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弹性分组环ResilientPacketRing(RPR)是一种基于分组交换的MAC层协议,具有高效、公平和弹性自愈等诸多优点,由IEEE802.17工作组负责其标准化工作。公平机制是RPR网络中的一个关键特性,通过空间复用技术,实现了良好的公平性和高链路利用率。RPR通过节点间的显式速率反馈机制,有效地控制了拥塞及带宽在各个节点间的公平分配。然而在某些场景下(如非平衡流),RPR公平机制使用了不适宜的初始公平速率,基于滑动窗口的TCP拥塞避免机制无法及时做出响应,这将引起两种机制间的速率失配,TCP实际拥塞窗口大小长期小于可用窗口大小,最终导致TCP性能的衰减。
主动队列管理算法可通过评估网络状态、预测拥塞出现,对分组进行有目的地丢弃,从而使发送端及时地了解到网络状况并调整发送速率。因此,本文在RPR网络中使用主动队列管理算法代替“弃尾”(DropTail)算法,以减少TCP-RPR中速率失配的情况。现有的主动队列管理算法视链路带宽为固定值,并根据带宽值对算法参数进行设置。而RPR节点的带宽受到公平算法机制的限制,是一个动态变化的值,静态的主动队列管理算法在RPR中并不能获取最佳性能。本文以主动队列管理算法中的“自适应随机早期检测算法”(ARED)为基础,引入了动态ARED算法,它根据RPR站点的公平速率动态调整ARED参数以适应网络变化。
本文在NS(NetworkSimulator)平台上实现了动态ARED算法,同时进行了大量的仿真实验。仿真结果表明:在RPR中,动态ARED表现出了更有效的主动式队列管理性能,能够得到更好的带宽利用率及更低、更稳定的网络时延。