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主动式队列管理（AQM）算法研究
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2009-08-19
王伟
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AQM 是指根据队列长度的变化进行提前丢包，对网络拥塞进行早期通告，从而达到减少和避免网络拥塞，提高服务质量。本文对常用的AQM 算法作了介绍，并通过NS2 模拟器对各算法进行了模拟和分析，指出各算法的优缺点，为进一步研究AQM 算法提供了依据。
随着Internet的蓬勃发展，网络业务量的不断增长，人们对服务质量（QOS）的要求越
来越高。现有Internet采用的是传统的“尽力而为”(best effort)服务机制，这种机制的优势是设计简单、扩展性好,但其存在的一个主要问题是会产生拥塞崩溃(congestion collapse)现象,使得链路利用率大大降低,因此Internet 必须提供拥塞控制机制。传统TCP 端到端拥塞控制不能避免拥塞的发生，网络本身也需要参与到拥塞控制中去，依靠路由器的主动队列管理(AQM)算法来管理缓存,从而有效地避免拥塞的发生。
Internet 数据的突发本质使得路由器中采用带宽统计复用，配置一定大小的队列以提
高链路利用率、减少丢包。队列管理是指在网络发生拥塞时通过丢包来管理队列长度，对队列长度进行管理直接影响到路由器的拥塞控制能力和QoS 能力。目前的队列管理机制分为两大类:被动式队列管理(PQM) 和主动式队列管理(AQM)。被动式队列管理在Internet 上得到了广泛使用,但其存在两个重要问题[1]:死锁(lock out)和满队列(full queues)，而Internet数据的突发性又使得队列在满状态下会产生“TCP 全局同步”(TCP global synchronization)现象，导致整个链路利用率降低。主动式队列管理（AQM）是IETF为了解决TCP端到端拥塞控制机制存在的问题而提出的一种队列管理技术。AQM方法指根据队列长度的变化对队列进行提前丢包，即在队列满之前丢包，对网络拥塞进行早期通告，使发送节点能在队列溢出前对拥塞作出反应，从而达到减少和避免网络拥塞。
自从IETF 提出了AQM技术并推荐了RED 算法以来,已产生了许多种AQM算法,本文将使用NS2模拟器对AQM主要的算法(RED)和现有网络采用的FIFO(DropTail)算法进行研究,通过进行仿真实验对这两种算法在队列长度、延迟、公平性以及吞吐量等方面的性能进行比较，为进一步研究AQM算法提供了依据。
随着Internet的蓬勃发展，网络业务量的不断增长，人们对服务质量（QOS）的要求越
来越高。现有Internet采用的是传统的“尽力而为”(best effort)服务机制，这种机制的优势是设计简单、扩展性好,但其存在的一个主要问题是会产生拥塞崩溃(congestion collapse)现象,使得链路利用率大大降低,因此Internet 必须提供拥塞控制机制。传统TCP 端到端拥塞控制不能避免拥塞的发生，网络本身也需要参与到拥塞控制中去，依靠路由器的主动队列管理(AQM)算法来管理缓存,从而有效地避免拥塞的发生。
Internet 数据的突发本质使得路由器中采用带宽统计复用，配置一定大小的队列以提
高链路利用率、减少丢包。队列管理是指在网络发生拥塞时通过丢包来管理队列长度，对队列长度进行管理直接影响到路由器的拥塞控制能力和QoS 能力。目前的队列管理机制分为两大类:被动式队列管理(PQM) 和主动式队列管理(AQM)。被动式队列管理在Internet 上得到了广泛使用,但其存在两个重要问题[1]:死锁(lock out)和满队列(full queues)，而Internet数据的突发性又使得队列在满状态下会产生“TCP 全局同步”(TCP global synchronization)现象，导致整个链路利用率降低。主动式队列管理（AQM）是IETF为了解决TCP端到端拥塞控制机制存在的问题而提出的一种队列管理技术。AQM方法指根据队列长度的变化对队列进行提前丢包，即在队列满之前丢包，对网络拥塞进行早期通告，使发送节点能在队列溢出前对拥塞作出反应，从而达到减少和避免网络拥塞。
自从IETF 提出了AQM技术并推荐了RED 算法以来,已产生了许多种AQM算法,本文将使用NS2模拟器对AQM主要的算法(RED)和现有网络采用的FIFO(DropTail)算法进行研究,通过进行仿真实验对这两种算法在队列长度、延迟、公平性以及吞吐量等方面的性能进行比较，为进一步研究AQM算法提供了依据。
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