主动队列管理RED算法改进与实验仿真研究

时间：2026-01-22

分析了RED及其改进算法的原理和局限性,提出了一种非线性高阶RED拥塞控制机制。该算法利用一个高阶分组丢弃函数,在下限阂值附近以较低的概率标记丢弃分组,在上限阈值附近迅速提高分组的标记丢弃概率。并对网络仿真器NS2进行扩展,通过系列仿真实验验证了改进算法有效提高了网络性能。

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第 3卷第 1期 2 71L 1 32 o

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算

机

工

程

20 06年 9月Spe br20 e tm e 0 6

№

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网绛与通信 }

文章编号：l 0_48 06 7 l9 l文献标识码： I -3 (0)—{5 3 ) . 2 2 l 1—{ 0 A

中图分类 T 3 号： P9 3

主动队列管理 R D算法改进与实验仿真研究 E陈军‘晓衡 2,邓 9陈志刚 2 9刘佳琦惠州学院计算机科学系，惠州 5 6 1;! I 10 5 f南大学信息科学与工程学院，长沙 4 0 8 ) l 10 3

摘

要：分析了 R D及其改进算法的原和局限性，提 U一种非线性高阶 R D拥搴控制机制。该算法利用一 E r E个高I价分组丢弃函数，在

下限阂值附近以较低的概率标记丢弃分绑，上住：限闽值附近迅速提高分组的标记丢弃概率。并对网络仿真器 N 2进行扩展，过系列仿真 S通实验验证 r改进算法有效提高 r络性能。

关健词：拥窄控制；早期随机丢弃；主动队列管理

Su y0 t eQu u n g me t D td nAci e e v Ma a e n RET l Dr m ove e J m ntanI 1 ul 1,l’● m● i ● at OnCHEN u DENG a h n CHEN ia g, U iq J n, Xio e g, Zh g n LI Ja i( . p lme to mp trS in e Huz o ie st. ih u51 01: 1 De a’ n f t Co ue ce c, ih uUnv ri Huz o 6 y 52. le e o n o ma i n S i n e a d Te h o o y Ce t a u h Un v riy Ch n s a 41 0 3 Co lg fI f r t c e c n c n l g, n r l o So t i e st . a g h ( 8】 )

[ sr c]T i p priv sg tsR D a oi ms ee nsadl t inad i rdcsan w n nier i re E loi m whc Ab tat hs a e et ae E l rh‘ l n i g t me t n i a o n n o ue e o l a g od rR D ag rh i mit t n hh t he l y i h o

d r f n to o ma k o s a d fa me t wi owe n i h r p o a ii e r l w n i h h e h l e p c i ey F e mp o s a h g— r e u c i n t r r dic r r g n s t l h r a d h g e r b b l y n a o a d h g t r s o d r s e tv l h t e hn e n a c d RED a g rt m s a s mp e n e n t e n t r i l t rNS2 t e r s ls o e i s smu ai n e pe i ms s o t a h l o ih l o ih i lo i l me t d i h e wo k s mu a o , h e u t f s re i l t x rme h w h tt e a g rt m oi r e e f r n e t b e e s a d r la ii fn t r mp ov sp ro ma c sa l n s n e ib l y o e wo k. t

[ e od]C n et n o t l ad m er e c o ( E )A t e u u maae e t K y r s o g so nr: n o a y t t n R D: c v q e e l gm l w i c o R ld e i i l l

中间节点流量控制算法是重要的拥塞控制增强机制，当其采用传统的队列管理机制如 D o— i时，往往会在拥塞的 rpt l a路由器一 k出现大的队列延时，凶此 D o— i队列管理机制在 rptl a

输入：一个分组到来输m:该分组按概率 P进行标记或丢弃t)始化： 1

维持高的带宽利用率 (较大的缓存)和低的队列延时 (较小的缓存 )之间存在着一种矛盾，为了解决这一矛盾， B dn B.re等提出了主动队列管理机制的研究…动议。、 ly S Fo d等提出的早期随机丢弃( ad m E r eet n R D[是主动队列管 R no al D tci . E )1 y o 2理策略中最有代表性的，已经成为 I T E F推荐的唯一的 AQ M候选策略。

() 2一个分组到来： () 3i f队列非空 te hnQ= (一 w,×O+¨, f 1 ) ’×Q, :(一 w‘ 1 ) ’ Q+ Wq×

/为当前时间，t t n为队列披区空的时间/() Q 4i<e. te f . hn i

lE D算法 R1 E . R D算法

原理 1 R D算法通过检测路由器的平均队列长度 q路由器缓冲 E (区内数据包的平均数目)来检测网络拥塞，并以一定的概率丢弃数据包来通知 T P发送方发生拥塞。 E C R D算法中的数据包丢弃概率是一个关于 q的函数，它通过将限制在一定水平以下就可以避免突发式的连续丢掉来自于同一个连接的包，

P=0;

分组全部通过 /

( )l " <Q、 . 5 es i Q i et <Q { P mx川=P, Q— Q i/ Q i: ( .( Q ) . ) P=P n,/(— o n×P ): p I cul l

/ P为分组标记或丢弃的概率/ / o n表示 Q i<Q c u t <Q时排队 ( 没有被丢弃)的分组数目/ f )le 6es

P=l全部标记或丢弃到来的数据包 ; /f )n; 7e d

将 q跟 2个阈值(最小阈值 q和最大闽值 q a相比较，… m0就可以计算出数据包丢弃概率，如式f) i:0. q q

基于端到端的拥塞控制机制在网络空闲时不断增大发送速率，直到分组丢失，再被动进行拥塞挖制，网络的吞吐最总是处十一种周期振荡。显然，R D算法是一种主动拥塞控 E

P( q)