江 明,劉 鋒
(1.北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院,北京 100191;2.國家空管新航行系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100191)
隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷增大,互聯(lián)網(wǎng)上的用戶和應(yīng)用也都在快速增長,擁塞問題已經(jīng)成為影響TCP傳輸性能的重大問題,對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量QoS(Quality of Service)提出了更高的要求。隊(duì)列管理機(jī)制作為TCP/IP的擁塞控制手段,近年來得到研究者們的高度重視,在減輕擁塞、提升吞吐量方面起到了重要的作用[1~3]。
主動式隊(duì)列管理AQM(Active Queue Management)是基于FIFO調(diào)度策略的隊(duì)列管理機(jī)制[4],能夠讓路由器主動決定在什么時候丟多少包,以實(shí)現(xiàn)擁塞控制。AQM能減少丟棄包的數(shù)量,提供更優(yōu)秀的服務(wù)性能。AQM算法中最為著名的是隨機(jī)早期檢測RED(Random Early Detection)[5]。RED能夠有效控制隊(duì)列長度,可以更好地支持實(shí)時應(yīng)用;能夠最少化全局同步的發(fā)生,使帶寬利用率不致降低。然而,RED沒有考慮業(yè)務(wù)流的優(yōu)先級,不能支持服務(wù)質(zhì)量區(qū)分,且對參數(shù)的敏感度較高。繼RED算法之后,研究人員又提出了BLUE[6]、GREEN[7]等算法和SRED[8]、ARED[9]、PRED[10]等RED改進(jìn)版本。但是,這些算法和改進(jìn)版本都沒有考慮優(yōu)先級的問題。
在先前將RED應(yīng)用于存在優(yōu)先級的場景的研究中,研究者們提出的技術(shù)路線大致分為兩類。一類是將路由器緩存隊(duì)列拆分成多個具有不同優(yōu)先級的虛擬隊(duì)列,對每個虛擬隊(duì)列賦予優(yōu)先級。文獻(xiàn)[11]提出了隊(duì)列實(shí)時優(yōu)先級的概念,將緩存隊(duì)列分成多個具有不同實(shí)時優(yōu)先級的隊(duì)列,每當(dāng)分組到達(dá)時按照擁塞程度計算各個隊(duì)列的實(shí)時優(yōu)先級,并將分組存入優(yōu)先級最高的隊(duì)列中;文獻(xiàn)[12]按照分組優(yōu)先級的不同分成多個虛擬子隊(duì)列,并使用狀態(tài)方程計算隊(duì)列長度和丟棄概率;文獻(xiàn)[13]提出的算法思想與文獻(xiàn)[11]類似,但在計算丟棄概率時使用ARED算法來更新最大丟棄概率。這類算法需要維持多個虛擬隊(duì)列,會增加分組亂序的問題,從而導(dǎo)致TCP性能降低或者增加延遲抖動。
另一類則是將到來的分組按業(yè)務(wù)流的不同賦予優(yōu)先級。最典型的是RIO算法及其改進(jìn)算法RIO-C[14]。RIO在一個隊(duì)列中管理in分組和out分組而不需要維持兩個隊(duì)列;RIO-C在RIO的基礎(chǔ)上將丟棄優(yōu)先級擴(kuò)展為三類,然而會對高丟棄優(yōu)先級的分組過量丟棄;文獻(xiàn)[15]提出PFRIO算法,為每類丟棄優(yōu)先級設(shè)置一組參數(shù)并分別計算平均隊(duì)列長度和丟棄概率,但各優(yōu)先級丟棄概率的差異仍然較大;文獻(xiàn)[16]的基本思想與文獻(xiàn)[11]類似,而使用IPv6包頭的流標(biāo)簽域來標(biāo)記優(yōu)先級包和非優(yōu)先級包。這類算法大多關(guān)注各優(yōu)先級之間的丟包率比較和平均隊(duì)列長度,對吞吐量等性能沒有提升。在計算丟棄概率時往往使高丟棄優(yōu)先級分組的丟棄概率急劇增加,有失公平性[14~17]。同時,還要維持多組參數(shù),不僅需要消耗較多存儲資源,具有相當(dāng)?shù)挠嬎銖?fù)雜度,而且依然存在對參數(shù)敏感度的問題,由于參數(shù)眾多,參數(shù)敏感性問題甚至比RED更甚。
近年來,研究者們?nèi)匀粚τ袃?yōu)先級的RED有較高的關(guān)注,相關(guān)研究仍在繼續(xù)。文獻(xiàn)[18,19]針對AQM與VoIP相容的問題,提出了新的架構(gòu)BOUDICCA,用基于AF-PHB和WRED配置的方法來降低成本并劃分優(yōu)先級。BOUDICCA對VoIP網(wǎng)絡(luò)針對性較強(qiáng),結(jié)合使用了OSPF路由選擇與RED的擁塞控制。它是幾種不同領(lǐng)域的算法結(jié)合起來的整體架構(gòu),并沒有對RED算法本身進(jìn)行有效的改進(jìn),只是通過設(shè)置不同的Pmax來調(diào)整“金、銀、銅”三種不同優(yōu)先級的丟棄概率,以保證“金”數(shù)據(jù)流的高QoS。文獻(xiàn)[20]提出DF-RED算法,用優(yōu)先級來保護(hù)適應(yīng)流。當(dāng)適應(yīng)流與非適應(yīng)流同時存在且非適應(yīng)流大量攫取資源時,DF-RED增大非適應(yīng)流的丟棄概率,從而起到保護(hù)適應(yīng)流的作用。DF-RED的優(yōu)先級是在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中動態(tài)確定的,因此其計算成本較高,而且從仿真結(jié)果看,其隊(duì)列長度變化比RED更劇烈。文獻(xiàn)[21]提出的算法使用反饋的方式,把擁塞檢測信號通知給tcp流,能更快地探知到早期擁塞。其只在入口節(jié)點(diǎn)對分組進(jìn)行優(yōu)先級的劃分,對適應(yīng)流和非適應(yīng)流的性能保障有明顯區(qū)分度,但同種流之間則無明顯區(qū)分。
本文提出一種新的RED改進(jìn)機(jī)制—基于優(yōu)先級的RED PbRED(Priority based RED),針對RED沒有考慮到業(yè)務(wù)流存在優(yōu)先級從而無法區(qū)分服務(wù)質(zhì)量的情況,對業(yè)務(wù)流賦予優(yōu)先級,使用優(yōu)先級信息調(diào)整丟棄概率,優(yōu)先級越高,丟棄概率越小,反之亦然。不同于現(xiàn)有的算法,PbRED可以通過調(diào)節(jié)可調(diào)參數(shù),自由調(diào)整不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)流的丟棄概率,從而使不同優(yōu)先級服務(wù)質(zhì)量的線性區(qū)分度具有可控性,保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)流獲得更好的吞吐量性能,并且提高tcp流對cbr流的競爭力。在得到較好性能的同時,幾乎不會損失公平性。
RED的基本思想是通過監(jiān)控路由器輸出端口隊(duì)列的平均長度來探測擁塞,一旦發(fā)現(xiàn)擁塞逼近,就隨機(jī)地選擇連接來通知擁塞,使它們在隊(duì)列溢出導(dǎo)致丟包之前減小發(fā)送窗口,降低發(fā)送數(shù)據(jù)的速率,從而緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞。每當(dāng)有分組到達(dá)時,RED算法首先計算此時的平均隊(duì)列長度Lave,并將之與隊(duì)列長度最小門限THmin和最大門限THmax比較。若Lave RED算法能夠準(zhǔn)確地辨別擁塞,有效緩解全局同步現(xiàn)象,提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率;能夠有效地將平均隊(duì)列長度控制在較低的長度,緩解早期擁塞現(xiàn)象;同時,RED算法的控制原理簡單,計算復(fù)雜度低,實(shí)現(xiàn)簡便。 RED算法沒有考慮到不同業(yè)務(wù)流存在不同優(yōu)先級的情況,因而不能較好地區(qū)分服務(wù)。在實(shí)際應(yīng)用中,很多時候希望不同的業(yè)務(wù)流得到不同的服務(wù)質(zhì)量。當(dāng)帶寬資源有限時,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先保證實(shí)時性業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量,例如視頻流、音頻流和文本流同時存在時,我們希望視頻流能夠得到高于其他兩個流的服務(wù)質(zhì)量,而音頻流的服務(wù)質(zhì)量又應(yīng)當(dāng)高于文本流。又如付費(fèi)用戶的業(yè)務(wù)流理應(yīng)比非付費(fèi)用戶的業(yè)務(wù)流得到更好的服務(wù)。 另外,RED雖然能夠在ftp流之間較為公平地分配帶寬,但當(dāng)ftp流和非ftp流(例如cbr流)同時存在時,RED就不能有效地保護(hù)ftp流。因?yàn)镽ED本質(zhì)上還是通過丟棄數(shù)據(jù)包來通知ftp源減小發(fā)送窗口來控制擁塞,而cbr流沒有擁塞控制機(jī)制,不會由于丟包而降低發(fā)送速率。因此,當(dāng)發(fā)生擁塞時,cbr流能夠比ftp攫取到更多的網(wǎng)絡(luò)帶寬,這是我們不希望看到的。 在RED計算丟棄概率Pdrop時,對所有的業(yè)務(wù)流的計算都是相同的,在所有的流之間隨機(jī)挑選要丟棄的分組。這樣的做法對不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)流沒有區(qū)分度,高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)流與低優(yōu)先級的業(yè)務(wù)流得到的服務(wù)質(zhì)量是大致相同的。 本文提出的PbRED算法,使用優(yōu)先級信息來計算丟棄概率Pdrop,使高優(yōu)先級業(yè)務(wù)流的Pdrop減小,低優(yōu)先級業(yè)務(wù)流的Pdrop增大,進(jìn)而使高優(yōu)先級業(yè)務(wù)流獲得相對較多的資源。同時,由于cbr流的優(yōu)先級最低,能夠通過大量丟棄cbr流的包,把cbr流攫取的帶寬提供給tcp流,從而提高tcp流對cbr流的競爭力,保護(hù)tcp流。 在實(shí)際的應(yīng)用中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同業(yè)務(wù)流類型、業(yè)務(wù)流的緊急程度等信息來確定業(yè)務(wù)流的優(yōu)先級。而在本文理論分析及仿真實(shí)驗(yàn)中,為簡化起見,直接對每個業(yè)務(wù)流分配優(yōu)先級。本文規(guī)定,用從1開始的自然數(shù)來代表每個業(yè)務(wù)流的優(yōu)先級,并用prio_表示優(yōu)先級這個變量。優(yōu)先級最高的業(yè)務(wù)流,其prio_值為1;優(yōu)先級第二高的業(yè)務(wù)流,其prio_值為2,以此類推。在本文的分析中,假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中共有n條業(yè)務(wù)流,且優(yōu)先級互不相同,優(yōu)先級最低為n。 在PbRED算法中,丟棄概率Pdrop對所有業(yè)務(wù)流不再是相同的,而是與每個業(yè)務(wù)流的優(yōu)先級相關(guān)。優(yōu)先級越高,丟棄概率越小。新的丟棄概率計算方法為: Pdrop=Pdrop-old×F(prio_) (1) 其中,Pdrop-old是改進(jìn)前的丟棄概率,即RED算法中的丟棄概率。F(prio_)是不同優(yōu)先級對應(yīng)的縮減系數(shù),F(xiàn)(prio_)∈[0,1]。F(prio_)的計算方法為: (2) 其中,n表示優(yōu)先級的個數(shù);MDfst(即Min-Drop-first)代表優(yōu)先級為1的縮減系數(shù)值,它是所有優(yōu)先級的縮減系數(shù)中的最小值;第n個優(yōu)先級的縮減系數(shù)為2-MDfst。由于所有優(yōu)先級的縮減系數(shù)是線性變化的,這就保證了在正常情況下,所有縮減系數(shù)的數(shù)學(xué)期望是1,即從統(tǒng)計的角度來講,丟棄概率的期望值與RED是相同的。 F(prio_)函數(shù)如圖1所示。低優(yōu)先級業(yè)務(wù)流的丟棄概率在乘以縮減系數(shù)之后有可能增大至超過1,對于超過1的丟棄概率,都以1計算。 Figure 1 F(prio_) function圖1 F(prio_)函數(shù) PbRED算法中的優(yōu)先級與IP協(xié)議中規(guī)定的優(yōu)先級物理意義相同,但為了理論研究和仿真實(shí)驗(yàn)的簡化,使用的是IPv6數(shù)據(jù)報首部中的“Flow Label(流標(biāo)號)”域。由于使用已有的域,不必另行增加報頭的開銷,也不會增加計算復(fù)雜度。 MDfst是PbRED算法中一個很重要的可調(diào)參數(shù),它的取值會影響到PbRED算法的性能。PbRED通過調(diào)節(jié)參數(shù)MDfst來調(diào)整不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)流的丟棄概率。從圖1中能夠看出,MDfst的取值越小,各優(yōu)先級的縮減系數(shù)之間的差值越大。MDfst的兩個極限值分別是0和1。當(dāng)MDfst=0時,優(yōu)先級為1的流的分組的Pdrop=0,即不會被丟棄。當(dāng)MDfst=1時,所有優(yōu)先級的丟棄概率都是Pdrop-old,即此時就是RED。從這個角度,可以把RED算法看成是PbRED算法的一個特例。MDfst的取值在0.3~0.6時,能夠取得較好的性能,本文中取MDfst=0.5。 PbRED既不必維持多個虛擬隊(duì)列,也不需要多組參數(shù),因此不存在分組亂序和參數(shù)敏感性的問題。 由以上對PbRED算法的介紹和分析,最終總結(jié)PbRED算法的偽代碼如算法1所述。 算法1PbRED算法 輸入: p//新近到達(dá)的分組; n//優(yōu)先級數(shù)量; MDfst//第1優(yōu)先級的縮減系數(shù)。 輸出: Pdrop//分組p的丟棄概率 /*首先由RED算法進(jìn)行處理,若此時平均隊(duì)長在上下門限之間,則得到RED算法的丟棄概率*/ 1:if(Lave>THmin&&Lave 2:{ 3: 由RED算法計算丟棄概率Pdrop-old; 4:} //獲取分組p的優(yōu)先級信息 5:獲取p→prio_; //計算p的縮減系數(shù)及丟棄概率 6:計算p的縮減系數(shù);//由式(2) 7:計算丟棄概率;//由式(1) 8:if(Pdrop>1) 9:{ 10:Pdrop=1;/*針對低優(yōu)先級丟棄概率可能大于1的情況進(jìn)行調(diào)整*/ 11:} 12:返回Pdrop; PbRED流程圖如圖2所示。 Figure 2 Flow chart of PbRED圖2 PbRED流程圖 仿真使用NS2模擬實(shí)驗(yàn)平臺[22~25]對RED和PbRED兩種算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)和性能評估。仿真采用的性能指標(biāo)有三項(xiàng),分別是: (1)丟包率:在傳輸過程中丟失的數(shù)據(jù)分組數(shù)與信源總共發(fā)送的數(shù)據(jù)分組數(shù)的比率。 (2)隊(duì)列長度:包括瞬時隊(duì)列長度和平均隊(duì)列長度,以字節(jié)為單位,除以分組大小即得包的個數(shù)。 (3)吞吐量:單位時間內(nèi)信宿接收到的數(shù)據(jù)量。 仿真使用的場景是隊(duì)列管理實(shí)驗(yàn)典型的單邊啞鈴型結(jié)構(gòu),如圖3所示。 Figure 3 Simulation script圖3 仿真場景 節(jié)點(diǎn)0、1、2、3、4為五個信源,業(yè)務(wù)流類型分別為四個ftp源和一個cbr源,代號分別為ftp0~ftp3和cbr,優(yōu)先級依次為1、2、3、4、5。節(jié)點(diǎn)5和6之間的鏈路為瓶頸鏈路5-6,其帶寬為0.5 Mb,延時為20 ms。五條信源鏈路0-5、1-5、2-5、3-5、4-5的參數(shù)相同,帶寬為2 Mb,延時為10 ms。所有tcp源的發(fā)送窗口均為10 000,cbr源的發(fā)送速率為0.1 Mb,所有數(shù)據(jù)源的分組大小均為500。實(shí)驗(yàn)中取MDfst=0.5,RED算法的各參數(shù)均為NS2下的默認(rèn)參數(shù),即THmin=5,THmax=15。仿真時間為1 000 s。 4.2.1 丟包率 表1為仿真的丟包率的統(tǒng)計結(jié)果。從表1中可以看出,由于cbr流不受擁塞控制,在發(fā)生擁塞時不會降低發(fā)送速率(即兩種算法下,發(fā)送包數(shù)不變)。RED算法對各業(yè)務(wù)流的丟棄概率大致相同,但由于cbr流發(fā)送速率大于ftp流,故丟包率相對較小,因此能夠攫取到更多資源,其丟包率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于ftp流。而PbRED算法在區(qū)分各優(yōu)先級的丟包率的同時,能夠大幅提升cbr流的丟包率(因?yàn)槠鋬?yōu)先級最低),使得ftp流能夠獲得更多資源,從而達(dá)到保護(hù)ftp流的目的。 Table 1 Statistics of loss rate 根據(jù)表1中的丟包率數(shù)據(jù),繪制丟包率柱狀圖如圖4所示,圖中每個數(shù)據(jù)源的左側(cè)柱為RED的數(shù)據(jù),右側(cè)柱為PbRED的數(shù)據(jù)。從圖4中可以形象地看出,PbRED使得各優(yōu)先級的丟棄概率呈現(xiàn)出區(qū)分度,并且大大提升了cbr流的丟棄概率,從而保護(hù)了tcp流。 Figure 4 Statistical histogram of loss rate圖4 丟包率統(tǒng)計柱狀圖 4.2.2 隊(duì)列長度 圖5為仿真的隊(duì)列長度的統(tǒng)計結(jié)果。從圖5中可以看出,雖然瞬時隊(duì)列長度變化非常劇烈,但RED算法和PbRED算法都能夠使得平均隊(duì)列長度維持在12~13個左右,即PbRED算法不會增加隊(duì)列的平均長度。 Figure 5 Statistical chart of queue length圖5 隊(duì)列長度統(tǒng)計圖 4.2.3 吞吐量 圖6和圖7為仿真的吞吐量的統(tǒng)計結(jié)果。圖6a為總體的吞吐量統(tǒng)計圖,將DropTail、RED和PbRED三種算法進(jìn)行比較;圖6b是部分放大圖。從圖中可以清楚地看到,RED算法的吞吐量相比于DropTail有一定的提升,而PbRED算法又能夠在RED算法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步較大幅度地提升總體吞吐量。 Figure 6 Statistical chart of total throughput圖6 總體吞吐量圖 圖7為各優(yōu)先級的吞吐量統(tǒng)計圖,從圖7a中能夠看出,RED算法沒有考慮優(yōu)先級的影響,故各業(yè)務(wù)流的吞吐量非常接近,各ftp流的吞吐量沒有區(qū)分度,而cbr流的吞吐量也與ftp流相接近。而圖7b中,PbRED能夠合理地區(qū)分各優(yōu)先級的服務(wù)質(zhì)量,各優(yōu)先級的吞吐量水平呈現(xiàn)顯著差異,高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)流的吞吐量得到較大提升,ftp0的吞吐量上升幅度最大。同時,cbr流的吞吐量有明顯下降,把一部分帶寬資源讓給了ftp流,從而達(dá)到了保護(hù)tcp流的目的。 Figure 7 Statistical chart of each priority’s throughput圖7 各優(yōu)先級吞吐量圖 4.2.4 公平性 為了評估PbRED的公平性能,利用文獻(xiàn)[17]中對算法公平性指標(biāo)的定義: (3) 其中,xi表示每個優(yōu)先級數(shù)據(jù)源所發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量,n表示數(shù)據(jù)源的數(shù)目。公平性指數(shù)FI在[0,1],且FI越大,算法的公平性越好。 根據(jù)表1中的發(fā)送包數(shù)據(jù),由式(3)計算得到RED的公平性指數(shù)為0.919 6,而PbRED算法的公平性指數(shù)為0.909 6。按照文獻(xiàn)[14~16]的仿真結(jié)果,由式(3)計算得到RIO-C、PFRIO和文獻(xiàn)[16]算法的公平性指數(shù)分別為0.668 0、0.800 6和0.500 0。比較結(jié)果可以看出,文獻(xiàn)[14~16]的三種算法的公平性均有不同程度的犧牲,RED算法的公平性最好,本文的PbRED算法的公平性與RED算法接近。 4.2.5 實(shí)驗(yàn)小結(jié) 多次仿真實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果與理論分析得出的結(jié)論相吻合,表明了PbRED算法的合理性和正確性。當(dāng)各業(yè)務(wù)流有不同優(yōu)先級時,PbRED能夠在略微提升整體吞吐量、有效控制平均隊(duì)列長度的前提下,合理區(qū)分不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)流的服務(wù)質(zhì)量,保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)流得到更好的服務(wù)質(zhì)量。同時,能夠增大低優(yōu)先級cbr流的丟包率,降低cbr流的吞吐量,將帶寬資源更多地分配給ftp流,從而提高ftp對cbr流的資源競爭力,有效保護(hù)ftp流。 本文提出了一種新的基于優(yōu)先級的RED改進(jìn)算法—PbRED,針對RED沒有考慮到業(yè)務(wù)流優(yōu)先級、不能區(qū)分服務(wù)質(zhì)量的情況進(jìn)行了改進(jìn),使用優(yōu)先級信息計算丟棄概率,使不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)流的服務(wù)質(zhì)量存在線性區(qū)分度,優(yōu)先級越高,丟棄概率越小,反之亦然。通過調(diào)節(jié)可調(diào)參數(shù),可以自由調(diào)整不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)流的丟棄概率,從而控制不同優(yōu)先級服務(wù)質(zhì)量的區(qū)分度。在保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)流能得到更好的服務(wù)質(zhì)量的同時,提高tcp流對cbr流的競爭力,有效保護(hù)tcp流。仿真實(shí)驗(yàn)表明,在保證不降低整體吞吐量、平均隊(duì)列長度不變、公平性較好的前提下,PbRED算法能夠合理區(qū)分不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)流的服務(wù)質(zhì)量,并保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)流得到更好的吞吐量性能。同時,能夠增大低優(yōu)先級cbr流的丟包率,降低cbr流的吞吐量,將帶寬資源更多地分配給ftp流,從而提高ftp對cbr流的資源競爭力,有效保護(hù)ftp流。 隨著RED算法在網(wǎng)絡(luò)中的廣泛應(yīng)用,研究者們一直在尋求對它進(jìn)行各個方向的改進(jìn)。未來的工作將對PbRED的參數(shù)進(jìn)行深入探討,確定各參數(shù)的最佳值,如如何取值能夠得到最佳折衷和最優(yōu)性能、上下門限應(yīng)如何取值才可以得到最好的性能、是否需要調(diào)整其它參數(shù)等;同時要考慮如何減少低優(yōu)先級付出的代價,使得整體的性能進(jìn)一步優(yōu)化。這些都是很有價值的研究方向。 [1] Wu Chun-ming,Jiang Ming,Zhu Miao-liang.Research on some active queue management algorithms[J].Chinese Journal of Electronics,2004,32(3):429-434.(in Chinese) [2] Xu Yan,Wang Zheng-hong.Comparative study of several active queue management algorithms[J].Journal of Jiangsu Polytechnic University,2004,16(4):52-55.(in Chinese) [3] Xie Xi-ren.Computer networks[M].Beijing:Publishing House of Electronics Industry,2011.(in Chinese) [4] Braden B,Clark D,Crowcroft J, et al. IETF RFC2309 . Recommendations on queue management and congestion avoidance in the Internet[S].The Internet Society,1998. [5] FIoyd S,Jacobson V.Random early detection gateway for congestion avoidance[J]. IEEE/ ACM Transactions on Networking,1993,1(4):397-413. [6] Feng W C,Kandlur D D,Saha D.Blue:A new class of active queue management algorithm[R].Michigan:University of Michigan Technical Reports,1999. [7] Wydrowski B, Zukerman M. GREEN:An active queue management algorithm for a self managed internet[C]∥Proc of ICC’02, 2002:2368-2372. [8] Ott T J,Lakshman T V,Wong L. SRED:Stabilized RED[C]∥Proc of IEEE INFOCOM’99,1999:1346-1355. [9] Floyd S,Gummadi R,Shenker S. Adaptive RED:An algorithm for increasing the robustness of RED’s active queue management[EB/OL].[2013-05-10].http://www.icir.org/floyd/papers.html. [10] Shi Pei-xin,Lei Zhen-ming.PRED:An active queue management for SPFQ[J].Computer Engineering and Applications,2003,39(26):1-5.(in Chinese) [11] Zhang Ke-ping,Tian Liao,Li Zeng-zhi.PRED:A new queue management algorithm with priority and self-adaption[J].Chinese Journal of Electronics,2004,32(6):1039-1043.(in Chinese) [12] Yang Qing-xiang,Li An-fu.Packet priority-based queue management and adaptive packet drop mechanism[J].Electric Power Automation Equipment,2006,26(4):18-20.(in Chinese) [13] Zhu Guo-hui.An algorithm with priority improved on RED[J].Journal of Shaanxi University of Science&Technology,2010,28(5):146-150.(in Chinese) [14] Clark D,Wang W J. Explicit allocation of best-effort packet delivery service[J]. IEEE/ACM Transactions on Networking, 1998,6(4):362-373. [15] Kang Ya-nan,Zhang Cai-yun,Cheng Ru-zhen.Active queue management research for DiffServ model[J].Computer Engineering and Applications,2009,45(5):125-128.(in Chinese) [16] Zhang Li-li.Research of priority detection RED based on IPv6[D].Jilin:Jilin University,2012.(in Chinese) [17] Jain R,Chiu D M,Hawe W. A quantitative measure of fairness and discrimination for resource allocation in shared systems[R]. Technical Report TR301. Maynard:Digital Equipment Corp,1984. [18] Pitts J M, Yang Qiang, Schormans J A. Using AF-PHB BOUDICCA configuration for reliable real-time precedence-based SLAs in degraded IP networks[C]∥Proc of IEEE Military Communication Conference,2007:495-501. [19] Pitts J M, Wang X, Yang Qiang, et al. Excess-rate queueing theory for M/M/1/RED with application to VoIP QoS[J]. IEEE Electronics Letters, 2006,42(20):1188-1189. [20] Yu Guan-wei,Xing Wei,Lu Dong-ming.DF-RED:A dynamic fairness based RED algorithm[J].Manufacturing Automation,2010,32(9):7-13.(in Chinese) [21] Li Xin,Chen Hao,Chen Jian.Scheme research of congestion management in DiffServ networks based on feedback[J].Application Research of Computers,2013,29(8):3088-3090.(in Chinese) [22] Sanjeev P, Gupta P K, Garg A.Comparative analysis of congestion control algorithms using ns2[J].IJCSI International Journal of Computer Science Issues, 2011,8(1):1-4. [23] Huang Hua-ji,Feng Sui-li,Qin Li-jiao,et al.NS network simulation and protocol emulation[M].Beijing:Posts&Telecom Press,2010.(in Chinese) [24] Fang Lu-ping,Liu Shi-hua,Chen Pan,et al.NS-2 network simulation basis and application[M].Beijing:National Defense Industry Press,2008.(in Chinese) [25] NS2[EB/OL].[2013-05-10].http://www.isi.edu/nsnam/ns/. 附中文參考文獻(xiàn) [1] 吳春明,姜明,朱淼良.幾種主動式隊(duì)列管理算法的比較研究[J].電子學(xué)報,2004, 32(3):429-434. [2] 徐燕,王正洪.幾種主動隊(duì)列管理擁塞控制算法的比較研究[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2004, 16(4):52-55. [3] 謝希仁.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011. [10] 時培昕,雷振明.PRED:一種配合隊(duì)列調(diào)度的RED算法[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用,2003,39(26):1-5. [11] 張克平,田遼,李增智.PRED:一種具有優(yōu)先級自適應(yīng)的隊(duì)列管理新算法[J].電子學(xué)報,2004,32(6):1039-1043. [12] 楊慶祥,李安伏.基于分組優(yōu)先級的隊(duì)列管理與自適應(yīng)丟包機(jī)制[J].電力自動化設(shè)備,2006,26(4):18-20. [13] 朱國暉.帶有進(jìn)出優(yōu)先級的RED改進(jìn)算法[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報,2010,28(5):146-150. [15] 康亞男,張彩云,成汝震.DiffServ模型中主動隊(duì)列管理研究[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用,2009,45(5):125-128. [16] 張黎麗.基于IPv6網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級檢測RED算法的研究[D].吉林:吉林大學(xué),2012. [20] 余冠瑋,邢衛(wèi),魯東明.DF-RED:一種基于動態(tài)公平性的RED算法[J].制造業(yè)自動化,2010,32(9):7-13. [21] 李昕,陳浩,陳堅(jiān).基于反饋的區(qū)分服務(wù)網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方案研究[J].計算機(jī)應(yīng)用研究,2012,29(8):3088-3090. [23] 黃化吉,馮穗力,秦麗姣,等.NS網(wǎng)絡(luò)模擬和協(xié)議仿真[M].北京:人民郵電出版社,2010. [24] 方路平,劉世華,陳盼,等. NS-2網(wǎng)絡(luò)模擬基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2008.3 PbRED算法
3.1 PbRED改進(jìn)算法的基本思想
3.2 PbRED算法
3.3 PbRED的分析
3.4 PbRED算法細(xì)節(jié)
4 仿真結(jié)果及分析
4.1 仿真場景
4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5 結(jié)束語