随机早期检测RED及其改进算法的研究

目前,拥塞控制是Internet的一个研究热点。在网络通信中,仅仅靠端到端的TCP层基于滑动窗口的流量控制已很难满足网络中日益增长的业务量的要求,因此,网络本身必须采用某种手段参与拥塞控制。主动列队管理(AQM)作为目前路由器中广泛采用的拥塞控制策略,在保证较高吞吐量的基础上有效地控制队列的长度,让IP层参与了资源的分配控制工作。该文首先介绍了Internet中的TCP/IP拥塞控制策略,而后针对主动队列管理策略中的RED算法进行了详细的研究,最后提出了几种改进的RED算法。

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

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.

一种改进的随机早期检测算法

针对随机早期检测(RED)算法稳定性差的问题,根据排队论知识,在分析了决定其性能要素的分布规律之后,得出结论:路由器缓冲区的队列长度是非线性分布的,路由器尾丢弃率随队列平均长度的增大而增大,但不是呈线性关系。给出了一种非线性改进算法,改善了算法的稳定性。

改进的随机提前检测算法

研究了一般网络情况下有效配置 RED路由器参数的问题 .将一个瓶颈结点为 RED路由器的网络系统抽象为一个闭环负反馈控制系统模型 ,指出由一组缺省静态参数配置的 RED路由器不能理想地适应网络负载在大范围变化的情况 .提出了一种根据网络属性特征自配置参数的改进 RED算法 .模拟结果表明 ,改进的 RED算法比原 RED算法能更好地适应各种网络容量及网络负载情况 。

民机后舱一体化网络架构QoS算法设计

民用飞机后舱包括信息系统(Information System,IS)、客舱核心系统(Cabin Core System,CCS)、机载娱乐(In-Flight Entertainment,IFE)系统、外部通信系统(External Communication System,ECS)等,各系统飞行安全域等级不同且网络交联关系复杂,这对传输服务质量(Quality of Service,QoS)提出极高要求,传统的QoS算法难以达到最佳效果。针对上述问题,将公平队列调度(Fair Weight Queue,FWQ)算法和随机早期检测(Random Early Detection,RED)算法相结合,整合到QoS处理系统上,并利用优先级双因素(Two-Factor,TF)机制对数据流进行精细化描述,提出一种民用飞机后舱一体化网络改进型QoS算法,命名为双因素加权公平队列随机早期检测(Two Factor-Fair Weighted Queue-Random Early Detection,TF-FWQ-RED)算法,使用OPNET网络仿真工具对该算法进行仿真验证。仿真运行结果显示,通过该算法可有效降低后舱高优先级业务流在网络拥塞场景下受延迟或丢包率的影响,同时保证了网络的高效运行,表明了TF-FWQ-RED算法的正确性以及对民机后舱混合复杂网络环境下现实需求的适应性。

RED算法的稳定性:基于非线性控制理论的分析

随机早期检测 (Random Early Detection,RED)算法是主动队列管理 (Active Queue Managem ent,AQM)的有效实现算法 ,有关它性能的研究是近来网络研究的一个热点 .在某些网络配置和负载状态下 ,RED存在稳定性问题 .已有的关于 RED稳定性的研究用不同的方法 ,从不同的角度定性或定量地揭示了可能的原因 ,并给出了稳定运行的工作区间 ,但没有对等幅振荡的队列行为给出一个合理的解释 .在该文中 ,作者利用描述函数这一非线性控制理论中经典的分析方法 ,分析了 RED和 gentle- RED的工作特性 ,认为分组丢弃概率曲线中的非线性结构诱发的自激振荡是队列呈现周期运动的本质原因 ;虽然相比较而言 ,gentle- RED比 RED有更宽的稳定工作区间 ,但也是非常有限的 ,解决 AQM稳定性的理想途径是设计更为鲁棒的线性控制器 .

一种基于RED分组丢弃历史的带宽均衡分配算法

针对目前Internet中的响应流和非响应流带宽分配不均衡的问题,该文提出了一种基于RED分组丢弃历史的算法,该算法可以发现高速率的数据流并对其到达分组按概率作优先丢弃,以避免这些流对带宽的过度占用,多个仿真实验从不同的角度验证了该算法的有效性。

基于两色标记器的协作可调整RED算法

在区分服务网络中提出与两色标记器协作的 RED改进算法——协作可调整 RED算法(CARED) .通过对两色令牌桶标记器的流量特性进行分析 ,获得了标记概率与服务实际速率 /承诺速率间的定量关系 ,并根据这个关系调节 CARED中的丢包概率基数 .为便于实现 CARED算法 ,还提出了一种基于包数的滑动窗口标记概率测量算法 (NSWM) .仿真实验证明了 CARED算法不仅为区分服务网络提供了有效的拥塞控制功能 ,同时保障了区分服务的性能要求和公平性 .

路由器算法Droptail和RED的分析与优化

因特网的迅速发展使网络拥塞问题日益得到人们的重视,近年来提出了许多基于路由器的拥塞控制机制。文章详细分析了基于路由器的弃尾(Droptail)和随机早期检测RED(RandomEarlyDetection)拥塞控制机制的设计思想和算法实现。针对RED算法存在的不足对其进行改进,提出CRED(ConicRandomEarlyDetection)算法,该算法的基本思想是,当平均队列长度在最小和最大阈值之间时,使丢包概率采用一种平滑的增长机制。通过大量仿真实验对三种算法的性能进行对比研究,表明CRED算法在网络延迟、振荡等网络性能上比RED算法更有效。

基于P-RED算法的计算机网络TCP拥塞控制

源端到目的端的往返传输时延将给TCP拥塞控制的稳定性和快速性带来极大的不利.基于此,应用控制理论中的Smith原理,并与随机早期检测(RED)算法相结合,提出了具有预测能力的RED(P-RED)算法,以使TCP拥塞控制更加及时,控制的稳定性更高.此外,从理论上分析了该算法的稳定性,并导出了算法中主要参数取值的理论范围,从而对参数的设置起指导作用,从理论上保证了控制的品质.

基于QGA和随机共振的轴承微弱故障信号检测方法

针对滚动轴承早期故障阶段振动信号微弱,信噪比低,提出量子遗传算法(quantum genetic algorithm,简称QGA)与随机共振相结合的微弱信号检测方法,提高信号信噪比并识别故障位置。首先,对大参数信号变尺度处理,并根据输入信号对噪声强度进行估计实现参数初始化;其次,以输出信噪比作为目标函数,通过QGA对系统的双参数进行自适应寻优;最后,通过系统的随机共振实现微弱信号信噪比的提高。仿真及实验结果表明,该方法充分考虑了系统参数之间的相互作用,能够有效提高信号信噪比,实现了早期故障阶段的微弱信号检测。

基于RED算法的改进研究

拥塞控制(congestion control)机制是确保InternetQoS的关键因素,随机早期检测(Random Early D etection,RED)算法是提高网络服务质量、解决网络阻塞的重要算法。针对网关的到达队列来说,丢包率的算法采用RED基本思想中与平均队列长度呈线性的关系并不合适,提出了立方RED算法。算法对RED算法进行了改进,使流丢包率与平均队列长度呈立方函数关系,通过NS-2仿真软件研究表明,算法可以有效的增加了网关的吞吐量、减少丢包率。

高速TCP/AQM中的RED算法分析

通过建立适用于高速TCP和AQM反馈控制系统的流体流模型,分析高速TCP/AQM闭环系统的稳定性。采用频域稳定裕度,得到高速TCP/AQM中RED算法的稳定参数区域。基于MATLAB/SIMULINK的仿真结果验证了该方法的有效性。

主动式队列管理中ARED算法的分析研究

主动式队列管理(AQM)是用于网络拥塞控制的一种机制.介绍了主动式队列管理中的ARED算法,重点说明了ARED算法的原理,对算法进行了描述,分析了算法中的参数设置问题,并对算法本身的优点和不足之处进行了分析研究.

RED算法优化及仿真

通过优化随机早期检测算法来降低网络的丢包率,提高吞吐量和降低延时。用网络仿真软件进行网络仿真:分析随机早期检测算法,找出随机早期检测算法在避免网络拥塞时存在的缺点;针对随机早期检测算法存在的缺点进行优化;将优化的随机早期检测算法在网络仿真软件上实现,在丢包率、吞吐量和延时上与随机早期检测算法进行比较,得到最终的实验结果。特色在于合理设置最大丢包率来控制路由器中的瞬时队列长度,进而实现网络资源的优化。仿真结果表明,相对于随机早期检测算法,改进后的算法能更好地降低网络的丢包率、提高吞吐量和降低延时。

一种区分服务的改进RED算法

总结RED算法的不足之处,提出一种改进的RED算法——NRED算法,利用NS2进行仿真实验,结果表明NRED算法在解决TCP流和CDP流享用不公平性、歧视小数据包问题上取得较好的成效,降低丢包率,提高了链路的吞吐量。

基于拥塞等级的RED改进算法

拥塞控制和避免机制是实现Internet服务质量的重要保证。本文在详细分析了随机早 期检测算法的基础上,提出一种基于拥塞等级的改进方案CLRED算法。通过仿真实验对RED和 CLRED算法在标准化吞吐量、分组丢失及排队延迟方面的性能进行了对比。

区分服务网络的协作可调整RED算法

文章描述了一种适用于区分服务网络的新的RED改进算法——协作可调整RED算法(CARED)。算法的思想是基于令牌桶标记器的标记概率建立业务实际速率与承诺速率间的定量关系,并以这个关系动态调整下游节点中CARED的丢包概率。为了实现CARED,文章还提出了一种标记概率的计算方法——基于包数的滑动窗口测量算法(NSWM)。文中通过详实的仿真实验证明了定量关系的正确性,同时验证了CARED算法不仅为区分服务提供了有效的拥塞控制功能,也保障了区分服务的不同性能要求。

APRED:基于Avg和P的RED改进算法

RED算法是IETF推荐的AQM唯一候选算法,但RED中存在Avg对实际队列变化反应较慢,丢弃概率不准确等问题。为了更准确地计算平均队列长度和丢弃概率,对RED算法的平均队列计算方式(Avg)进行动态调整,并且对丢弃概率P进行非线性优化,进而提出一种改进算法APRED。仿真结果表明,改进后的算法在持久流和突发流情况下均能够减小平均队列的抖动,提高瓶颈链路平均吞吐量,降低路由器丢包率,提高了算法的网络适应性。