供“尽力而为”服务模型的设计机制。这种机制的最大优势是设计简单,可扩展性强。因此,internet自出现以来得到了蓬勃发展。但随着网络用户数量的膨胀,网络的拥塞问题也越来越严重。因此,TCP拥塞控制成为了一个重要的研究问题。近年来,主动队列管理算法已经成为TCP拥塞控制的一个研究热点。它通过评估网络状态、预测拥塞的出现,对分组进行有选择的丢弃,发送端更及时地了解到网络状况并调整发送速率,从而来减少丢包率,实现高的链路利用率和低的队列延时。但是现有算法在响应速度、稳定性及环境敏感性等方面仍有缺陷。对此本文提出了新的主动队列管理算法,对动态网络环境下的主动队列管理算法的设计、主动队列管理算法的稳定性分析进行了研究。并在NS2(Network Simulator V2)网络仿真器上对算法进行了验证。具体工作包括:
第一章介绍了拥塞和主动队列管理算法的研究现状。
第二章总结了主动队列管理算法的建模:包括基于TCP拥塞控制的主动队列管理模型和主动队列管理算法微分模型,以及不同算法的归类和总结,给下面主动队列管理算法的研究奠定了基础。
第三章在介绍PI控制的基础上,提出了改进的PI算法,实现了新的参数配置方式,研究了该算法的丢包率和吞吐量性能,通过改变延时D和不同负载下的稳定性分析,证明该算法性能优于比较的算法。
第四章在介绍了PID控制算法的基础上,提出了基于内模控制优化(也等效PID控制器)算法。首先引用了第二章中的微分模型,进行内模设计,对设计模型的稳定性进行了分析;然后优化分析得出离散数学表达式,通过对数学模型的优化,减少了PID控制器的参数设计。最后仿真证明该算法能改善主动队列的稳定性,并且在重负荷下,提高了控制系统的鲁棒性。