基于优化理论的TCPIP拥塞控制算法研究.pdf

数学技术应用科学 Mathematics Science Techndogy Applied 基于优化理论的TCP／IP拥塞控制算法· 陈元琰1，闰友彪1，罗晓曙2 (1．广西师范大学数学与计算机科学学院，广西桂林541004； 2．广西师范大学物理与信息工程学院，广西桂林541004) 摘要：本文在前人提出的最优化流控模型的基础上，采用非线性优化理论的DFP算法计算链路价格，提出 了一种基于最优化流控模型的TCP／IP拥塞控制算法． 关键词：最优化流控模型；网络拥塞控制；优化理论 中图分类号：TP．393．02文献标识码：A文章编号：7—5416—2336—9(2006)一0109一04 『源端s：茹，(t+1)=t(菇，(t)，P‘(t))，1、 1最优化流控模型 【链路l：pl(t+1)=Gf(菇‘(￡)，Pl(‘)) Internet在近年来获得巨大的成功，呈爆炸式 其中，函数F是源端的需求函数，表示源端拥塞控 的增长，网络拥塞问题越来越严重．现有的TCP／IP制算法，如TCPReno和TCPVegas等，每个需求函 拥塞控制机制不能适应未来的高带宽网络环境和 数是和它们的效用函数U(礼)相关的；函数G表 无线混合链路的广泛接人以及急剧增长的实时多 示路由器排队管理，如RED和REM等． 媒体应用．拥塞控制研究由于其巨大的复杂性，许 在S．H．Low等人…的最优化流控模型基本 多学者已不满足于以往的基于主观的分析方法，开 算法中，链路价格p(t)是采用梯度投影算法求解 始转向严格的数学上的理论与方法，借助于非线性 的，源端速率Xs(p)是根据非线性优化理论中 方法、控制理论与优化理论分析现有拥塞控制的稳 定性、公平性与效率等性能，以便于设计新的拥塞 法为： 控制算法． (2) 近几年来，国外采用最优化方法和控制理论等 M 严格的数学模型来研究拥塞控制，取得了许多重要 髫。(P)=【u：．1(P)广‘ (3) 的进展．1999年S．H．Low等…基于优化理论提 ml 出了网络拥塞控制其他的最优化流控模型．在该模 型中，源端发送速率和路由器拥塞度量是相互影 是所有源端s在某时刻t经过链路￡的源速率之和， 响的，源端根据反馈回来的精确拥塞度量(在该模 型中称为“价格”)调整其发送速率，而各源端发送 u：_1是斫的逆，m，≥0和丝∞分别是源s所需 速率的大小又会反过来影响拥塞度量，从而构成一 要的最小和最大传输速率即戈．的取值范围． 个闭环拥塞控制系统． 本文研究上述最优化流控模型的可替代的链 若用t(t)表示源5在时间t的传输速率，髫。(t) 路价格算法和源端速率算法，从而提出了一种基于 表示所有源端5在时闯￡经过链路￡的源速率之和， 最优化流控模型的网络拥塞控制算法，并对其进行 P，