论文研究-改进的RED队列管理算法:RED-r.pdf

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为了避免RED缺陷, 提出一种改进的RED算法——RED-r。该算法采用二次圆函数来计算丢包概率, 减少了RED的设置参数, 实现了在网络大延时和小延时时的队列稳定, 且在小延时能获得比PID队列更平滑的效果。NS2仿真验证了RED-r算法的有效性。
2634 计算机应用研究 第29卷 改善RED控制的队列随着TCP发送端数目和丢包率变化而改 800 变的缺陷。 图7中文献[10]的D参数也不能使控制的队列达到期 望值,TCP发送端数目增加时,其平均队列长度能维持,同样由 9200 于线性化方程的缺陷,其队列波动较大,其波动范围,超过了 0 REDr的队列变化范围,当TCP发送端降为30时,队列不能 图13d=5ms,大延时参数RED-队列变化 稳定。 仿真表明RED-能有效改善RFD的缺陷,简化其参数设 图8中文献.1]的PD参数并不能使队列达到期望值,置,不能在网络延时较大时保持队列长度的稳定。 TCP发送端数日増加时,其平均队列长度乜在增加,TCP发送端 为120时,其控制的队列处于满队列状态,P控制器不能稳定4结束语 工作;TCP发送端降为30个吋,其控制的队列长度也变小。 文献[10,1]指出网络链路存在大时滞时,多种主动队列 为了改善RED算法平均队长对拥塞程度很敏感的缺陷, 减少RED参数的设置,避免采用线性化方程经过复杂设计后 管理机制不能稳定,因此文献[10,1]PD控制器设计时,加有仍难取得较理想的效果,本文提出一种改进的RED算法RED 相应的补偿算法,并经过优化。对于网络这样一个复杂系统,r,该算法采用二次圆函数来计算丢包概率,减少了RED的设 控制器要能保持大范围参数变动时的稳定性有很大难度。 置参数,能实现在网络大延时和小延时时保持队列稳定,在小 3.2网络延时较大时的性能 延时时能获得比PID队列更平滑的效果。最后通过NS2仿真 通常中间节点路由器在实施主动队管理簧略时,其链路来验证。 的延时是可以通过测量大致得到,并以此设定主动队列管理的参考文献: 参数。 [1 JACEBSON V Congestion avoidance andl conlrol[ JJ. ACM Comput- 为了在大时滞时RED能维持队列的稳定,因为RED在 er Communications Review, 1988, 18(4): 314-329 大延时时不能稳定工作10,在图4中采用REDr算法和PID[2 KEVIN F. FLOYD S. Simulation-based comparisons of Tahoe,Rcmo 算法,REDr的Vm设置为4500 packets,链路时延d=190ms, and SACK TCP[ J. ACM Computer Communication Review 这样TCP发送端的RTT至少为0.4s。采用60个TCP发送 1996,26(3):5-21 端,仿真结果见图9~11。 [3 BRADEN B, CLARK D, CROW CROFTJ, et al. IETF RFC 230,Hec Dmrmerdations on queue management and r ongestion avoidance in the 800 Internet[S. 1998 [4 ZHENG Chang-yong, DAl Yue-hua, CHEn Jun-ning Is current active 多400 queue manayement really necessary[C//Proe of the 1 sl Internat ional 200 Workshop on Education Technology and Computer Scienee Washing 020406080100 ton DC: IEEE Compnter Society, 2009: 538-541 图9d=190ms,RED-r队列变化图10d=190ms,文献[10[5] TANOJFVT'CR, SHORTEN R N, KELLETT C M. Adaptive lun ing PID队列变化 of drop-tail buffers for reducing queueing delays[ J]. IEEE C 800 nications Letters, 2006, 10(7): 570-572 FIOYD S, JACORSON V. Random early telec lion gateways for con n400 220ww gestion avoidance[J]. ACM/IEEE Trans on Networking, 1993, 1 200 Ah山M Mp/HA (4):397-413. 020406080100 50100 150200 L7 FLOYD S. Recommendation on using the "Gentle_"variant of rED t/ 图11d=190ms,文献[11] 图1d=250m,RED-r lIgorithm[lEb/Ol].(2008-11-15).http://www.icir.org/floyd PID趴列变化 队列变化 图9中,RD)r队列能保持稳定;图10中,文献[10]的[8FFN, Wul-chang, KANDLUR DD, SAHA D,m. A self-ponliguring PD控制器不能稳定工作;图1中,文献[I]PID控制的队列 REd gateway[C//Proe of IEEE INFOCOM. New York: IEEE Com- 长度保持在较小的值,但经常为0,传输效率下降,该PID参数 L9 DANA A, MALEKLOO A. Pelformance comparison between active 在链路延时小时,其控制的队列保持在较大的长度。所以PID d 控制器很难在RTT变化较大时,将队列控制在期望值附近。 puter Science Issues, 2010, 7(5): 13-17 将链路时延改为d=250ms,RTT至少为0.52s,采用60[1n]仔丰原,林阃,任勇,等大时滞网络中的拥塞控制算法[J]件 个TCP发送端,100s后减为30个TCP发送端,仿真结果如图 学报,2003,14(3):503-511 12所示。 「II陆锦军,王执铨.基于一类新PD的网络拥塞控制算法「J].哈尔 图12可以看到RⅠ-r在大时滞,和较少"CP发送端时 滨工业大学学报,2008,40(9):1457-1461 都能保持稳定。V灬仍然设置为450 ,减少链路延时 [12]张少博,李钢,康军.基于神经网络监督控制的拥塞控算法研究 设d=5ms,仿真结果如图13所示,REDr还是保持稳定,但其 J.计算机应月研究,2010,27(2):657- 维持的队列长度增加,在500 packets附近。如果按照纤验法 L13 IIOLLOT C V, MISRA V, OWSLEY T D, et al. A control theoretic analysis of RED[C]//Proc of IEEE INFOCOM. Piscataway, NJ 则设置中间节点路由器的队列缓存缓存大小为B=RTT IEEE,2001:l510-1519. C=0.52x3750=1950 packets,REDr维持的队列长度为队列14 VILLAMIZAR C, SONG C. Iligh performance TCP in ANSNETLJ 缓存的14左右 ACM Computer Communication Review, 1994, 24(5): 45-60

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