分组交换网络中队列调度算法的研究及其展望

本文主要讨论分组交换网络中的队列调度算法 ,对现有的调度算法进行了分类和比较研究 ,分析了其性能指标和技术特点 。

802.11WLAN中一种基于循环队列的分布式公平队列调度算法

该文在无线局域网现有的802.11 MAC层访问机制的基础上,运用循环队列的思想提出了一种完全分布式的队列调度算法,该算法通过修改802.11的MAC层中的DCF(Distributed Coordination Function)子协议,实现了在分布式环境下控制802.11节点的公平访问无线链路资源的目的.文中通过仿真对算法进行了分析和研究,仿真结果表明该方法可以在一定范围内实现公平队列调度。

一种基于预测式公平队列调度算法的802.11e MAC层机制

在共享媒体的通信系统中,队列调度的公平性是很重要的。该文在研究了IEEE WLAN已有的各种队列调度算法的基础上,提出了一种预测式公平队列调度算法(Predict Fair Queuing,PFQ),并结合IEEE 802.11e的EDCF(Enhanced Distributed Coordination Function)机制提出一种基于PFQ的新的MAC层协议——P-EDCF(PFQ-based EDCF)。该协议通过引进PFQ算法来修改EDCF的优先级控制方式,提供一种公平、高效的接入机制。仿真结果表明,该机制很好地改善了EDCF的性能,为各种类型业务提供了公平的服务。

P^2I:一种新的主动队列管理算法

研究了在主动队列管理算法中使用的PI控制器和Proportional控制器之间的优劣 .通过引入积分因素 ,PI控制器可以有效地消除Proportional控制器中存在的“稳态误差” .但是 ,积分项的引入减慢了系统的反应速度 .该文提出一个算法P2 I来解决这个问题 .P2 I结合了Proportional控制器和PI控制器的优点 .作者使用模拟的方法来验证P2 I的性能 .试验结果表明 ,P2 I在反应速度方面优于PI控制器 ,同时保持了PI控制器的优点 .文中还分析了网络流量特征对主动队列管理算法设计的影响 .

区分服务模型中的一种动态队列管理算法

在对区分服务模型和RED算法进行分析的基础上,提出了一种基于RED算法的动态队列管理算法。实验结果证明,我们提出的算法在不损害高优先级数据流量的情况下,能较好地实时调整各优先级的门限值,减少网络资源的消耗,提高网络资源的利用率。

鲁棒的主动队列管理新算法

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)策略在保证较高吞吐量的基础上有效地控制队列长度 ,从而实现了控制端到端的时延 ,保证 Qo S的目的 .随机早期检测 (RED)及其派生算法虽可以实现 AQM的技术目标 ,但算法的设计要么是依赖于直觉的 ,要么将网络视为时不变定常系统 ,使得最终形成的算法在稳定性和鲁棒性方面存在不少问题 .在该文的研究中 ,作者将 TCP的流量控制过程等效为二阶线性时变系统 ,采用滑模变结构这种不敏感控制对象参数和负载扰动的控制器设计方法 ,设计出一种新的 AQM算法 .仿真试验表明它的稳态和瞬态性能都优于与它具有相同实现复杂度的 RED和 PI算法 ,并且在负载扰动和参数变化时具有很强的鲁棒性 .

一种自适应主动队列管理算法ABlue

Blue是一种典型的主动管理算法,但其队列和延时波动较大,尤其在连接数较大或连接数突然发生变化时容易造成队列溢出或空闲。为此,提出一种自适应主动队列管理算法——ABlue,利用平均队列长度预测拥塞,根据网络流量的变化动态计算标记概率,从而保持队列稳定、减小延时抖动并降低丢包率。仿真实验结果表明,相比Blue算法,ABlue算法具有较低的丢包率和较高的带宽利用率。

用于电力系统信息综合传输的改进加权公平队列调度算法

为保证电力系统信息综合传输中各种信息业务的服务质量,提出一种改进的最坏情况下公平的加权公平队列(improved worst-case fair weighted fair queueing plus,IWF2Q)调度算法。该算法通过在WF2Q算法的虚拟开始时间和虚拟完成时间计算公式中引入"虚拟延迟时间",解决了电力系统信息综合传输中由WF2Q算法导致的推迟传输高优先级信息业务分组的问题。以NS2为工具,建立了基于区分服务体系结构模型的IEEE 14母线系统信息综合传输网络仿真模型,运用网络仿真方法定量评估了以IWF2Q算法实现基于区分服务体系结构模型的电力系统信息综合传输时各类信息业务的实时性和公平性。仿真结果表明,IWF2Q算法降低了高优先级信息业务分组延时,同时兼顾综合传输的各类信息业务间的公平性,证明了IWF2Q算法的有效性和可行性。

基于动态矩阵控制的主动队列管理算法

针对Internet系统,通过对流体流模型的分析,提出了一个新的预测模型.该模型形式简单,参数的计算相对容易,并且能根据当前的网络情况有效的预测拥塞窗口的变化.结合动态矩阵控制(Dynamic Matrix Control,DMC)理论,提出了一种新的主动队列管理算法——DMCAQM算法,给出了DMCAQM的详细设计过程,稳定性分析和参数选取原则.大量不同网络环境的仿真实验表明DMCAQM算法是有效的.与PI、RaQ和REM等算法相比较,DMCAQM有收敛速度快、队列抖动小的优点.同时,由于DMCAQM的采样间隔相对较大,而算法实现简单,所以计算量小,占用的路由器资源更少.

一种对数自适应队列调度算法

针对Internet2研究计划提出的Scavenger服务(SS)的特点,设计了一种对数自适应带权轮转队列调度算法.该算法用滑动时间窗口算法统计活跃SS流数量,以对数的规律自适应地调整带宽在SS流和尽力而为(BE)流之间的分配.算法使用了分别对应BE流和SS流的两个虚拟队列,出队时用SS流数量和轮转时间片数量对照表的方式来确定总轮转片数,通过带权轮转的方式在队列间进行调度,并加入了对BE队列的缓冲区保护.仿真结果表明,该算法在很好地保护BE流的同时,为SS流提供更可靠的最小带宽保证,和Internet2研究计划推荐的现有队列调度算法相比,具有更好的性能和鲁棒性.

改进的公平随机早期检测队列管理算法

在网络拥塞情况下,为了解决用于平衡带宽的公平随机早期检测(FRED)算法对适应流存在误判的问题,通过分析和实验的方法对其做出了改进,提出了一种改进的公平随机早期检测算法(MFRED).改进算法在非适应流鉴别条件满足时击中值增加较快,在数据包离队时击中值减小较慢,在没有大幅增加计算复杂性的前提下提供了一种误判纠正机制.实验结果表明,和FRED队列管理算法相比,MFRED算法在有效鉴别非适应流并平衡带宽在各流之间分配的同时,明显减少了对适应流的误判.

高速网络主动队列管理算法

在高速网络中,HRED算法使高速TCP流、普通TCP流和UDP流实现公平共享带宽。HRED利用RED队列的包丢失历史来识别高带宽流,通过对高带宽流进行惩罚,使低带宽流获取更多的带宽。HRED具有良好的扩展性,不需要保持每一流的状态信息。基于NS2的模拟实验证实,HRED可以在高速网络中实现更好的RTT公平性,有效地解决了适应流和非适应流共享带宽的问题。

一种改进的主动队列管理算法

从是否维护数据流状态信息的角度出发,提出一种改进的主动队列管理算法——SF-AQM。SF-AQM算法只维护发送速率大的数据流状态信息以降低路由器的开销,通过比较不同数据流的包到达时间间隔衡量流到达速率,识别出非适应性数据流,提高算法公平性,并使队列长度控制在目标值附近,保证算法稳定性。仿真结果表明,SF-AQM算法具有较好的公平性和稳定性,且对抑制网络拥塞有明显效果。

基于统计移位排序结构的高速路由器公平队列调度算法实现

高速化和多媒体化是未来网络的主要发展方向 ,为了给用户提供可靠的端到端服务质量保证 ,通常需要在网络的中继节点上引入基于流的队列调度机制 .WF2 Q+队列调度算法即是一种性能优异同时又易于实现的公平队列调度算法 .文中提出了一种基于统计移位排序结构的 WF2 Q +算法高速硬件实现方法 ,该方法充分利用队列的统计信息 ,以相对较少的硬件资源实现了统计意义上的快速完全排序 .FPGA实现的结果表明 ,该结构可以应用于端口速率为 OC- 48的高速

随机早期诊断(RED)队列管理算法的改进研究

本文总结了近十年来 RED队列管理机制的各种改进研究思路 ,并对限制高带宽流量进行了仿真以证实其对丢包性能的影响 ,最后分析了根据总的丢包量度大小来估计某流量的到达率的不合理性 .从而我们很有必要利用仿真工具来验证此分析的正确性 ,并对

核心无状态队列管理算法的公平性研究

研究了以CSFQ为主要代表的核心路由器中无状态公平排队技术,在该算法的基础上,针对其实际实现公平性方面的不足,提出了一种改进的MCSFQ算法。在链路产生拥塞时,新算法根据队列长度的变化情况,对公平共享速率进行不同程度的调整,使公平共享速率的取值更加合理。仿真实验证明,该算法在保持了CSFQ算法优点的基础上,进一步改善了在不同数据流间带宽分配的公平性。

队列调度算法在网络中的应用研究

作为保证QoS的一种重要手段,队列调度算法近年来引起了网络研究者的广泛关注。本文首先介绍了队列调度问题及一些常用的队列调度算法,然后提出一个非 GPS模型的队列模型及调度算法——WDQ算法(WeightedDelay Queuing,基于权重的延迟队列),并且解释了这种算法能够有效抵抗通信量的突发,具有控制不同权重分组延迟的能力,对于提高和改善网络服务质量QoS方面的研究和网络运行情况的研究具有积极意义。

一种基于Smith预估器的主动队列管理(AQM)拥塞控制算法

有效的拥塞控制机制是保证Internet稳定运行的关键因素之一,网络拥塞控制系统本质上是一个时滞系统,传输时延是网络拥塞控制必须考虑的一个重要因素.本文应用Smith预估控制原理,在进行适当模型拟合处理的基础上,提出了一种基于Smith预估器的主动队列管理(AQM)算法(AQMAlgorithmbasedonsmithpredictor算法,简称Smith-PI),新算法结构简单,易于配置,具有良好的鲁棒性和网络控制性能,同时克服了大时滞给队列稳定性造成的不利影响。通过仿真表明,采用Smith-PI算法,对于限制系统振荡超调量的作用非常明显,同时能使网络具有更快的响应速度及更平稳的队列,而当网络时延增大时,算法能使网络的动态性能依然保持良好,使得缓存队列迅速收敛到稳定值。

基于BLUE的主动队列管理算法分析

对BLUE及其改进算法BLUE+、EBLUE、FBLUE进行分析,NS2仿真结果表明,其改进算法保持了BLUE算法丢包率低的优点,并在队列长度、带宽利用率上明显优于BIUE算法;给出了性能评价表,并指出采用遗传算法对性能指标进行取舍是提高算法效率的有效方法.

基于非线性主动队列管理算法的计算机网络拥塞控制研究

针对主队队列管理算法中丢包率与排队长度的关系进行分析,研究发现主队队列管理算法在丢包的过程中具有不够合理的部分,即在最大阈值和最小阈值处出现丢包异常的现象。为了解决这一问题,本文建立了新的数据处理模型,用新模型对丢包率进行分析,以二次函数的形式构建了新的丢包率计算公式,并通过该公式对网络拥塞中队列的丢包算法进行优化,从而使得主队队列管理算法的丢包更加合理,使得系统的公平性与稳定性得到提升,保障了系统的运行。