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1、第5期电子学报Vo.l34No.52006年5月ACTAELECTRONICASINICAMay2006一种基于预测PI控制器的自相似网络主动队列管理算法1,21,21,2吴清亮,陶军,姚婕(1.东南大学教育部计算机网络和信息集成重点实验室,江苏南京210096;2东南大学计算机科学与工程系,江苏南京210096)摘要:近年研究发现网络中的业务量呈自相似特征,这种自相似特征显著影响网络的流量控制与排队性能,本文在自相似网络流量可预测的基础上,利用线性回归分析理论进行流量预测,并应用控制理论中的预测PI控制器原理设计了动态矩阵PI控制主动队列管理(D
2、ynamicMatrixPIControlActiveQueueManagemen,t简称DMPICAQM)算法,以克服队列的剧烈振荡,保持队列稳定在期望的长度.仿真实验结果表明,DMPICAQM算法在网络流量剧烈变化和小期望队列长度的情形下,DMPICAQM算法明显优于RED与PI算法.关键词:自相似网络;拥塞控制;AQM;PI控制器中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:03722112(2006)05093806AnActiveQueueManagementAlgorithmBasedonPredictablePIController
3、inSelfSimilarNetwork1,21,21,2WUQingLiang,TAOJun,YAOJie(1.TheKeyLaboratoryofComputerNetworksandInformationIntegration,MinistryofEducation,SoutheastUniversity,Nanjing,Jiangsu210096,China;2.DepartmentofComputerScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing,Jiangsu210096,China)Abstract:There
4、centstudiesshowthatthenetworktrafficisselfsmiilar.Thisnaturehasagreatmipactonflowcontrolandqueuingperformanceinnetworks,thereforeithasreceivedsignificantattention.Bytakingadvantageofselfsmiilarityofnetworktraffic,weproposeanewalgorithm,namedDMPICAQM(DynamicMatrixPIControlActiveQueueManagem
5、ent).Thisalgorithmhastwosignificantfeatures.Ononehand,itmakesuseoflinearityregressiontheorytopredictthecharactersoffuturetraffic.Ontheotherhand,itiscapabletocontroltheactivequeuebasedontheprincipleofpredictabilityPIcontrollerincontroltheory.Thus,thealgorithmcanbothrestricttheoscillationsandst
6、abilizethelengthofqueueinexpectation.ThesmiulationexpermientalresultsshowthattheintegratedperformanceoftheproposedalgorithmisobviouslysuperiortoREDandPIalgorithms,especiallywhennetworktrafficschangedramaticallyandthelengthofqueueisshor.tKeywords:selfsmiilarnetwork;congestioncontro;lAQM;PIcon
7、troller过网络中间节点有目的地分组丢弃实现了较低的排队延1引言时和较高的有效吞吐量,从而实现了控制端到端的时延,近年来,随着计算机和网络技术的迅猛发展以及多媒保证QoS的目的,成为近年来TCP端到端拥塞控制的一个体应用的急剧增加,对Internet的服务质量提出了更高的研究热点.典型的如Floyd等人提出的随机早期检测(Ran要求.虽然目前TCP所采用的基于窗口的端到端拥塞控制domEarlyDetection,RED)算法以及RED的派生算法,除此机制
