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随着互联网规模的急剧膨胀以及互联网新业务的大量涌现,使得网络拥塞不可避免。在网络研究领域,拥塞控制已经引起了越来越多研究人员的关注。路由器中采用主动队列管理(AQM,Active Queue Management)机制是网络拥塞控制策略的重要组成部分,已成为拥塞控制研究的热点。
就本质而言,网络拥塞控制模型可以看作是一个反馈控制系统,而模糊控制作为智能控制的一大分支,对解决形如网络这种非线性、时变的、不确定性的系统有其独特的优势。同时,区分服务作为目前解决IP网络服务质量的主要模型,可以很好地为不同业务提供相应的服务保障。鉴于此,本文将研究的重点选在能够提供区分服务的模糊拥塞控制算法的研究上。本文的主要工作如下:
(1)分析了拥塞控制研究的意义,并对TCP和IP拥塞控制机制进行了详细地研究,其中重点分析了基于控制理论的AQM算法和区分服务中的AQM算法。
(2)对模糊控制的独特优势,以及用其来改善拥塞控制的可行性进行了分析,讨论了传统AQM控制器的不足,并归纳了模糊控制器在AQM中的应用,提出了AQM中模糊控制系统的一般性模型和模糊控制器的一般性设计方法。
(3)通过对区分服务、模糊控制和队列调度地分析,建立了区分服务环境下模糊拥塞控制算法的模型。
(4)针对传统RED算法中的参数设置困难及缺乏公平性等缺点,鉴于模糊控制在处理网络拥塞问题上的独特优势,提出了一种支持区分服务的模糊拥塞控制算法DSFCC(Differentiated Services Fuzzy Congestion Control)。该算法充分考虑了用户对不同业务流服务质量的要求,采用分享指数与队列长度相结合的方式来处理网络拥塞问题,并使用模糊关系矩阵来描述各类型队列和业务流所处的实时状态,依据模糊规则智能性地控制拥塞。
(5)通过NS实验仿真,验证了DSFCC算法在保证QoS实现的同时具有更平滑的时延特性,以及良好的稳定性和公平性,系统性能得到了明显改善。