探析atm网络离散事件仿真方法及预测拥塞算法设计

《探析atm网络离散事件仿真方法及预测拥塞算法设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大连理工大学硕士学位论文ATM网络离散事件仿真方法及预测拥塞算法设计姓名：马吉荣申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：朱瑞军20040301ATM阿络离散事件仿真方法及预测拥塞算法殴计摘要异步传递模式(ATM)是实现B-ISDN的关键技术，但当多种业务或多个连接同时到达某个节点，或高速链路接入慢速网络时，易引起此节点的缓冲区队列长度迅速上升而溢出，导致拥塞。拥塞又会引起网络处理延时的增加，进～步使拥塞加剧，甚至导致网络崩溃。因此，设计有效的算法控制网络拥塞，是提高网络资源利用率和改善网络服务质量的首要任务。本文首先利用离散事件系统和Petri网理论对ATM网络的端系统行丸进行了分

2、析，说明了ATM网络内部的离散事件运行机制和算法流程，并结合显式前向拥塞指示(EFCI)算法及用于拥塞避免的显式速率指示(ERIcA)算法进行了说明。为了进一步理解两种算法的运行机制，利用仿真软件OPNET对这两种算法在源端，交换端及目的端分别进行了实现。然后，针对目前拥塞控制算法没有考虑网络延时的情况，利用控制理论的基本方法，在有网络延时的情况下，提出了基于预测的EFCI算法(p-EFCI)。OPNET仿真研究表明本文提出的改进EFCI方法在性能上要优于原有的EFCI算法。为了进一步提高扩展的EFCI算法的性能，本文最后分析了有延时和VBR业务源端的缓冲区队列系统的流量控制模型，提出了具有稳

3、定性的广义预测拥塞控制算法，并分析了算法的公平性及稳定性。OPNET仿真比较分析和实验结果表明稳定的广义预测拥塞控制算法在性能上要好于双PD(DPDC)算法。综上所述，本文通过结合EFCI和ERICA算法分析了ATM网络端系统的离散事件系统行为，说明了拥塞控制算法的运行机制。在此基础上，提出了改进的EFCI算法和具稳定性的广义预测算法，并证明了算法的稳定性和公平性。最后仿真结果表明所提算法在交换机队列长度、源端发送速率和链路利用率等方面的性能上有了较大的提高。关键词：ATM网络：拥塞控制：离散事件：EFCl算法：广义预测算法i仿真ATM劂络离散事件仿真方法及预测拥塞算法设计AbstractTh

4、eAsynchronousTransferMode(ATM)isthekeytechnologytoimplementB—ISDN．However，thebufferqueuesextremelYincreaseandthecongestionappearswhenmanykindsoftrafficsormultipleconnectionsarriveatabottle—neckednodeatthesametime，orhigh—speedusersaccesstothelow-speed1inks．Asaresult，theroundtripdelayrapidlyraises，and

5、heavycongestionmaycausecollapse．SoitisaprimarytasktodesigntheefficientschemetocontrolcongestioninordertoincreasetheutiIizationoftheresourceandimprovethequalityofservice．Inthispaper，thedynamicalbehavioroftheATMnetworkisanalyzedbyusingdiscreteeventsystemmethodandPetrinet．ThenintegratedwithEFCIalgorith

6、mandERICAalgorithm，theevent—drivedmechanismandprogrammeflowchartwithintheA7rMnetworkareexposed．Inordertofurtherunderstandthediscpline，theimplementationofthesource，theswitchandthedestinationalgortthmsareprovidedbyusingOPNET．Becausetheexistingalgorithmsdidn’tconsidernetworktransmissiondelay，thepredict

7、ive—basedEFCIalgorithm(p-EFCI)ispresentedbyusingbasiccontroltheories．TheOPNETsimulationresultsdemonstratethattheperformanceofp-EFCIalgorithmissuperiortotheoriginalone．Animprovedalgorithmisproposedbase