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《燕山大学》 2017年
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基于PID算法的网络拥塞控制研究

马琳  
【摘要】:如今通信技术飞速发展,网络的拥堵问题越来越严重,成为制约网络发展的最大瓶颈,也是近年来网络研究领域的热点。用户提供给网络的负载远超过网络自身容量和处理能力是拥塞产生的根本原因。拥塞产生的直接结果是导致数据传输过程中网络的整体性能和鲁棒性明显下降,严重者甚至会使整个网络发生崩溃,因此提出了网络拥塞控制算法来缓解拥塞问题。拥塞控制一般是基于队列管理和路径路由,其最终目标是网络资源的最佳利用。该文针对拥塞控制算法进行了主要以下几个方面的研究:首先,分析了三种典型的队列管理算法。弃尾算法作为典型的被动队列管理算法,虽然方法简单,但是存在着极易产生全局振荡的缺点。随机早期检测和比例积分作为基本的主动队列管理算法,虽然在网络性能上有所改进,但是随机早期检测算法对参数设置敏感,而且不能有效控制大负载下的队列长度,比例积分算法虽然能对大负载下的队列长度进行控制,但是控制效果很不理想。其次,对主动队列管理算法进行了研究。考虑到网络系统具有非线性特点,建立了网络动态模型并进行线性化处理,作为比例积分微分算法的研究基础。比例积分微分算法在比例积分算法的基础上加入了微分控制,有效改善了系统的动态性能,依据网络输入偏差的比例、积分、微分来进行控制,管理缓存队列长度,使数据交付尽可能快速和可靠。最后,通过判断队列误差的变化趋势对比例积分微分算法(Proportion Integral Differential,PID)进行了改进。加入更加细致的控制规则,在不同数据条件下进行相应调整,这样数据包的分发和处理过程会更加快速准确。利用LINUX系统下的NS2软件搭建网络仿真平台,就不同方案分别进行实验,将仿真收集到的统计参数进行对比分析。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP393.06

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