多节点网络拥塞智能控制方法研究

摘要

计算机网络已经成为人类进入信息社会的一个重要标志并在深刻地改变着人们的生活方式和工作方式，研究更好的网络行为模型和控制算法、减少网络的拥塞和分组传输时延，提高网络传输效率，为用户提供更高品质的通信质量，已经成为信息领域不断追求的目标和热点研究问题，引起了学术界的关注。 本论文阐述了拥塞控制算法的发展，分析了网络拥塞控制的原理。扼要的叙述了目前的网络仿真技术，简单介绍了本课题所使用的仿真工具OPNET软件。并且从应用的角度详细论述了计算机网络仿真模型的建模原则、步骤和基于对象的网络仿真模型的和建模方法，找到了实际网络和仿真模型的映射关系，给出了网络域、节点域和进程域三层网络仿真模型的基本结构。同时对简单包计数例程进行了仿真建模和实验分析。根据网络结构的复杂多元性，设计一了一个多级网络节点模型，提出了一种基于网络多级节点自身调节的控制机制。根据各级信源的特点，分别选用了概率丢弃控制算法与单神经元自适应PID相结合的控制机制，对所设计的多级网络节点模型进行了仿真实验分析。经过OPNET在线仿真实验，取得了良好的控制效果。最后，作者开始研究并编制在Windows操作平台下基于Socket接口的网络直接仿真软件，这个软件的仿真过程是在真实的局域网流动的数据报文中实现的，一定程度上验证了PID算法可以解决网络拥塞，有一定的实际意义。 本课题以现场总线技术及自动化北京市重点实验室为依托，以控制理论和OPNET网络仿真软件为工具，承蒙重点实验室开放资金的支持和孙德辉教授的精心指导，在网络拥塞避免方面做了大量的研究工作并取得了部分研究成果。

目录

文摘

英文文摘

声明

引 言

1网络拥塞及拥塞控制介绍

1.1网络拥塞的概念及其产生原因与拥塞控制的目标

1.2网络拥塞控制原理

1.3拥塞控制算法的发展

1.4本课题的研究基础与主要内容

1.5本章小结

2计算机网络建模与仿真实验

2.1网络仿真及仿真平台简介

2.1.1网络仿真简介

2.1.2仿真平台简介

2.2网络建模方法

2.3基于OPNET的网络建模与仿真分析

2.4本章小结

3基于概率丢弃策略的多级网络拥塞闭环控制机理研究

3.1问题的提出

3.2网络多级节点的闭环控制结构与模型

3.3单神经元自适应控制结构与概率丢弃控制算法

3.3.1单神经元自适应控制结构

3.3.2概率丢弃控制算法

3.4仿真模型的建立和仿真结果的分析

3.4.1仿真模型的建立

3.4.2仿真结果的分析

3.5本章小结

4基于Windows平台上Socket的直接网络仿真软件实现

4.1直接网络仿真软件的编制目的

4.2直接网络仿真软件基础知识

4.3直接网络仿真软件的程序主框架

4.4 ControlManager的工作流程和内嵌MFC程序

4.5直接网络仿真软件运行解析

4.6本章小结

结 论

参考文献

附录A 主要程序

在学研究成果

致 谢