高速路由器的主动队列管理算法研究

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Internet的体系结构是以IP协议提供的无连接端到端报文传输服务为基础,提供“尽力而为"服务模型的设计机制。这种机制的最大优点是设计简单、实现容易、可扩展性强。Internet自出现以来得到了快速发展,然而TCP/IP的这种优势是有代价的,随着Internet用户数量的不断膨胀,网络的拥塞问题也越来越趋严重。因此,设计一种简单而有效的拥塞控制算法成为网络管理中急待解决的问题。作为高速路由器的一个重要模块,主动队列管理(Active Queue Management,AQM)近年来受到越来越多的重视,在高速路由器中实施AQM策略是为了提供小的分组丢失、高的吞吐量和链路利用率以及低的队列延时,它与TCP端到端的拥塞控制相结合,是解决目前Internet拥塞控制问题的一个主要途径。 主动队列管理算法在实现上又包括基于平均队列长度和基于速率变化来进行拥塞判断两个方面。本文针对现有算法在实现性能上存在的缺点和不足,在实现经典算法RED算法(随机早期检测算法,是一种基于平均队列长度的拥塞判定方法)的基础上,采用一种新的基于速率变化判断拥塞的算法RAQM算法,然后结合RED算法吞吐量高但延迟大且不稳定,而RAQM算法延迟小、稳定但吞吐量较小的特点,对这两种算法进行有机的结合、取长补短,实现基于平均队列长度和基于速率变化的双重拥塞判定法RQ算法和RQC算法。通过仿真分析,对比RED算法、RAQM算法和RQ、RQC算法,可以发现RQ和RQC算法降低了RED和RAQM算法单独拥塞判断模式上的不足,同时也极大的提高了性能。
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