基于改進(jìn)的控制時(shí)延主動(dòng)隊(duì)列管理算法研究

基于改進(jìn)的控制時(shí)延主動(dòng)隊(duì)列管理算法研究

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1、分類號(hào)TP393學(xué)校代碼10590UDC004密級(jí)公開深圳大學(xué)碩士學(xué)位論文基于改進(jìn)的控制時(shí)延主動(dòng)隊(duì)列管理算法研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名余信珂專業(yè)名稱計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院(系、所)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院指導(dǎo)教師姓名蔡茂國教授原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文基于改進(jìn)的控制時(shí)延主動(dòng)隊(duì)列管理算法研究是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。論文作者簽名:日期:年月日基于改進(jìn)的控制時(shí)延主

2、動(dòng)隊(duì)列管理算法研究摘要主動(dòng)隊(duì)列管理是避免網(wǎng)絡(luò)擁塞,提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)的重要方法。網(wǎng)絡(luò)中可以利用的資源是有限的,隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的流量越來越大,當(dāng)業(yè)務(wù)流量超過網(wǎng)絡(luò)所能提供的能力時(shí),會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的擁塞,導(dǎo)致分組丟失率增大,傳輸時(shí)延增大,嚴(yán)重時(shí)可能使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)生崩潰。一個(gè)時(shí)常發(fā)生擁塞又無法及時(shí)恢復(fù)的網(wǎng)絡(luò)是無法提供良好的QoS保證的。主動(dòng)隊(duì)列管理算法作為擁塞控制的一種有效手段,可以降低網(wǎng)絡(luò)擁塞發(fā)生的機(jī)率,提高網(wǎng)絡(luò)的QoS,具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文詳細(xì)評(píng)述了主動(dòng)隊(duì)列管理算法研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,深入研究了控制時(shí)延主動(dòng)隊(duì)列管理

3、(CoDel)算法的優(yōu)點(diǎn),以及存在的不足,并且對(duì)CoDel算法提出了改進(jìn)。1、提出了一種概率優(yōu)化的控制時(shí)延主動(dòng)隊(duì)列管理算法(PCoDel)??刂茣r(shí)延主動(dòng)隊(duì)列管理算法(CoDel)是嚴(yán)格控制時(shí)延的,在突發(fā)數(shù)據(jù)流到來時(shí),存在大量丟棄數(shù)據(jù)分組,降低網(wǎng)絡(luò)性能的問題。本文對(duì)CoDel算法進(jìn)行了改進(jìn),在CoDel算法的基礎(chǔ)上,將分組在隊(duì)列中的平均時(shí)延作為判斷網(wǎng)絡(luò)擁塞的依據(jù),在分組進(jìn)入隊(duì)列時(shí),根據(jù)概率進(jìn)行丟棄分組的策略。2、加入了謹(jǐn)慎的自適應(yīng)的機(jī)制,提高算法的穩(wěn)定性。當(dāng)平均時(shí)延增大時(shí),相應(yīng)地增大初始丟棄概率,以較大的概率丟棄數(shù)據(jù)分組;而當(dāng)平均時(shí)延較小時(shí),減小初始丟棄概

4、率,以達(dá)到保持隊(duì)列平均時(shí)延穩(wěn)定的目的。在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的CoDel、sfqCoDel算法相比,PCoDel算法的平均吞吐量、丟包率、平均時(shí)延、鏈路利用率、平均隊(duì)列長度均有優(yōu)勢(shì),在平均吞吐量和丟包率方面,PCoDel算法有明顯的改進(jìn)。3、提出了可以適用于多種優(yōu)先級(jí),滿足不同類型的業(yè)務(wù)需求,加權(quán)的概率優(yōu)化控制時(shí)延主動(dòng)隊(duì)列管理算法(WPCoDel)。在丟棄分組時(shí),根據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)賦予不同的丟棄概率,使得優(yōu)先級(jí)較高的分組具有較小的丟棄概率,為用戶提供差異化的服務(wù)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,加權(quán)后的WPCoDel算法與未加權(quán)的PCoDelI基于改

5、進(jìn)的控制時(shí)延主動(dòng)隊(duì)列管理算法研究算法相比,時(shí)延、抖動(dòng)、隊(duì)列長度相差不大,吞吐量、鏈路利用率有輕微的降低,丟包率有輕微提高。WPCoDel算法與PCoDel算法相比,可以在整體性能相近的情況下,提供更加廣泛的應(yīng)用,為用戶提供差異化的服務(wù),使得優(yōu)先級(jí)較高的分組獲得較高的服務(wù)質(zhì)量。并且與傳統(tǒng)的CoDel、sfqCoDel算法相比,WPCoDel算法在端到端時(shí)延、鏈路利用率、隊(duì)列長度方面仍然具有優(yōu)勢(shì),吞吐量和丟包率有明顯的改進(jìn)。關(guān)鍵詞:控制時(shí)延;隨機(jī)公平隊(duì)列控制時(shí)延;概率優(yōu)化的控制時(shí)延;加權(quán)的概率優(yōu)化控制時(shí)延;擁塞控制;主動(dòng)隊(duì)列管理;服務(wù)質(zhì)量;IIAnImpro

6、vedControlledDelayAlgorithmforActiveQueueManagementAbstractActivequeuemanagementisanimportantmethodtoavoidnetworkcongestionanditcanimprovethequalityofservice(QoS).Availableresourcesinthenetworkarelimited.Withtherapiddevelopmentofthenetwork,thenumberofdatatrafficinnetworkismuchbig

7、gerthanbefore.Whenthedatatrafficexceedstheuppercontrollimitofthenetwork,networkcongestionwillappear.Thenetworkcongestionwillleadtotheincrementofpacketlostrateandbiggertransmissiondelay,seriouslyitcanmakethenetworkparalysis.Frequentnetworkcongestionanddifficultrecoveryareunabletop

8、rovidegoodQoSguarantee.Activequeuemanage

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