网络拥塞控制系统的建模与控制课件

《网络拥塞控制系统的建模与控制课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、东华大学信息科学与技术学院ATM网络拥塞控制系统的建模与控制7/10/20211绪论ATM网络及ABR业务拥塞控制二进制ABR业务拥塞控制的网络模型基于PID的二进制ABR拥塞控制基于模糊PID的二进制ABR拥塞控制基于神经PID的二进制ABR拥塞控制基于专家及遗传PID的二进制ABR拥塞控制各种PID控制机制的分析比较与展望7/10/20212绪论ATM网络及ABR业务拥塞控制二进制ABR业务拥塞控制的网络模型基于PID的二进制ABR拥塞控制基于模糊PID的二进制ABR拥塞控制基于神经PID的二进

2、制ABR拥塞控制基于专家及遗传PID的二进制ABR拥塞控制各种PID控制机制的分析比较与展望7/10/20213绪论>>>1.选题背景及意义ATM(AsynchronousTransformMode)——异步传输模式网络技术，是当前宽带网络(如ADSL、VDSL等)的核心技术，自1994年以来已从实验室研究大量走向实际应用。它结合了电路网络和计算机网络的优点，能承载语音、数据和图像等多种业务,同时支持专用和公用网络，具有动态分配信道带宽的优点。网络中，当两个突发业务同时到达一个节点，队列长度迅速增加

3、，导致缓冲区溢出而不能保证服务质量，或当慢速网络引入更高速率的链路，造成输入链路速率大于输出链路速率时，就产生了拥塞问题。由于ATM网络传输速率高和业务种类多，网络流量具有突发性和波动性，所以即使在设计很好的网络中，拥塞也经常发生。拥塞一旦发生，传输延时就增大，信元丢弃率迅速上升，拥塞持续时间过长，还会导致整个网络崩溃。因此，拥塞控制是ATM网络设计中的一个关键问题，引起了越来越多的国内外学者，及各大网络设备生产商的广泛关注。7/10/202142.网络拥塞的原因及危害网络拥塞的原因存储空间不足带宽

4、容量不足处理器的处理能力弱、速度慢网络拥塞的危害丢弃数据包，在通信量非常高的情况下，几乎没有数据包能够送达，出现了所谓的“死锁”现象。信息传递时延增加绪论>>>图1网络吞吐量与负荷的关系7/10/20215绪论>>>3.本文的研究对象ATM的四种服务类型恒定比特率业务(ConstantBitRateService，CBR)可变比特率业务(VariableBitRateService，VBR)可用比特率业务(AvailableBitRateService，ABR)未指定比特率业务(Unspecifie

5、dBitRateService，UBR)表1ATM服务类型及特性7/10/20216绪论>>>3.本文的研究对象ABR业务采用基于速率反馈的拥塞控制机制，主要有两种实现方案：二进制速率反馈(BinaryRateFeedback，BRF)方案在高速网络中，实现方案的简洁性在很大程度上决定着交换机的性能，所以广大交换机厂商纷纷采用了相对简单的二进制速率反馈方案。因此，本文将研究二进制ABR流拥塞控制问题。显式速率反馈(ExplicitRateFeedback，ERF)方案该方案中，交换机主要执行两种运算

6、：探测初始的拥塞和向源结点提供二进制反馈。该方案中，交换机主要执行三种运算：(1)计算可支持每个VC的带宽公平分享值；(2)决定负载，这可通过管理队列长度或其增长率来实现；(3)决定实际显式速率(ER)并将其发往源结点。7/10/20217绪论>>>4.基于速率的ABR业务拥塞控制研究现状基于控制理论的设计方法传统的二进制ABR业务拥塞控制机制大多基于启发式法则而没有正式的理论支持，所以这些方法存在两个不足，一是队列长度和源端允许信元速率呈现振荡性；二是在具有大的带宽时延的网络中，控制效果不佳。主要

7、有：基于传统控制机制及智能控制机制的拥塞控制基于启发式法则的拥塞控制方法7/10/20218绪论>>>4.基于速率的ABR业务拥塞控制研究现状基于传统控制理论的方法，给出一个ABR业务的网络受控分析模型，所以可方便地使用各种控制理论方法进行速率调节器的设计。ATM网络拥塞控制中，已提出的传统控制方法主要有：比例控制器(P控制器)、RP调节器、PD控制器、CAERA控制器、SPDI控制器(SimplifiedPD)、SPD2控制器、DUPD控制器(双PD调节器)、H2调节器等。这类方法可以方便地使用各

8、种控制理论方法进行速率调节器的设计，可以根据控制目标(如稳定性、瞬态响应、鲁棒性等)进行参数整定，从而有效地控制或避免网络拥塞，提高网络运行性能。这类方法共同的不足之处是需要一个精确的网络模型。但是，由于实际的网络是一个非线性随机系统，在网络建模时往往忽略了许多因素，因此很难得到精确的网络模型，从而限制了调节器参数的选择，使网络的性能未得到应有的提高。传统拥塞控制方法的优缺点：7/10/20219绪论>>>4.本文的研究内容近些年来，智能理论与常规PID控制技术相结合