大中型局域网拥塞分析研究
发布时间：2022-08-11 11:16
互联网拥塞控制机制的理论研究一直是网络研究领域的一个热点问题。相关理论的研究为现实网络的拥塞控制技术提供了基础．本文以校园网的拥塞控制为研究背景，将拥塞控制理论与拥塞控制技术相结合，力争低成本、高效率地解决大中型局域网中常见的网络拥塞问题。在研究过程中，主要做了以下几方面工作：本文首先给出了网络拥塞的定义。分析了造成计算机网络拥塞的一般原因。总结了基于端到端和基于中间设备两类拥塞控制算法的国内外研究现状。以攀枝花学院为背景，从病毒、P2P流量、链路瓶颈等角度，研究了造成大中型局域网拥塞的具体原因，并给出了相应的解决办法。研究了网络拥塞的衡量标准和拥塞的探测技术。重点研究了能较好反映网络拥塞状态的网络时延探测技术。提出了自适应时延探测算法。通过与同类算法的大量比较，证明了算法的高效性、稳定性和准确性。研究了CHOKe系列拥塞控制算法。并从贪心算法的角度，结合网络管理实际，从算法收敛时间最短、影响应用最少、影响用户最少三个角度改进了CHOKe算法。提出了的gCHOKEe算法，通过NS2模拟软件验证了该算法的优越性。最后，通过攀枝花学院的校园网，对比分析验证了拥塞控制策...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 我国互联网现状
1.2 拥塞的相关概念
1.2.1 计算机网络拥塞的定义
1.2.2 基于控制论的拥塞控制算法分类
1.2.3 计算机网络拥塞的成因
1.3 国内外研究现状
1.3.1 基于 TCP 窗口的拥塞控制算法
1.3.2 基于缓存队列的拥塞控制算法
1.3.3 近几年拥塞控制算法的研究热点
1.4 研究目的和意义
1.4.1 现有研究存在的问题
1.4.2 论文的研究方法
1.4.3 研究目的和意义
1.5 论文的章节安排
2 大中型局域网拥塞分析
2.1 病毒造成网络拥塞
2.1.1 导致网络过载的常见病毒及其工作原理
2.1.2 影响链路资源分配的常见病毒及其工作原理
2.2 P2P 流量造成网络拥塞
2.3 终端性能提升造成网络拥塞
2.4 集中应用造成网络拥塞
2.5 用户量激增导致网络拥塞
2.5.1 用户总量激增
2.5.2 用户瞬时激增
2.6 网络规划不合理造成网络拥塞
2.6.1 物理上划分不合理
2.6.2 虚拟局域网划分不合理
2.7 本章小结
3 拥塞探测技术
3.1 拥塞测量的标准
3.2 网络拥塞评测的关键性指标
3.2.1 时延
3.2.2 带宽
3.2.3 丢包率
3.3 网络测量技术
3.3.1 测量技术的分类
3.3.2 主动测量技术的实现原理
3.3.3 主动测量技术的优点和缺点
3.3.4 主动测量技术的分类
3.3.5 被动测量技术
3.3.6 被动测量技术的优势和不足
3.3.7 被动测量技术的分类
3.4 自适应时延探测算法
3.4.1 网络时延测量技术
3.4.2 网络测量的采样算法及其优缺点[35]
3.4.4 自适应时延探测算法
3.5 自适应时延探测算法分析
3.5.1 算法测试拓扑结构介绍
3.5.2 探测数据采样分析
3.5.3 基于网络时延的拥塞的分级
3.5.4 自适应时延探测算法的三个假设的验证
3.6 周期采样算法与自适应时延探测算法的比较
3.6.1 低负载对比
3.6.2 高负载对比
3.7 本章小结
4 基于贪心算法的网络拥塞控制
4.1 基于队列的拥塞控制算法的设计思想
4.1.1 拥塞控制控制算法的目标
4.1.2 路由器的队列管理总的原则
4.1.3 评估队列管理算法的性能指标
4.2 论文拥塞控制算法的思想基础
4.2.1 经典的 CHOKe 算法的实现原理
4.2.2 CHOKe 算法存在的不足[38]
4.2.3 CHOKe 算法的改进思路
4.2.4 贪心算法的基本思想
4.3 大中型局域网的特性
4.3.1 资源占用不均衡性
4.3.2 目标资源的趋同性
4.3.3 网络协议分布不均衡性
4.3.4 包尺寸分布不均衡性
4.4 基于贪心策略的 g_CHOKe 算法的设计与实现
4.5 g_CHOKe 算法在 NS2 上的模拟测试
4.5.1 吞吐量对比分析
4.5.2 丢包率对比分析
4.6 本章小结
5 实验
5.1 实验环境和相关设备介绍
5.1.1 网络拓扑结构介绍
5.1.2 网络设备介绍
5.2 对比测试
5.2.1 平均响应时间对比
5.2.2 丢包率对比
5.2.3 吞吐量对比
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]AFDX网络端到端时延分析方法[J]. 赵永库,王红春,唐来胜. 电光与控制. 2013(04)
[2]一种高效的延迟容忍移动传感器网络异步探测机制[J]. 李文霁,郑康锋,张冬梅,郭世泽. 电子与信息学报. 2012(12)
[3]TCP网络的自适应神经滑模控制[J]. 叶成荫,井元伟. 电机与控制学报. 2012(11)
[4]互联网中网络时延与物理距离关联性分析[J]. 焦程波,郑辉,黄宇. 电子科技大学学报. 2012(05)
[5]基于性能服务的高速网络运输层拥塞控制解决方案[J]. 宋丽华,王海涛,曹海兵. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2012(03)
[6]基于局部探测的快速复杂网络聚类算法[J]. 金弟,刘大有,杨博,刘杰,何东晓,田野. 电子学报. 2011(11)
[7]一种基于主动网络技术的拥塞控制算法[J]. 罗国明,鹿光,董民,沈庆国. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2011(05)
[8]预测控制主动队列管理算法的设计与分析[J]. 王萍,陈虹,卢晓晖. 通信学报. 2011(09)
[9]基于分类树和贪心算法的测试数据自动生成方法[J]. 刘龙霞,吴军华. 计算机工程与设计. 2011(08)
[10]基于Internet的远程控制系统网络时延分析研究[J]. 徐淑萍,苏小会. 微电子学与计算机. 2011(07)
博士论文
[1]基于移动预测的Ad Hoc网络路由技术的研究[D]. 连进.武汉理工大学 2008
硕士论文
[1]网络流量监测系统的设计与实现[D]. 刺婷婷.陕西师范大学 2012
[2]基于路由器的RED算法的FPGA实现[D]. 王亚军.吉林大学 2011
[3]网络时延主动测量中探测干扰和发包模式的误差分析[D]. 陈伟基.湖南大学 2010
[4]用户端QoS主动测量的研究与实现[D]. 舒春华.北京邮电大学 2010
[5]园区网性能监测与分析[D]. 王承晖.山东科技大学 2009
[6]IP网络带宽测量研究[D]. 贾兰英.山东大学 2008
[7]网络路由器中RED算法参数设置的改进研究[D]. 魏巍.吉林大学 2007
[8]主动队列管理算法的仿真研究[D]. 应锡江.南京理工大学 2006
[9]端到端的Internet拥塞控制研究[D]. 徐跃东.华中科技大学 2004
本文编号：3674560
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 我国互联网现状
1.2 拥塞的相关概念
1.2.1 计算机网络拥塞的定义
1.2.2 基于控制论的拥塞控制算法分类
1.2.3 计算机网络拥塞的成因
1.3 国内外研究现状
1.3.1 基于 TCP 窗口的拥塞控制算法
1.3.2 基于缓存队列的拥塞控制算法
1.3.3 近几年拥塞控制算法的研究热点
1.4 研究目的和意义
1.4.1 现有研究存在的问题
1.4.2 论文的研究方法
1.4.3 研究目的和意义
1.5 论文的章节安排
2 大中型局域网拥塞分析
2.1 病毒造成网络拥塞
2.1.1 导致网络过载的常见病毒及其工作原理
2.1.2 影响链路资源分配的常见病毒及其工作原理
2.2 P2P 流量造成网络拥塞
2.3 终端性能提升造成网络拥塞
2.4 集中应用造成网络拥塞
2.5 用户量激增导致网络拥塞
2.5.1 用户总量激增
2.5.2 用户瞬时激增
2.6 网络规划不合理造成网络拥塞
2.6.1 物理上划分不合理
2.6.2 虚拟局域网划分不合理
2.7 本章小结
3 拥塞探测技术
3.1 拥塞测量的标准
3.2 网络拥塞评测的关键性指标
3.2.1 时延
3.2.2 带宽
3.2.3 丢包率
3.3 网络测量技术
3.3.1 测量技术的分类
3.3.2 主动测量技术的实现原理
3.3.3 主动测量技术的优点和缺点
3.3.4 主动测量技术的分类
3.3.5 被动测量技术
3.3.6 被动测量技术的优势和不足
3.3.7 被动测量技术的分类
3.4 自适应时延探测算法
3.4.1 网络时延测量技术
3.4.2 网络测量的采样算法及其优缺点[35]
3.4.4 自适应时延探测算法
3.5 自适应时延探测算法分析
3.5.1 算法测试拓扑结构介绍
3.5.2 探测数据采样分析
3.5.3 基于网络时延的拥塞的分级
3.5.4 自适应时延探测算法的三个假设的验证
3.6 周期采样算法与自适应时延探测算法的比较
3.6.1 低负载对比
3.6.2 高负载对比
3.7 本章小结
4 基于贪心算法的网络拥塞控制
4.1 基于队列的拥塞控制算法的设计思想
4.1.1 拥塞控制控制算法的目标
4.1.2 路由器的队列管理总的原则
4.1.3 评估队列管理算法的性能指标
4.2 论文拥塞控制算法的思想基础
4.2.1 经典的 CHOKe 算法的实现原理
4.2.2 CHOKe 算法存在的不足[38]
4.2.3 CHOKe 算法的改进思路
4.2.4 贪心算法的基本思想
4.3 大中型局域网的特性
4.3.1 资源占用不均衡性
4.3.2 目标资源的趋同性
4.3.3 网络协议分布不均衡性
4.3.4 包尺寸分布不均衡性
4.4 基于贪心策略的 g_CHOKe 算法的设计与实现
4.5 g_CHOKe 算法在 NS2 上的模拟测试
4.5.1 吞吐量对比分析
4.5.2 丢包率对比分析
4.6 本章小结
5 实验
5.1 实验环境和相关设备介绍
5.1.1 网络拓扑结构介绍
5.1.2 网络设备介绍
5.2 对比测试
5.2.1 平均响应时间对比
5.2.2 丢包率对比
5.2.3 吞吐量对比
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]AFDX网络端到端时延分析方法[J]. 赵永库,王红春,唐来胜. 电光与控制. 2013(04)
[2]一种高效的延迟容忍移动传感器网络异步探测机制[J]. 李文霁,郑康锋,张冬梅,郭世泽. 电子与信息学报. 2012(12)
[3]TCP网络的自适应神经滑模控制[J]. 叶成荫,井元伟. 电机与控制学报. 2012(11)
[4]互联网中网络时延与物理距离关联性分析[J]. 焦程波,郑辉,黄宇. 电子科技大学学报. 2012(05)
[5]基于性能服务的高速网络运输层拥塞控制解决方案[J]. 宋丽华,王海涛,曹海兵. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2012(03)
[6]基于局部探测的快速复杂网络聚类算法[J]. 金弟,刘大有,杨博,刘杰,何东晓,田野. 电子学报. 2011(11)
[7]一种基于主动网络技术的拥塞控制算法[J]. 罗国明,鹿光,董民,沈庆国. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2011(05)
[8]预测控制主动队列管理算法的设计与分析[J]. 王萍,陈虹,卢晓晖. 通信学报. 2011(09)
[9]基于分类树和贪心算法的测试数据自动生成方法[J]. 刘龙霞,吴军华. 计算机工程与设计. 2011(08)
[10]基于Internet的远程控制系统网络时延分析研究[J]. 徐淑萍,苏小会. 微电子学与计算机. 2011(07)
博士论文
[1]基于移动预测的Ad Hoc网络路由技术的研究[D]. 连进.武汉理工大学 2008
硕士论文
[1]网络流量监测系统的设计与实现[D]. 刺婷婷.陕西师范大学 2012
[2]基于路由器的RED算法的FPGA实现[D]. 王亚军.吉林大学 2011
[3]网络时延主动测量中探测干扰和发包模式的误差分析[D]. 陈伟基.湖南大学 2010
[4]用户端QoS主动测量的研究与实现[D]. 舒春华.北京邮电大学 2010
[5]园区网性能监测与分析[D]. 王承晖.山东科技大学 2009
[6]IP网络带宽测量研究[D]. 贾兰英.山东大学 2008
[7]网络路由器中RED算法参数设置的改进研究[D]. 魏巍.吉林大学 2007
[8]主动队列管理算法的仿真研究[D]. 应锡江.南京理工大学 2006
[9]端到端的Internet拥塞控制研究[D]. 徐跃东.华中科技大学 2004
本文编号：3674560
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/ydhl/3674560.html
