本文關鍵詞：基于動力學模型的FAST TCP網(wǎng)絡擁塞控制協(xié)議的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著網(wǎng)絡不斷的發(fā)展,新型業(yè)務的涌現(xiàn),網(wǎng)絡承載能力面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。當網(wǎng)絡中可用帶寬小于所需帶寬時,網(wǎng)絡將會產(chǎn)生擁塞。隨著網(wǎng)絡負載的進一步增加,擁塞現(xiàn)象愈加嚴重。網(wǎng)絡擁塞會降低網(wǎng)絡性能,如傳輸時延增大,數(shù)據(jù)丟包率增加等,嚴重影響終端用戶業(yè)務體驗。研究網(wǎng)絡擁塞,提升網(wǎng)絡質量成為當前研究熱點。網(wǎng)絡擁塞協(xié)議的研究不僅涉及到穩(wěn)定性的討論,還包括一系列動態(tài)行為,如周期性振蕩、混沌、分岔等。在時延微分方程中,周期性的振蕩會產(chǎn)生霍普夫分岔,系統(tǒng)從穩(wěn)定狀態(tài)變成不穩(wěn)定。因此,研究互聯(lián)網(wǎng)擁塞控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有十分重要的意義。本文運用動力學方法,研究FAST TCP模型的平衡點,極限環(huán)的穩(wěn)定性,霍普夫分岔以及分岔周期解的性質。首先介紹了網(wǎng)絡擁塞的定義,然后從源算法和路由算法兩個方面描述了擁塞控制算法。詳細介紹了高速網(wǎng)絡擁塞控制機制的原理�；贔AST TCP擁塞控制算法的數(shù)學模型,使用動力學分析方法,并選擇通信時延作為分岔參數(shù)分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,證明了FAST TCP模型存在霍普夫分岔行為。然后采用時延控制策略控制分岔,使得通信時延的臨界值增加,從而穩(wěn)定了信號發(fā)送率和路由緩沖區(qū)大小,在一定參數(shù)范圍內有效地避免網(wǎng)絡擁塞的發(fā)生。本文的主要創(chuàng)新點如下：(1)分析為什么傳統(tǒng)TCP擁塞控制協(xié)議在高帶寬時延積網(wǎng)絡中不能適用。而在近些年來提出的適合高速網(wǎng)絡的眾多新型協(xié)議中,FAST TCP協(xié)議把隊列時延作為擁塞度量因子,精確地預估了擁塞,同時具有穩(wěn)定的網(wǎng)絡和高帶寬利用率。(2)本文分析FAST TCP擁塞控制系統(tǒng)動力學模型。應用微分方程和控制理論,得出當網(wǎng)絡時延經(jīng)過某一臨界值時,系統(tǒng)發(fā)生霍普夫分岔,此時會從平衡點處分岔出一組周期解,從實際的角度來看,這意味著平穩(wěn)信號發(fā)送率和路由緩沖區(qū)大小是不保證的,這是不可取的。然后使用中心流形定理和正規(guī)形理論得出分岔性質,再仿真驗證理論推導的正確性。(3)網(wǎng)絡中端到端的擁塞控制是可實施的,從技術上來說,在網(wǎng)絡模型上添加一個控制器不會增加成本或網(wǎng)絡的復雜性,同時它可以顯著地改善網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。因此不僅有理論意義還有實際價值。為了消除霍普夫分岔對于系統(tǒng)的不利影響,本文采用時延反饋算法對其進行控制。通過選擇合適的控制參數(shù),可以有效地推遲霍普夫分岔的發(fā)生,從而得到理想的動力學行為。
【關鍵詞】：網(wǎng)絡擁塞 FAST TCP 霍普夫分岔 擁塞控制
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.04
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 文章結構安排13-15
• 第二章 網(wǎng)絡擁塞控制簡介15-24
• 2.1 網(wǎng)絡擁塞15-16
• 2.2 網(wǎng)絡擁塞控制的分類16-17
• 2.3 源算法-TCP擁塞控制17-18
• 2.4 鏈路算法-AQM18-19
• 2.5 高速網(wǎng)絡擁塞策略19-20
• 2.6 非線性動力學20-23
• 2.6.1 同倫分析方法20-22
• 2.6.2 Hopf分岔22-23
• 2.7 本章小節(jié)23-24
• 第三章 FAST TCP穩(wěn)定性分析24-44
• 3.1 FAST TCP協(xié)議24-25
• 3.2 FAST TCP模型Hopf分岔25-42
• 3.2.1 Hopf分岔分析25-29
• 3.2.2 Hopf分岔周期解的方向和穩(wěn)定性29-39
• 3.2.3 MATLAB數(shù)值仿真39-42
• 3.3 本章小結42-44
• 第四章 FAST TCP Hopf分岔控制44-58
• 4.1 時延反饋控制法44
• 4.2 FAST TCP系統(tǒng)時延反饋控制算法44-52
• 4.3 Matlab仿真52-56
• 4.4 本章小結56-58
• 第五章 總結和展望58-60
• 5.1 論文總結58-59
• 5.2 未來研究展望59-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 廖世俊;;同倫分析方法:求解強非線性問題的一個新途徑[J];科學觀察;2009年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 丁大為;互聯(lián)網(wǎng)擁塞控制系統(tǒng)動力學行為分析及控制研究[D];上海交通大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 邱森;高速和無線網(wǎng)絡擁塞控制模型研究[D];安徽大學;2015年

  本文關鍵詞：基于動力學模型的FAST TCP網(wǎng)絡擁塞控制協(xié)議的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：346631