基于魯棒理論的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)源于美國(guó)國(guó)防部的ARPANET計(jì)劃。后來ARPANET與美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)州SF建成的NSFNET互聯(lián)，并且開始了與加拿大、歐洲和太平洋地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)連接，這就是如今遍布全球的互聯(lián)網(wǎng)的雛形。在20世紀(jì)70年代中期，ARPA為了實(shí)現(xiàn)異種網(wǎng)之間的互聯(lián)與互通，推出了TCP/IP體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議規(guī)范。時(shí)至今日，TCP/IP協(xié)議已成為最流行的網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議。以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)的Internet自從20世紀(jì)90年代以來，其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶數(shù)量及業(yè)

2、務(wù)量都呈現(xiàn)爆炸式的增長(zhǎng)，新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也不斷涌現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)(如加癮用戶激活的連接數(shù)、回路往返時(shí)間)動(dòng)態(tài)變化，這些使得網(wǎng)絡(luò)擁塞的狀況愈加嚴(yán)重和復(fù)雜。擁塞容易造成傳輸時(shí)延和吞吐量等服務(wù)質(zhì)量(QoS)性能指標(biāo)下降，嚴(yán)重影響帶寬、緩存等網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。因此，擁塞控制一直是網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。 Internet主要依賴TCP端到端擁塞控制來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，但它在很多方面己經(jīng)不能滿足復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中各種應(yīng)用的需求。因此在路由器中引入適當(dāng)?shù)年?duì)列

3、管理機(jī)制，可以有效地對(duì)擁塞進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)防。路由器中的擁塞控制策略已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。 主動(dòng)隊(duì)列管理(AQM)是路由器擁塞控制中效果較好的一種方法，被廣泛的采用，也一直是Internet擁塞控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。擁塞控制的目標(biāo)就是要達(dá)到鏈路吞吐量的最大化、分組延遲的最小化、各用戶之間資源分配的合理化和盡可能少地丟棄數(shù)據(jù)包。AQM的目標(biāo)是在基于IP盡力而為(besteffort)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)中，降低緩沖區(qū)排隊(duì)延時(shí)和延時(shí)抖動(dòng)，抑制突發(fā)性

4、的流量擁塞造成的死鎖現(xiàn)象以及報(bào)文丟失。 本文在研究TCP和各種AQM擁塞控制的基礎(chǔ)上，結(jié)合控制理論嘗試設(shè)計(jì)了一種新的AQM控制器。通過理論分析和仿真，證明新的AQM控制器在某些性能上優(yōu)于部分原有的AQM控制器。 總結(jié)了各種常見H∞性能指標(biāo)的物理意義及相互關(guān)系，探索了權(quán)函數(shù)的選取策略，介紹了回路成形方法及H∞控制標(biāo)準(zhǔn)問題。最后把H∞控制頻域設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于解決高速通信網(wǎng)絡(luò)基于流速的擁塞控制問題，設(shè)計(jì)基于H∞控制理論的流控制器