杨湘 ，王建新

(1.中南大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙，410083；2.武汉科技大学 计算机科学与技术学院，湖北 武汉，430081)

随着Internet规模越来越大，Internet的拥塞控制作为保证网络性能的手段也显得越来越重要。Floyd等[1]提出RED(Random early detection)算法之后，在路由器上部署AQM[2](Active queue management)模块，并配合源端的TCP协议来调整流量以缓解拥塞的机制也逐渐被人们所认同并广泛采用。但是，RED以及一些变种算法[3-7]提出后，算法性能只能依靠仿真实验来进行评价，缺乏一些理论工具来分析性能，并指导算法设计。随后，人们利用控制理论、优化理论等工具来对AQM算法进行分析与设计，提出了一系列的AQM算法。Low等[8-9]基于流量控制对偶模型提出了REM(Random exponential marking)算法，试图在获得高带宽利用率的同时降低延迟。Misra等[10]对TCP/AQM模型进行分析，建立了非线性TCP流量控制模型，提出一对非线性微分方程描述了TCP流和AQM控制器的瞬态行为；而Hollot等[11-12]利用小信号理论对此模型进行线性化处理后，将其等效为带反馈延迟的二阶反馈控制系统，得到了TCP/AQM反馈控制系统简化的系统模型，并在此基础上提出了一种比例-积分控制器PI。随后，人们基于线性控制理论提出了一系列的AQM算法[13-19]。基于传统线性控制理论设计的拥塞控制器的稳定性在很大程度上依赖于受控对象的数学模型精度，因此，人们采用了智能控制、非线性控制理论等来设计了一些拥塞控制器[20-28]，以使得各控制器能适应网络状态的动态变化。但是，这些算法普遍存在过程复杂、计算量偏大、在大规模网络中无法实际部署的缺点。……