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基于NS2的队列管理算法性能仿真分析多级反馈队列调度算法 摘 要队列管理机制是在路由器上实施的拥塞管理机制以及队列调度算法,其目的是使网络处于低延迟高吞吐量的状态,是保证网络服务质量以及缓解网络拥塞的基础。本文主要介绍了Droptail、Red、FQ三种队列管理算法的基本思想,并用NS2软件进行了仿真,分析比较了三种算法对不同数据流的网络延迟、吞吐量、延迟以及公平性等性能,为今后的进一步研究学习打下基础。 关键词 队列管理算法 公平性 NS2 TP393A1007-9416(xx)03-0023-02 1 引言 随着Inter的高速发展,为了缓解由于业务不断增多而导致的网络拥塞,在传输层采取了诸如TCP Reno、TCPNewReno、TCP Vegas等一些拥塞控制策略1。TCP基于窗口的端到端拥塞控制对于Inter的鲁棒性起到了关键作用。然而,随着网络规模越来越大,仅仅依靠TCP拥塞控制机制来提高网络的服务质量是远远不够的,网络中的中间节点也必须加入到网络拥塞的控制当中来,于是出现了许多基于路由器的拥塞控制策略,通常也称之为队列管理机制。其主要思想就是通过排队算法决定那些包可以转发传输,哪些包被丢弃,以此分配带宽,从而提高网络的性能和QoS质量。 2 当前队列算法简介 当前的队列管理算法可以分为两大类,被动式队列管理(Passive Queue Management,M)和主动式队列管理(Active Queue Management,AQM). 2.1 被动式管理队列算法 被动式管理队列就是以包为单位,为每个队列设置一个最大值,当接收包进入队列时,如果队列长度已达到最大值,则丢弃此包,直到此队列长度下降,也即通常所说的“去尾(Drop-Tail)”算法。其特点是:简单,处理速度最快,所有平台上都支持这种队列;但这种算法也存在一些缺憾,如在多个流之间分配的带宽不公平;野蛮流量可能占满带宽,导致其他流量无带宽可用;对所有数据流进行尾丢弃,可能造成TCP全局同步等。 2.2 基于队列长度的AQM算法RED 鉴于被动式队列管理机制的缺陷,研究者提出了主动队列管理(AQM)算法,主动式队列机制会在队列满之前就把封包丢弃,并发出拥塞通告,这样可以使具有拥塞控制的传送端进行流量控制,从而缓解网络拥塞,降低丢包率。 RED是一种基于(平均)队列长度的AQM。它通过使用平均队列长度来预测即将发生的网络拥塞,并随机丢弃数据分组,控制平均队列长度,从而避免网络拥塞和全网同步2。RED算法具体描述如下: 数据包到达路由器后.需要利用指数加权平滑低通滤波器计算平均队列长度(AVQ),将AVQ与两个门
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