计算机网络拥塞控制算法研究

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

计算机网络拥塞控制算法研究

作者：王荣平

来源：《科技风》2016年第11期

摘 要：为了避免网络拥塞Internet主要依赖TCP端到端拥塞控制，互联网的稳定运行有一部分要归功于以TCP为代表的端到端拥塞控制机制，这个机制起了很大的作用。但是由于互联网上的应用和用户的增多，互联网规模的爆炸，这个机制已经不能全面的满足网络中各种复杂应用的需求，拥塞已经成为迫在眉睫的问题。 在本文中，当前的TCP/IP网络的拥塞控制两个层，并以此为基础针对网络的实际应用需求做了深入研究。 关键词：拥塞控制；TCP/IP网络；PID；控制主动队列管理

计算机网络已有几十年的历史，但无论是网络技术发展迅速，还是应用范围与影响深度，变化最快的阶段还是面向大众的最近十年。计算机网络发展历史表明：用户需求是推动网络技术发展的最根本原动力。

在九十年代初期，用户抱怨接入速度过慢；九十年代中期，主干网传输速度受到了质疑；九十年代后期，用户对网络多媒体服务和服务质量要求日趋强烈。而拥塞控制技术是其他技术发展的基础，所以研究拥塞控制技术对计算机网络体系结构发展有极为深远的意义。 1 网络拥塞的概念及产生原因

由于网络中有很多的数据包而导致性能下降，这种现象称为拥塞。关于拥塞现象，可用图1来阐述。当有较小的网络覆盖时，随着负载的增长而增长的吞吐量，响应时间更加缓慢。 2 网络拥塞控制算法及存在问题

拥塞控制算法“拥塞避免”了这两种不同的机制“拥塞控制”。拥塞控制用于从网络拥塞状态中恢复，拥塞机制，因此，“恢复”的机制；其目标是避免网络拥塞避免进入停滞状态在低潜伏时间，在网络运行，高输入输出量的状态下，因此拥塞避免是“预防”机制。根据产生网络拥塞的原因可知，虽然源于资源短缺而产生的拥塞，但单方面的增加资源有时只能加重拥塞程度并不能解决拥塞的发生。比如说，有时为了增大报文通过网关的延迟而增加网关的缓存，在数据包转发完成一条长时间排队已经超时，但是源端却认为这些数据包已经被丢弃，于是开始重新传输，但这些仍然被传输的网络分组，因此一个网络资源浪费导致堵塞。 3 TCP/IP拥塞控制结构分类

在拥塞闭环的控制中，源端调节发送速率是通过反馈信号来完成的，因此拥塞控制中必不可少的一个环节就是反馈环节。一般有以下两种反馈方式：隐式反馈和显式反馈。在隐式反馈，终端系统负责引进和传输状态的监测数据，并从此处推测网络拥塞的状态，进而来调节发