以TCP/IP协议为基础的Internet自从20世纪90年代以来,其网络规模、用户数量及业务量都呈现爆炸式的增长,新型网络应用也不断涌现,网络的参数(如激活的连接数、回路往返时间)动态变化,这些使得网络拥塞的状况愈加严重和复杂。拥塞容易造成传输时延和吞吐量等服务质量(QoS)性能指标下降,严重影响带宽、缓存等网络资源的利用率。因此,拥塞控制一直是网络研究领域的热点问题。 Internet主要依赖TCP端到端拥塞控制来避免网络拥塞,但它在很多方面已经不能满足复杂网络中各种应用的需求。在路由器中引入适当的队列管理机制,可以有效地对拥塞进行监测和预防,路由器中的拥塞控制策略已经成为一个研究热点。在应用层引入拥塞控制,采用对策论同效用函数相结合的方法,从高级应用的角度,对用户的流量进行控制,避免或者是减少拥塞的发生,目前来说还是一个崭新的课题。 本文从网络层和应用层两个层次详细研究了当前TCP/IP网络中的拥塞控制策略,在此基础上针对网络的实际应用需求展开了系统深入的研究。本文研究的主要内容及创新点如下: 1) 针对网络的非线性、时滞、不确定等特点,结合控制理论提出一种新型主动队列管理(AQM)策略PID-AQM。为了实现快速控制,在PI-AQM控制策略的基础上,加入了微分控制器,估计未来时刻队列长度,实现对下一步丢弃概率的优化。该算法实现了模型的在线反馈校正,对模型的精度要求不高,且运算量较小,速度较快。仿真实验表明,该算法对网络参数变化具有很强的鲁棒性。 2) 在多用户的网络模型中,通过引入基于效用函数的激励Stackelberg策略,网络方(主方)利用价格手段对用户方(从方)进行网络资源的控制,使双方都达到了最优——既保证了网络方的最大收益也保证了用户方的最佳资源利用率,从而达到拥塞控制的目的。仿真试验表明,该方法可以限制用户的资源利用率并达到约束条件下的期望值。 拥塞控制是一个极其复杂的问题,本文仅对其中的一些方面做了研究,要想完全解决拥塞问题必须综合多种策略,从网络的各个部位,多角度全方位对拥塞