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基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制研究

發(fā)布時(shí)間:2019-09-27 02:08
【摘要】:隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不斷增加,尤其現(xiàn)在的三網(wǎng)融合已經(jīng)趨于實(shí)現(xiàn),用戶(hù)對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量的要求越來(lái)越高。近年來(lái),主動(dòng)隊(duì)列管理(AQM)已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)擁塞控制的熱點(diǎn)問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)擁塞控制的目標(biāo)是盡可能少的丟包率、盡可能低的時(shí)延、盡可能公平地分配帶寬、盡可能低的網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)、盡可能大的吞吐量等。 目前較多的AQM算法都存在著參數(shù)固定、不能實(shí)時(shí)調(diào)整的問(wèn)題,導(dǎo)致對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性較低。本文主要研究基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法,提高擁塞控制的自適應(yīng)性。首先,詳細(xì)分析了傳統(tǒng)的AQM算法機(jī)制,諸如RED算法、ARED算法、PI算法和PID算法,分析了它們各自的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“逼近”特性,將隊(duì)列長(zhǎng)度和到達(dá)速率同時(shí)作為丟包率的參考對(duì)象,再與模糊控制相結(jié)合,提出了兩種算法:RSPID算法和CNRPID算法,其中CNRPID算法還運(yùn)用了CHOKe算法的“擊中”理念。最后,利用NS2仿真軟件對(duì)提出的兩種算法和傳統(tǒng)的AQM算法進(jìn)行仿真分析,仿真結(jié)果表明提出的兩種算法相比于傳統(tǒng)的AQM算法具有更好的魯棒性、收斂性以及穩(wěn)定性。
【圖文】:

隊(duì)列長(zhǎng)度,鏈路,時(shí)延


α 取值 0.001,r0取值 15 Mbps。12ns0s112nDropTailDropTailRSPID圖 5.1 RSPID 算法的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖5.2.1 不同的鏈路時(shí)延下 RSPID 算法的性能分析本組仿真實(shí)驗(yàn)主要考察在大時(shí)滯和小時(shí)滯的情況下,RSPID 算法的性能變化,對(duì)于圖 5.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的參數(shù)設(shè)置如下:鏈路時(shí)延分別設(shè)置為 15ms、30ms、60ms 和 120ms,RSPID 算法的仿真結(jié)果如圖 5.2 所示。如圖 5.2 所示,不管鏈路時(shí)延的大小有何變化,RSPID 算法都能夠?qū)⑺矔r(shí)隊(duì)列長(zhǎng)度收斂到 100packets 附近,說(shuō)明 RSPID 算法不管是在大時(shí)滯還是在小時(shí)滯的情況下均具有一定的魯棒性。但是隨著鏈路時(shí)延的增加,瞬時(shí)隊(duì)列長(zhǎng)度的收斂速度會(huì)降低,瞬時(shí)隊(duì)列長(zhǎng)度會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間的不穩(wěn)定,甚至在一定的程度上會(huì)發(fā)生抖動(dòng)的情況,而產(chǎn)生這種情況的原因則是因?yàn)殡S著鏈路時(shí)延的增大,會(huì)相應(yīng)地延長(zhǎng)路由器發(fā)送數(shù)據(jù)包分組成功所需要的時(shí)間,這樣就會(huì)使得越來(lái)越多的數(shù)據(jù)包分組積壓在瓶頸鏈路中,而當(dāng)積壓的速率超過(guò)了路由器處理數(shù)據(jù)包分組的速率的時(shí)候,就會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的丟

鏈路,時(shí)延,隊(duì)列,隊(duì)列長(zhǎng)度


南京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第五章 RSPID和CNRPID算法的仿真CNRPID 算法不管是在大時(shí)滯還是小時(shí)滯的情況下均具有一定的魯棒性。但是隨著鏈路時(shí)延的增加,CNRPID 算法的收斂速度有所降低,并且瞬時(shí)隊(duì)列長(zhǎng)度會(huì)不穩(wěn)定,,甚至在一定的程度上會(huì)發(fā)生抖動(dòng)的情況,而產(chǎn)生這種情況的原因則是因?yàn)殡S著鏈路時(shí)延的增大,路由器發(fā)送數(shù)據(jù)包分組成功所需要的時(shí)間就會(huì)相應(yīng)地延長(zhǎng),這樣就會(huì)使得越來(lái)越多的數(shù)據(jù)包分組積壓在瓶頸鏈路中,而當(dāng)積壓的速率超過(guò)了路由器處理數(shù)據(jù)包分組的速率的時(shí)候,就會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)隊(duì)列的不穩(wěn)定,甚至劇烈地抖動(dòng),但是與 RSPID 算法不同的是,CNRPID 算法的瞬時(shí)隊(duì)列長(zhǎng)度的抖動(dòng)要比 RSPID 算法的抖動(dòng)大一些,CNRPID 算法的抖動(dòng)時(shí)間要比 RSPID 算法的抖動(dòng)時(shí)間要短許多,這就說(shuō)明 CNRPID 算法能夠在抖動(dòng)發(fā)生的時(shí)候迅速地調(diào)整自身的參數(shù),將瞬時(shí)隊(duì)列長(zhǎng)度盡快地收斂到期望隊(duì)列長(zhǎng)度附近,其適應(yīng)性比 RSPID 算法的適應(yīng)性要強(qiáng)。
【學(xué)位授予單位】:南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類(lèi)號(hào)】:TP393.06;TP183

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本文編號(hào):2542434

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