队列管理机制QOS性能仿真.pdf

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1、第25卷第3期宁德师范学院学报(自然科学版)V01．25No．32013年8月JournalofNingdeNormalUniversity('NaturalScience)Aug．2013队列管理机制QOS性能仿真范业仙，冯玮(宁德师范学院计算机系，福建宁德352100)摘要：队列管理机制是网络拥塞控制和网络服务质量的基础，采用NS2仿真工具基=f：QOS性能评价指标对主、被动队列的代表算法RED、DropTail进行仿真分析，得出两种算法性能差异及各自的特点，为进一步研究提供依据．关键词：队列管理机制；RED；Dro

2、pTail；QOS中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：2095．2481(2013)03．0263．04随着互联网的高速发展，网络业务量急剧增加，网络拥塞已严重制约了网络的发展和应用，而同时人们对网络服务质量(QualityofService，QOS)却提出了越来越高的要求】．队列管理机制是网络拥塞控制和网络服务质量的基础，成为当今网络研究方面的一个热点问题．尽管TCP拥塞控制机制对于因特网鲁棒性起到关键性作用，但现代网络的大流量必须提供更加强有力的拥塞控制机制才能满足用户的QOS需求．因此为弥补端节点的拥塞控

3、制机制的不足，研究者采用了基于路由器的队列管理机制，将链路算法放在路由器中执行，通过丢包策略来调整队列长度和缓冲占用率，避免拥塞的发生．队列管理机制是指在合理的时间选择合适的数据丢弃进而控制缓冲队列长度，通过调节缓冲区的占有率，对路由器性能、网络结点的拥塞控制能力和网络的QOS产生直接的影响．由于数据包的丢弃是TCP拥塞控制发起的信号，因此在拥塞发生之前，通过早期预测从而有目的地丢掉部分数据，并及时通知源系统降低发送速率，防止拥塞发生圜．通常队列管理算法可分为两类：被动式(PQM)和主动式(AQM)．本文采用Ns2仿真工

4、具对基于主、被动队列管理的代表算法RED、DropTai}行一次综合陛的研究与验证评价，分析不同队列管理机制对网络服务质量包括丢包率、吞吐量、端到端延迟、抖动率等性能参数的影响嘲，得出两种算法性能差异及各自的特点．1被动队列管理机制简介被动式管理机制(PassiveQueueManagement，简称PQM)事先为缓冲队列设一个极值，只有在队列满的时候才被迫丢弃分组．PQM方式以其简单易控、处理快、兼容性好在Internet~_得到了广泛的应用，但是在应用过程中发现其存在重大的缺陷嘲：(1)死锁．有时由于同步或其它定时作

5、用“弃尾”算法使得某些数据流独占队列空间，阻止其它流进入队列．(2)满队列．“弃尾”算法只有在缓冲队列达到最大值时才会发出拥塞信号，因此队列会长时间保持在充满(或几乎充满)的状态，突发的数据包将大量被丢弃．(3)全局同步．由于到达路由器的分组的突发性，如果队列状态接近或已经满了，接着就会导致短时间大量连续的丢失分组．由于TCP拥塞控制机制具有自我调控能力，当源端感知到拥塞发生时就立刻减小发送窗口，分组的发送速率迅速降低，中间节点的拥塞暂时得以解除．但此时各源端在得知网络中间节点空闲后又纷纷增加发送窗口，最终又造成网络拥塞

6、，周而复始，就出现了所谓的“TCP全局同步”现象．该现象的产生对于网络带宽影响极其严重，使得网络在一段时间内处于链路低利用率状态，降低了整体吞吐量．收稿日期：2013—07—10通讯作者：范业仙(1980一)，女，讲师．E—mail：leaf_98227@163．corn基金项目：福建省教育厅科技项目(JB11205)；宁德师范学院科研资助项目(2011305)