[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
　　[中图分类号]TP393[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)03-0023-02
　　
　　1 引言
　　随着Internet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Internet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,PQM)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与两个门限值(MINth和MAXth,MINth 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文