主动队列管理

摘要： 随着技术发展,民机上的网络环境渐渐趋于日常生活中的网络环境。为了避免拥塞,需要对飞机上的链路数据进行主动队列管理。在比例微分控制的随机早期检测(random early detection based on proportional deri-vative control principle,PD-RED)算法基础上,提出一种系数自调整的PD-RED(improved PD-RED,IPD-RED)算法。在IPD-RED算法中,引入比例系数和微分系数的调整函数来减小参数选取对算法的影响。考虑队列偏差,将其归一化处理后,作为调整函数的参数来使系数动态变化,根据系数变化规律设计函数。实验通过改变上下门限值组合、路由节点间延时和端节点数量来分析算法改善效果,通过改变比例系数和微分系数的初值来探究初值对算法性能的影响。NS2仿真结果表明,IPD-RED算法使平均队列长度更接近期望值,提高了吞吐量,减小了丢包率。初值影响表明,一定范围内增大比例系数可使平均队列长度更快更接近期望值且减小丢包率,但会使延时和振荡增加。微分系数的动态范围很大,对几个网络性能参数的影响很小。实际应用中适当选取系数初值,可使算法更好地适配飞机上的业务。

摘要： 与传统的无线网络相比,大时滞网络对路径拥塞环境下的无线通道交换具有较高的要求.为此提出主动队列管理下大时滞网络路径拥塞控制算法.首先利用主动队列管理算法对相邻路由节点网络路径的拥塞情况展开预测,进而分析网络路由节点的队列状态;然后以优化后续节点队列、传输距离以及传输方向为目的,从路径概率选择、分组丢弃函数、WSN蚁群路由选取三个角度优化网络路径,从而实现路径拥塞控制.实验结果表明,上述算法能够有效缩短网络的传输时滞,且能耗和丢包率较低,具有较高的应用价值.

摘要： 针对存在不确定参数和UDP流干扰的TCP网络拥塞问题,提出了一种基于事件触发的TCP网络滑模控制策略.通过利用全局滑模控制方法,使整个系统的响应过程都具有鲁棒性,在此基础上引入事件触发机制,在保证系统状态稳定的同时,节约了网络资源.通过李雅普诺夫理论证明了TCP网络闭环系统里的所有信号是有界的,同时也有效地避免了Zeno现象.仿真结果表明了所提控制方法的有效性.

摘要： 针对5G网络低能耗和低延迟的要求,提出一种基于主动队列管理(Active Queue Management,AQM)算法的绿色云模型,该模型利用增强的随机早期检测算法并结合链接虚拟列表来实现数据包的智能优先排序,通过降低重传次数和减少排队延迟来减轻聚合层队列中的拥塞,在无需修改现有基础设施的基础上实现系统的低延迟和低能耗,达到节能环保的目的.研究结果表明:提出的模型与传统的Cloud模型、Femtolet模型相比,在吞吐量、延迟以及能耗等三个方面效果更好,本文的方法是有效的.

摘要： 考虑传统网络拥塞控制忽略了网络拥塞的持续状态,引入将数据包到达链路速率作为控制器输入的方案,得到一种改进单神经元梯度学习(improves single neuron gradient learning,ISNGL)的主动队列管理算法.ISNGL算法采用梯度学习动态调整网络参数,并在此基础上对收敛速度和稳定性加以改进,提出带有位移参数的新激活函数和带有权值调整的动量项的改进方法,最后通过NS2网络仿真软件在无线网络的拓扑模型上进行仿真分析,结果表明ISNGL算法在无线网络环境下拥有良好的拥塞控制能力.

摘要： 为了提升在5G边缘计算场景下的自动驾驶业务连续性,保障车辆在高速移动下的鲁棒性和实时性,解决由于车载设备与5G边缘计算之间的通讯网络路径发生突变和变长,导致网络连接不可靠和拥塞丢包的问题,提出了增强型随机早期检测算法(stochastic fair-random early detection,SF-RED)和端到端双连接双链路技术保障业务鲁棒性,并提出硬件加速技术保障业务实时性.增强型SF-RED算法通过统一资源定位器(uniform resource locator,URL)识别应用,并基于不同应用来设计数据报文转发路径策略,实现基于多路径的转发和数据缓存以及报文拥塞下的丢弃控制,进一步改善丢包队列的管理.通过自动驾驶应用的实际案例证明,采用增强型SF-RED和端到端双连接双链路技术能够有效提升高速移动的自动驾驶车辆业务可用性,采用的硬件加速技术显著降低其业务时延.

摘要： TCP/AQM系统是一多时滞回路耦合时变系统,源端传输控制协议(TCP)的拥塞控制机制也各不相同,因此其机理模型复杂.设计控制器所采用动态近似模型的参数变化范围很大,这对辨识算法提出了很高要求.本文先从模型误差分配方式这一新的角度对经典辨识算法进行了分析.然后运用新分析框架,结合TCP/AQM系统特征和控制要求,设计了一种基于模型有效性评价机制的辨识算法.该辨识算法能够对控制系数进行自适应调节,满足了主动队列管理(AQM)算法的设计需求.仿真结果表明,基于模型有效性评价机制的AQM算法,能有效应对时滞和不确定性带来的负面影响.与潜在标准化AQM算法相比,新算法在保持低排队时延和高效链路利用率方面取得了更好的平衡.

摘要： 随着无线网络终端数量不断增加,导致网络拥塞问题日益突出.为了提高无线网络的服务质量和资源利用率,解决建立精确的数学模型难,以及传统PID拥塞控制算法的参数整定难,自适应差,适应动态网络环境难等问题,提出一种融合模糊控制和PID型神经网络技术的主动队列管理算法(FCAPIDNN).通过神经网络在线学习实时调节PID网络参数,借助模糊控制计算神经网络的学习速率,从而提高队列长度的调节效果.NS2的仿真结果表明,相较传统PID控制,FCAPIDNN算法能使队列长度更快地收敛到预期值附近,即使对于突发数据流也有较强的适应性.

摘要： 针对网络拥塞控制系统的非线性,利用T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型对非线性系统具有很好的逼近的特点建立网络拥塞控制系统模型,并基于该模型采用PI(proportional-integral)控制器设计一种新的主动队列管理(active queue management,AQM)算法,给出该算法的设计思路、参数设定方法等.NS-2仿真结果表明:该算法收敛速度快,稳定性好,对网络负载变化具有鲁棒性;与PI,FREM和FAPIDNN等AQM算法相比,该算法具有更快的收敛速度、更小的稳态队列长度波动以及更好的鲁棒性.

摘要： 网络拥塞控制存在参数时变和非线性等问题,固定参数配置的PID很难达到令人满意的控制效果,本文针对这个不足,提出一种自适应PD(adaptive proportional and differential,APD)主动队列管理算法.该算法根据队列误差以指数形式动态调节控制器参数来改善控制性能.仿真结果表明:与PI、RPI和FREM算法相比,该算法收敛速度较快,鲁棒性较强,且队列抖动较小.

摘要： 针对网络参数的不确定性和链路带宽的时变性，设计了一种主动队列管理(AQM)算法，该算法将可获得的链路带宽作为标称值，而不可获得的未知的时变链路带宽作为干扰信号，以状态空间的形式描述TCP/AQM模型，用时间域H∞控制方法解决网络拥塞问题。NS2仿真结果表明，该算法在往返时间时变和具有扰动业务流情况下，能够快速收敛于期望队列长度，且性能优于已有的控制算法。

摘要： 随着云数据中心的发展,云数据中心的网络优化成为一个热点.针对云数据中心网络的拥塞问题,将自适应随机早期检测(ARED)的主动队列管理(AQM)方法与谷歌拥塞控制(GCC)策略相结合,并根据不同的拥塞情况进行MATLAB仿真.实验结果表明,该策略能有效解决瓶颈节点的拥塞问题,提高系统的吞吐量和稳定性,对于云数据中心网络拥塞控制有一定意义.

摘要： UMTS网络中RNC节点使用的标准FIFO队列管理方法没有考虑视频帧的不同内容,导致接收端用户感受质量下降.提出了基于视频帧内容的主动队列管理方法,使RLC层获取视频帧的类型,为I帧、P帧数据分组提供不同等级保护,提高视频业务的用户体验质量(quality of experience,QoE).仿真结果显示,所提出方法较现有方法能够有效提升视频质量,并且当无线链路质量下降或网络拥塞程度上升时,提升效果更加显著.

摘要： 针对网络拥塞控制存在的非线性、参数时变等问题，将T-S模糊推理模型与单神经元自适应PID相结合，提出了一种新的主动队列管理算法——基于T-S模糊模型的单神经元自适应PID控制算法．该算法利用模糊模型，在线调整神经元增益参数以实现对算法性能的改进．详细给出了基于T-S模糊模型的单神经元自适应PID控制算法的原理、增益在线调整的T-S模糊控制器的模糊规则和隶属度函数．仿真结果表明，与改进的单神经元自适应PID控制(SNAPID)算法相比，该算法具有更好的收敛性，能够将队列长度迅速的收敛到期望值附近．此外，与随机指数标记(REM)算法、比例积分(PI)算法及改进的NAPID算法相比，该算法具有更好的稳定性和鲁棒性以及更小的队列长度波动．

摘要： 随机提前检测RED(Random Early Detection)算法是主动队列管理的有效实现算法，它的主要思想是在拥塞发生以前，通过计算队列中包的丢失概率，从而随机丢弃一部分数据包，以达到实现网络拥塞控制的目的。但该算法仍然存在一些缺点。本文针对RED算法的丢弃概率计算方法进行一些改进，提出一种基于指数函数的丢包概率计算方法，并用NS2仿真软件对算法进行了仿真，试验结果表明该算法能够有效的提高了网络的效率。

摘要： 通过在网络中间节点上使用主动队列管理的方法来对网络进行拥塞控制，能够在提高网络吞吐量的基础上保证队列长度的稳定性，从而保持较低的时延抖动。主动队列管理改善了队列管理中原来的FIFO算法的不足，在队列未满时对队列中的数据报采用概率丢弃的方式进行丢弃，但是原始的RED算法具有诸多缺点，为了改善算法在保持平均队列长度方面的性能，本文针对RED算法的丢弃概率计算方法进行一些改进，能够提供较好的网络QoS保障。

摘要： 主动队列管理是近来端到端拥塞控制研究中的一个研究热点。本文 提出了一种基于粗糙集和模糊控制的自适应虚拟队列管理机制(RFAVQ)，该算法显示控制队列长度，利用粗糙集理论来动态地提取和约简模糊推理规则，通过模糊控制理论来计算分组包的丢弃概率。最后经过实验模拟三种不同的业务流量，结果证明该算法能有效地控制队列长度，更快地使网络系统达到稳定，具有较好的网络性能。

摘要： TCP采取端到端的拥塞控制机制。起初，端点获得拥塞信息是靠传输路径上的路由器队列溢出而丢弃数据包，使得发送方TCP定时器超时而采取控制策略。后期出现了基于路由器的主动队列管理(AQM)和随机早期检测(RED)算法，实现了拥塞避免机制。但仍采用丢包方法提示TCP端点，这对延迟和丢包敏感的应用存在问题。为此，提出了对TCP/IP协议的进一步改进方案——在IP中增加显式拥塞指示(ECN)。ECN以AQM为基础，但它不再以丢包作为指示而是设置IP报头中的特定位来指示端点有拥塞发生，从而建立了TCP端点了解网络拥塞状态的新机制，使得网络服务性能得以改善。这种新技术虽已在Intemet中采用，但它注定要面临很多新的问题。

摘要： 一种队列管理方法，包括：初始设置队列指针和队列计数器，所述队列指针包括头指针、虚尾指针和实尾指针；发送对应于接收到的队列消息的写请求，并根据发送的写请求的数量累加虚尾指针；根据接收到的写结束确认更新队列计数器，并根据所述写结束确认所包含的元素空间的地址和更新后的队列计数器更新实尾指针，所述头指针和实尾指针之间的元素空间为可消费的队列空间。本发明还公开了一种队列管理器、队列消息的处理方法和系统，不需要顺序执行写请求也能保证队列尾指针的更新和数据写入队列的元素空间的同步，可适用于在大规模并行计算机系统上实现高效的基于队列消息的传送机制，扩大了队列消息的应用范围。

摘要： 本发明的目的在于，在应用程序执行环境从暂停状态恢复时，防止由于不必要事件而连续执行应用程序的情况。在事件队列管理模块(101)中设有：队列管理部(118)，其按照事件的发生顺序，在事件队列(117)中存储从基本软件部(103)的各事件检测单元通知的事件对象(130)，进行队列管理；事件类别检测部(119)，其检测由队列管理部(118)进行队列管理的事件对象(130)的事件类别和参数；停止状态检测部(120)，其检测应用程序执行环境(104)的停止状态；以及事件删除部(121)，其在应用程序执行环境(104)为停止状态时，删除存储在事件队列(117)中的事件对象(130)中的不必要事件。

摘要： 本发明公开了一种在通信队列管理中通过发送事件触发队列管理的方法，以解决在通信队列管理过程中存在影响系统效率的问题。该方法为：使用第一指针指向可以用于封装发送数据的数据描述符，使用第二指针指向发送队列中已封装数据的数据描述符；发送数据的控制单元在发送数据前先检查第二指针指向的数据描述符，如果该数据描述符中数据已发送完毕则释放数据描述符，然后再使用第一指针指向的数据描述符封装需要发送的数据并入发送队列；以及更新第一指针和第二指针，使第一指针指向下一个可以用于封装发送数据的数据描述符，使第二指针指向下一个已封装数据的数据描述符。

摘要： 一种队列管理方法，包括：初始设置队列指针和队列计数器，所述队列指针包括头指针、虚尾指针和实尾指针；发送对应于接收到的队列消息的写请求，并根据发送的写请求的数量累加虚尾指针；根据接收到的写结束确认更新队列计数器，并根据所述写结束确认所包含的元素空间的地址和更新后的队列计数器更新实尾指针，所述头指针和实尾指针之间的元素空间为可消费的队列空间。本发明还公开了一种队列管理器、队列消息的处理方法和系统，不需要顺序执行写请求也能保证队列尾指针的更新和数据写入队列的元素空间的同步，可适用于在大规模并行计算机系统上实现高效的基于队列消息的传送机制，扩大了队列消息的应用范围。

摘要： 本发明的目的在于，在应用程序执行环境从暂停状态恢复时，防止由于不必要事件而连续执行应用程序的情况。在事件队列管理模块(101)中设有：队列管理部(118)，其按照事件的发生顺序，在事件队列(117)中存储从基本软件部(103)的各事件检测单元通知的事件对象(130)，进行队列管理；事件类别检测部(119)，其检测由队列管理部(118)进行队列管理的事件对象(130)的事件类别和参数；停止状态检测部(120)，其检测应用程序执行环境(104)的停止状态；以及事件删除部(121)，其在应用程序执行环境(104)为停止状态时，删除存储在事件队列(117)中的事件对象(130)中的不必要事件。

摘要： 本发明公开了一种在通信队列管理中通过发送事件触发队列管理的方法，以解决在通信队列管理过程中存在影响系统效率的问题。该方法为：使用第一指针指向可以用于封装发送数据的数据描述符，使用第二指针指向发送队列中已封装数据的数据描述符；发送数据的控制单元在发送数据前先检查第二指针指向的数据描述符，如果该数据描述符中数据已发送完毕则释放数据描述符，然后再使用第一指针指向的数据描述符封装需要发送的数据并入发送队列；以及更新第一指针和第二指针，使第一指针指向下一个可以用于封装发送数据的数据描述符，使第二指针指向下一个已封装数据的数据描述符。

摘要： 本发明公开了一种增强RED稳定性的主动式队列管理算法，包括以下步骤：计算平均队列长度；分析包丢弃概率与平均队列长度关系；根据平均队列长度选择包丢弃概率函数；判断报文是否进入缓冲区；根据平均队列长度选择包丢弃概率函数，并在平均队列长度最大阈值maxth后面增设一个自定义阈值点。本发明针对RED算法在平均队列长度超过最大阈值时，丢包概率变化幅度的突变导致队列抖动的问题，在最大阈值后设置一个新的参数，可有效增强队列稳定性，同时降低丢包概率。本发明利用偏大型升岭函数替代原来线性增加的分组丢弃概率计算函数，算法在队列长度最小阈值与最大阈值之间的丢包概率的变化更加平滑。

摘要： 本发明公开了一种基于速率和队列长度的无线路由器主动队列管理方法。本发明共包括四个模块：入队模块，出队模块，更新模块和丢弃模块，根据缓存器入队速率和出队速率估计值，以及缓存器队列实时长度来控制调整数据分组丢弃概率，并同时利用缓存区入队速率和出队速率估计值来调整数据分组丢弃概率更新时间。本发明具有高适应性和高鲁棒性，在动态复杂的有线-无线异构网络环境下，具备在保证较高的链路利用率的条件下减小端到端时延的特点。

摘要： 本发明公开了基于平均队列长度及其变化率的自适应主动队列管理方法，具体为：1、等待新分组数据；2、新分组数据到达路由器缓冲区，根据当前时刻t时路由器缓冲区的平均队列长度变化率和平均队列长度判断是否将该新分组数据中的全部数据直接丢弃；如果是，则重新等待新数据到达，再次执行步骤2，否则转步骤3；3、新分组数据进入至缓冲区后，时间单位为t+1，更新t+1时平均队列长度和平均队列长度变化率；4、更新t+1时路由器缓冲区的中间阈值；5、计算丢弃概率；6、根据丢弃概率对新分组数据进行丢弃，剩余数据从路由器缓冲区中出队，再次等待新数据到达，并转步骤2。本发明流程简单，可操作性强，应用范围广。

摘要： 本发明公开了一种基于速率和队列长度的无线路由器主动队列管理方法。本发明共包括四个模块：入队模块，出队模块，更新模块和丢弃模块，根据缓存器入队速率和出队速率估计值，以及缓存器队列实时长度来控制调整数据分组丢弃概率，并同时利用缓存区入队速率和出队速率估计值来调整数据分组丢弃概率更新时间。本发明具有高适应性和高鲁棒性，在动态复杂的有线-无线异构网络环境下，具备在保证较高的链路利用率的条件下减小端到端时延的特点。