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《安徽大学》 2015年
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TCP Westwood网络拥塞协议分析与控制研究

郭繁  
【摘要】:随着当今互联网的不断发展,互联网的用户和新生的应用服务越来越多,需要的资源一旦超过互联网通信的容量,就会产生网络拥塞。网络拥塞会导致信息丢失,时延增加,甚至系统崩溃。因此网络拥塞控制研究已成为一个热点问题。目前,主流的网络拥塞控制研究包括两大方面:建立拥塞控制系统的非线性动力学模型以及分岔控制策略的研究。互联网是一个非常复杂的非线性网络,其中的数据流存在混沌和自相似的现象。因此,为了更好地认识拥塞控制系统的特性,改善网络性能,研究的方法从传统的主观分析法,发展为精确的数学动力学模型分析法。本文首先建立了TCPWestwood/AQM拥塞控制系统连续流体流模型。基于该模型,进一步运用非线性动力学分析方法和分岔控制理论,分析其动力学行为。最后,分别采用三种不同的分岔控制方法,延迟甚至消除系统中的Hopf分岔现象。本文的主要内容和创新点如下:(1)深入分析传统TCP拥塞控制协议已不再适用于高带宽时延积网络和无线网络的根本原因。在众多的改进型拥塞控制协议中,TCP Westwood是专门为高速无线网络设计的,完全符合高速无线网络的特点,大大提高了网络带宽的利用率,改善了网络性能。(2)本文建立了TCP Westwood/AQM拥塞控制系统的连续流体流模型,源端采用TCP Westwood拥塞控制协议,路由器端采用AQM机制中最重要的RED算法。利用非线性动力学知识和分岔理论,推导得出系统发生Hopf分岔的条件和反映Hopf分岔性质的相关参数,最后进行MATLAB数值仿真。(3)本文研究了三种不同的Hopf分岔控制方法,分别是时延反馈控制算法,状态反馈控制算法和混合控制算法。在每种控制策略中,都采用同样的研究方法,即首先分析Hopf分岔条件,再推导反映Hopf分岔性质,方向和周期的参数,最后利用MATLAB工具进行仿真。从多方面综合分析三种控制算法的优缺点。最终得出结论:混合控制算法是最适合TCP Westwood/AQM拥塞控制系统的分岔控制方法。
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP393.04

【参考文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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8 郭繁;TCP Westwood网络拥塞协议分析与控制研究[D];安徽大学;2015年
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