随着各种Internet应用呈现爆发性增长,用户数量不断攀升,尽管Internet带宽在不断增加,但仍满足不了日益增长的应用需求。由此导致的网络拥塞问题已逐渐成为制约网络发展和应用的瓶颈。特别是随着云计算的逐步应用和物联网的发展,越来越多的应用要借助于互联网实现,网络拥塞问题将更加突出。　　 拥塞控制的目的不是完全避免拥塞,而是在网络资源有限的情况下,通过对数据流量的约束和调配,来保持合适的拥塞程度,减少数据丢失,提高网络吞吐量,充分利用网络的资源。本文针对网络拥塞控制中的源端拥塞控制机制、中间节点拥塞控制算法及由拥塞控制引发的传输公平性和动力学行为等问题展开研究,所取得的主要研究成果如下:　　 (1)提出了从TCP发送端解除死锁的方法,给出了死锁产生的必要条件及死锁与混沌的关系。通过分析logistic映射的初始值对其状态的影响,验证了不同的初始值会改变混沌系统的状态。并把该结果用于分析TCP拥塞控制,指出了对于确定参数的网络系统,不同的初始值会导致网络处于周期变化、混沌或不稳定状态,而死锁就是不稳定状态。因此,TCP发送端可以采用改变初始值的方法来避免死锁。仿真表明,该方法能有效地解除死锁,使网络回到混沌,提高网络传输的公平性。　　 (2)提出了一种新的RTT公平性分析模型。通过平面图形和新的模型对RTT公平性进行了分析。对于瓶颈链路,如果采用主动队列管理,两个竞争的TCP数据流流量比值近似为RTT比的倒数,存在RTT不公平性;如果采用弃尾队列管理,只有在不发生数据包超时的情况下,才出现明显的RTT不公平性,如果出现数据包发送超时,则情况较为复杂,频繁出现RTT大的TCP数据流多占用网络带宽的现象,因此很难得到一般性的结论。最后通过NS2仿真来验证所建模型和分析方法的正确性。　　 (3)提出了随机回退的TCP拥塞控制算法—TCP Njust。该算法在现有的TCP拥塞控制策略中叠加随机变量,增加了TCP拥塞窗口增加和减少的随机性。该算法能有效减缓TCP全局同步,提高网络传输效率。其性能优于TCP Newreno,在网络突发数据流较多时,其性能优于Vegas。TCP Njust算法简单,具有TCP友好性,适合在Internet上使用。　　 (4)提出了多次随机丢包、随机和弃头相结合及N次弃头的三种多次丢包被动队列管理改进算法。提出了速度公平性的概念,给出了速度公平性指数计算公式。指出了尾部丢弃数据包的队列管理机制,存在速度不公平性,如弃尾队列管理和RED。这三种算法在队列满时,采用多次丢弃队列中的数据包的方式,对占据队列较多的TCP链接有更好的惩罚作用,改善RTT公平性和速度公平性;能有效提高网络的传输效率,避免死锁和全局同步;计算量小,适合在实际网络上使用。　　 (5)提出了一种网络拥塞控制线性化模型的修正方法。该方法减少了总拥塞窗口的估计值,避免传统的线性化模型在网络传输非同步化时,不能精确刻画网络状态的不足。如果采用传统的线性化方程设计的PID控制器,在延时较大或较小时不能保持稳定,但根据修正后的方程设计的PID控制器能实现较大或较小延时时的稳定,并达到控制性能。提出了一种改进的RED算法—RED-r,该算法采用二次圆函数来计算丢包概率,减少了RED的设置参数,改善了RED的性能,实现了在网络大延时和小延时时的队列稳定,并且在小延时时能获得比PID队列更平滑的效果。