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《东北大学》 2008年
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TCP/IP网络拥塞控制若干问题的研究

何凌  
【摘要】: 在科学技术高速发展的今天,新型网络应用不断出现,用户数量迅速增加,人们对互联网的需求量越来越大,由此引发的网络拥塞已经成为制约网络发展和应用的瓶颈问题。拥塞容易造成传输延迟和吞吐量等QoS (Quality of Service)性能指标降低,导致网络性能和网络资源利用率下降,从而无法提供有效的QoS保证。因此,有效地解决拥塞问题对于提高网络性能具有重要意义,如何更好地预防和控制网络拥塞也成为近年来网络研究领域的热点。 本文在分析了TCP和IP拥塞控制机制的基础上,从控制理论和经济学的角度对拥塞控制进行了研究,主要研究工作如下: 针对网络的时滞和网络模型的不确定性,从控制理论的角度将内模控制器与Smith预估控制相结合,提出了新的主动队列管理算法(AQM):IMC-Smith控制算法,并且在多种情况下作了详尽的仿真研究,得到了较好的结果,证明了IMC-Smith算法的优越性。 针对网络中传输延时给拥塞控制带来不利影响,而现有算法过于依赖精确模型的弱点,研究了一种针对大时滞动态网络的主动队列管理算法。采用模糊控制与改进的Smith预估补偿相结合设计用于TCP连接的主动队列管理算法。通过改进的Smith预估补偿器能补偿大时滞对队列稳定性的影响,使得对TCP的拥塞控制更加及时;而模糊控制器无需被控对象的精确数学模型即能实现良好的控制,可以克服Smith预估补偿依赖精确模型的缺点,对动态网络流量又存在很强的鲁棒性,适合于大时滞不确定网络拥塞控制。 设计基于自适应灰色预测的虚速率算法,将灰色预测、自适应控制与虚速率算法三者的设计思想融合起来。该算法既解决了基于队列的算法响应速度慢的缺点,同时又兼顾了传统PID控制在线参数整定困难的不足,通过在线边学习边控制的方式可以自适应地在线调节控制参数以保证网络系统在平衡点的稳定性,从而获得较快的暂态响应以及较好的稳态特性。 提出了新的基于显式速率反馈的拥塞控制方法,在传统的Smith预估控制的基础上加入了滤波器,较好地克服了TCP网络的传播时延给拥塞控制所带来的不利影响,使TCP发送窗口能快速响应网络负荷状况的变化,从而避免了分组的丢失,并使得的流量较为平稳,理论分析表明该方案在模型匹配和不匹配两种情况下有较强的适应性都能保证系统的鲁棒性,能满足实际应用的需求。 从经济学的角度出发,将价格策略应用到网络拥塞控制中来。首先将资源占有率引入到价格策略中,构造了基于资源占有率的价格策略;另外将网络中的效用函数模型同对策论中的Stackelberg策略相结合,提出了基于Stackelberg策略的价格策略。通过仿真实验,得到了理想的结果,证明了两种策略的有效性。 针对基于优化理论提出的对偶梯度拥塞控制算法及其一般分析框架,研究了该算法在一种简化了的网络情形下的稳定性问题。在不考虑网络传输时延时的情况下,证明该对偶梯度拥塞控制算法在一般拓扑结构下的全局稳定性;在考虑了网络传输时延时的情况下,针对单瓶颈拓扑网络给出了该对偶梯度拥塞控制算法全局稳定的条件。这些结论为设计网络配置、确保网络稳定、避免网络拥塞提供了理论基础。 最后对全文进行了概括性总结,并提出了下一步研究的方向。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP393.06

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王亚丽;无线传感器网络流分析与流控制技术研究[D];北京邮电大学;2012年
2 李树栋;复杂网络级联动力学行为机制研究[D];北京邮电大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅晓明,张尧学,马洪军,赵艳标;一种基于市场模型的网络带宽分配方法[J];电子学报;1999年09期
2 张敬辕,谢剑英,傅春;一种基于模糊逻辑的主动队列管理算法[J];电子学报;2002年08期
3 魏蛟龙,张驰;Internet拥塞控制和资源分配中的对策论分析框架[J];电子学报;2003年10期
4 刘红军,韩璞,姚万业;时变大滞后系统的自适应灰色预测PID控制[J];华北电力大学学报;2004年05期
5 叶德建,张佐,吴秋峰;计算机网络中的控制问题与网络安全[J];测控技术;2000年06期
6 苏晓丽;陈晶;郑明春;孟强;;TCP/TP拥塞控制算法研究[J];计算机科学;2002年03期
7 罗万明,林闯,阎保平;TCP/IP拥塞控制研究[J];计算机学报;2001年01期
8 夏宝亮;王中杰;刘勇;朱晟;;基于控制理论的TCP/IP网络拥塞控制的研究[J];计算机应用;2006年S1期
9 汪小帆,孙金生,王执铨;控制理论在Internet拥塞控制中的应用[J];控制与决策;2002年02期
10 章淼,吴建平,林闯;互联网端到端拥塞控制研究综述[J];软件学报;2002年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈尚兵;IP网络中拥塞控制和可扩展组播路由研究[D];浙江大学;2003年
2 王彬;TCP/IP网络拥塞控制策略研究[D];浙江大学;2004年
3 章淼;互联网端到端拥塞控制的研究[D];清华大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李岗,熊猛;浅析灰色系统的发展及其展望[J];四川建筑科学研究;2004年01期
2 杨攀;张宇;;灰色控制系统理论在火灾预测中的应用[J];安防科技;2006年03期
3 李振宇,黄文纲,方均尧;广义系统中的一类灰色矩阵[J];安徽大学学报(自然科学版);1998年04期
4 谢建文;张元标;;无偏灰色预测模型在农业机械总动力预测中的应用[J];安徽农业科学;2008年20期
5 戴金辉;;山东省能源消费、环境污染与经济增长的相关性分析[J];安徽农业科学;2011年03期
6 吴长勤,张银云;灰对角矩阵的一些性质[J];安徽农业技术师范学院学报;1997年04期
7 孔功胜;孙素环;赵长伟;;一种适合校园网网内服务的拥塞控制算法[J];安阳师范学院学报;2007年02期
8 罗颖;李杰;;网络路由选择中MAS技术的应用[J];安阳工学院学报;2007年06期
9 李春生;;双低杂交油菜灰色综合评估与高产栽培途径选择[J];安阳工学院学报;2008年02期
10 肖世洪;靳晓光;;线性-非线性GM模型在围岩变形预测中的应用[J];地下空间与工程学报;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王孝红;解海洋;景绍洪;袁铸钢;;灰色模糊控制器在水泥粉磨系统中的仿真研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 韩永平;徐泉雯;;江苏省三大区域科技投入与经济增长关联的实证研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
3 代晓松;;辽宁省海洋产业关联分析与发展趋势展望[A];中国海洋学会2007年学术年会论文集(上册)[C];2007年
4 庄卓;陈元琰;;基于TCP的拥塞控制策略及改进算法[A];广西计算机学会2006年年会论文集[C];2006年
5 曾晖;井元伟;;基于盈余函数分析的多优先级通信网络中的拥塞控制[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
6 何凌;井元伟;;基于网络资源占有率的分段价格调控策略[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
7 朱海煜;高福祥;何凌;;基于实时调控的计费管理系统[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
8 刘志新;关新平;龙承念;;基于队列控制的ATM网络ABR业务流量控制[A];第二十二届中国控制会议论文集(下)[C];2003年
9 程杰;;一种改进的自适应的漏桶算法[A];山东省计算机学会2005年信息技术与信息化研讨会论文集(一)[C];2005年
10 程杰;;基于移动Agent的网络拥塞控制机制的设计[A];山东省计算机学会2005年信息技术与信息化研讨会论文集(二)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡进;复杂网络上的博弈及其在通信网络资源管理中的应用[D];华中科技大学;2010年
2 沈波;基于不完全测量信息的非线性随机系统的滤波与控制[D];东华大学;2011年
3 张捷;网络控制系统的故障检测与诊断技术[D];南京理工大学;2010年
4 陈亮;Ad Hoc网络TCP拥塞控制研究[D];南京理工大学;2011年
5 颜国风;基于QBD结构的网络端到端通信性能建模与分析研究[D];中南大学;2011年
6 周国雄;多座不对称焦炉集气管压力智能解耦与优化控制策略及应用研究[D];中南大学;2010年
7 乔玉霜;中原城市群大气颗粒物的理化特征及毒理学研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
8 陈孝新;灰色多属性决策方法研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 吴玮;Ad Hoc网络拥塞检测与控制的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 王敏;基于图像的工业控制网络调度与协议的研究[D];天津大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘瑾;混合网络TCP拥塞控制技术的研究[D];山东科技大学;2010年
2 邵永刚;基于主动队列管理的网络拥塞控制算法研究[D];郑州大学;2010年
3 赵丹丹;基于QoS路由路径优化的网络拥塞控制[D];郑州大学;2010年
4 蔡沛霖;电力企业信息网络拥塞控制的研究[D];郑州大学;2010年
5 王立闻;多Agent的主动网络拥塞控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 黄艳波;无线网络传输性能改进[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 罗正根;基于J2EE体系的综合报警系统的研究与实现[D];江西师范大学;2010年
8 赵亮;基于有限差分的巷道支护方案模糊筛选系统研究[D];河北工程大学;2010年
9 郭宁;基于灰色神经网络组合模型的股票价格预测研究[D];昆明理工大学;2008年
10 黄永辉;灰色理论在非煤矿山爆破评估及事故预测中的应用研究[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许都,李乐民;网络中业务流的自相似性与线性AR1模型[J];电子学报;1999年04期
2 方爱丽;赵继军;S.Boccaletti;V.Latora;Y.Moreno;M.Chavezf;D.-U.Hwang;;复杂网络:结构和动力学[J];复杂系统与复杂性科学;2006年03期
3 陈云龙;叶梧;冯穗力;;现代网络业务流的几个基本定律[J];华南理工大学学报(自然科学版);2007年05期
4 李金华;;网络研究三部曲:图论、社会网络分析与复杂网络理论[J];华南师范大学学报(社会科学版);2009年02期
5 王建伟;荣莉莉;王铎;;基于节点局域特征的复杂网络上相继故障模型[J];管理科学学报;2010年08期
6 杨靖;熊伟丽;秦宁宁;赵伟;徐保国;;用于无线传感器网络的高能效数据收集算法[J];吉林大学学报(工学版);2011年06期
7 邓宏钟;吴俊;李勇;;双层小世界网络中的级联失效模型与分析[J];计算机仿真;2008年10期
8 吕军;;自相似网络流量的处理和分析[J];清华大学学报(自然科学版);2008年07期
9 吕军;;自相似网络流量的处理和分析[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2008年07期
10 王健;刘衍珩;张程;李成岳;;Internet级联动力学分析与建模[J];软件学报;2010年08期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 魏进武;基于分形的网络流量建模及排队性能研究[D];解放军信息工程大学;2006年
2 吴援明;网络中自相似业务流的特性及其影响研究[D];电子科技大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任立勇,卢显良;一种基于速率的组播拥塞控制机制[J];电子科技大学学报;2001年06期
2 任立勇,卢显良;Internet拥塞控制研究[J];电子科技大学学报;2002年01期
3 树涛,叶梧;基于速率自适应预测的ATM网络ABR业务流量控制[J];电路与系统学报;1999年03期
4 陈尚兵,赵均,何小燕,钱积新;一种支持QoS的拓扑自适应动态组播路由算法[J];电路与系统学报;2002年03期
5 吴介一,张飒兵,张孝林,夏仕林;计算机网络中面向拥塞控制的一种模糊流量控制机制[J];东南大学学报(自然科学版);2001年01期
6 赵键,吴介一,罗军舟,张飒兵;一类基于源路由的多约束实时组播路由优化控制算法[J];电子学报;2001年04期
7 郭伟,席裕庚;基于精确罚函数法的遗传算法求解时延约束组播路由问题[J];电子学报;2001年04期
8 王重钢,隆克平,龚向阳,程时端;分组交换网络中队列调度算法的研究及其展望[J];电子学报;2001年04期
9 张敬辕,谢剑英,傅春;一种基于模糊逻辑的主动队列管理算法[J];电子学报;2002年08期
10 张尧学,盖峰;高速信息网络关键技术──成组广域广播与QoS控制[J];电子学报;1995年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 文宏;唐玉华;朱培栋;;RED簇主动队列管理算法研究[J];计算机工程与科学;2006年05期
2 麻海圆;孟相如;贾艳萍;郝志建;;基于速率的主动队列管理算法的性能分析[J];微电子学与计算机;2007年11期
3 朱华;向少华;;一种模糊自适应PI算法在网络拥塞控制中的应用[J];大众科技;2009年11期
4 李婷;苗增强;周玲;满高华;;大延时网络中基于单神经元-Smith的AQM算法[J];网络安全技术与应用;2011年07期
5 樊燕飞,林闯,任丰原,赵达源;一种具有ECN能力的智能分组丢弃算法(英文)[J];软件学报;2005年09期
6 刘明;窦文华;张鹤颖;;主动队列管理研究综述[J];计算机工程;2006年24期
7 魏星;高振中;;网络拥塞控制概述[J];桂林航天工业高等专科学校学报;2008年01期
8 张士娟,孙金生;一种新的自适应RED算法[J];控制工程;2004年S2期
9 倪长旺,王行愚;自适应模糊BLUE主动队列管理算法[J];武汉理工大学学报;2005年10期
10 文雅琳;徐昌彪;;基于模糊控制的主动队列管理技术分析[J];黑龙江科技信息;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王妍;夏利;赵娟;王光兴;;基于公平性的主动队列管理策略研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
2 李春来;罗晓曙;;一种基于模糊RBF神经网络自整定的拥塞控制算法[A];全国复杂系统研究论坛论文集(二)[C];2005年
3 严彬;熊伟清;程美英;叶青;;基于拥塞控制的多种群二元蚁群算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 卿利;朱清新;王明文;;网络拥塞控制的自适应PID算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
5 王莉;;基于预测控制的主动队列管理算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
6 何凌;井元伟;;网络拥塞控制对偶算法的稳定性[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
7 杜照丰;于忠诚;段军义;;一种基于模糊控制的主动队列管理算法[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2007年
8 卢洁;张淑清;应启戛;;几种网络拥塞控制算法比较分析[A];第七届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2006年
9 薛松;李志;宋莉;;卫星IP网络中TCP协议的研究[A];江苏省通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年
10 曹振臻;肖扬;;基于流量估计的自适应随机早期检测算法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;流量控制与拥塞控制[N];人民邮电;2000年
2 清华大学 程鹏 林闯 戴琼海 吴秋峰;组播中的拥塞控制[N];计算机世界;2001年
3 林闯 罗万明;IP拥塞控制策略[N];计算机世界;2001年
4 编译 沈建苗;排除TCP/IP基本故障[N];计算机世界;2005年
5 吴国纲 许纯;七种IP拥塞控制算法需改进[N];计算机世界;2006年
6 聂荣 雷振明;NGN传输协议的研究[N];人民邮电;2003年
7 张建铭;RPR受宠?[N];网络世界;2004年
8 ;高速TCP缓解广域网拥塞[N];网络世界;2005年
9 杨东成;三星QoS解决方案助阵UMTS[N];通信产业报;2006年
10 林闯 罗万明;TCP 基于窗口的端到端的拥塞控制机制[N];计算机世界;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何凌;TCP/IP网络拥塞控制若干问题的研究[D];东北大学;2008年
2 刘玉良;互联网拥塞控制系统的非线性稳定性研究[D];上海交通大学;2010年
3 詹振球;互联网拥塞控制系统稳定性及非线性动力学研究[D];上海交通大学;2012年
4 刘拥民;下一代Internet拥塞控制策略研究[D];中南大学;2010年
5 张楠楠;基于滑模控制理论的若干网络拥塞控制算法研究[D];东北大学;2009年
6 石凯;无线网络中接收端为中心的拥塞控制研究[D];天津大学;2010年
7 彭立宏;高速网络显式拥塞控制关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 陈伟杰;基于主动队列管理的拥塞控制策略及其稳定性研究[D];浙江工业大学;2011年
9 彭立宏;高速网络显式拥塞控制关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 李鑫;基于强化学习理论的网络拥塞控制算法研究[D];东北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈金华;TCP拥塞控制中主动队列管理算法的研究[D];南京理工大学;2004年
2 张军;基于流量优化控制的TCP/IP拥塞控制研究[D];山东师范大学;2004年
3 翟双;网络中基于路由器的拥塞控制策略研究[D];吉林大学;2004年
4 赵丽媛;基于主动队列管理的路由器拥塞控制技术的研究[D];华北电力大学(北京);2006年
5 房曙东;网络拥塞控制中主动队列管理算法研究[D];南京理工大学;2005年
6 陶小梅;XCP协议的改进研究[D];广西师范大学;2005年
7 刘良俊;PID主动队列管理算法在拥塞控制中的应用研究[D];四川大学;2004年
8 李晶;实时多媒体数据跨网关传输及拥塞控制技术研究[D];华中科技大学;2004年
9 陈瑾平;网络拥塞控制研究[D];浙江工业大学;2004年
10 王晓曦;主动队列管理算法研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2005年
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