ATM网络拥塞控制中PID控制器的设计

摘要

自适应比特(ABR)业务的流量控制是ATM网络中一种有效的拥塞控制机制和流量管理手段.在大规模的高速网络中,算法的简洁性对优化交换机的性能是至关重要的.尽管二进制ABR流量控制的简洁性具有相当的吸引力,但显式前向拥塞标识(Explicit Forward Congestion Indication,EFCI)算法控制的队列长度和允许信元速率(Allowed Cell Rate, ACR)大幅振荡,降低了链路利用率,严重地影响了交换机的性能.为此有了相对复杂却有效的显式速率反馈机制.在该文中,引入了拥塞的概率判定机制;并运用经典控制理论为拥塞判定概率的实时更新设计了线性的PID控制器,避免了非线性的控制规律可能诱发的系统自激振荡.在PID控制器的参数整定上,因为使用常用算法受到限制,进而给出了一种基于确定稳定裕度的参数整定方法.仿真试验表明:二进制流量控制中的PID算法在保持了算法简洁性的前提下,大幅度地抑制了ACR和队列长度的振荡,提高了链路利用率,减小了队列系统引入的时延抖动,为保证ATM网络中的服务质量(Quality of Service, QoS)提供了必要的技术支持.