学位论文_主动队列对web性能影响的研究论文.docVIP

主动队列对WEB性能影响的研究 我们首先呈现一个关于主动队列管理技术（AQM）和显式堵塞通知在网络中经历大量用户浏览网页后响应时间的分布情况的经验研究。三种著名的方案可以考虑：比例积分 PI 控制器,随机指数标记 REM 控制器和自适应随机早期检测 ARED 。研究了在有显式堵塞通知和无显式堵塞通知下这些AQM方案的影响。我们的主要衡量性能指标是端到端的HTTP请求-响应交换响应时间。对于这种方法,我们的主要结果是： 如果不支持显式堵塞通知,AREDAQM方案,提供比尾部丢包FIFO排队在提供的负载超过链路容量的90%时有更好的响应时间性能。然而,ARED操作在包模式 有或没有显式堵塞通知 FIFO排队还要差。 显式堵塞通知PI和REM。在显式堵塞通知,PI和REM是所有方案中表现最佳的方案,显式堵塞通知为在字节模式下的ARED操作提供重要的响应时间改进。对于REM, 显式堵塞通知显式堵塞通知,REMFIFO排队在所有负载下的响应时间性能都还要差。 AQM对于响应时间是否有重大的改善很大程度上依赖于流经历的往返时延的分布情况，当流的RTT增加时引起AQM和显式堵塞通知对于响应时间性能的影响降低。 我们得出结论,AQM可以提高网页类应用程序和网络性能的工作负载。特别是,在AQM和显式堵塞通知,提供的链接可以在接近饱和水平没有明显退化上操作达到用户预期的性能。 关键字：网络拥塞控制；AQM算法；标记/丢失概率；PI控制器第一章 引言 计算机科学的迅速发展是20 世纪科学发展史上最伟大的事件之一，标志着人类社会进入了信息时代。随着现代高科技技术的发展，计算机技术和通信技术的结合形成了计算机通信系统。计算机网络就是把分布在不同地点的具有独立功能的多台计算机系统通过通信线路和设备互相连接在一起，按照网络协议进行信息通信，实现资源共享的计算机通信系统。20 世纪80 年代出现的Internet 是现在全球最大的计算机网络。Internet 在过去的几十年经历了爆炸式发展。1980年ARPA 网（Internet 的前身）只包含200 台计算机，从1986 年接入6000 台计算机开始，5 年后数量就达到了60 万，一直到上一世纪末，全球Internet 用户达到2 亿之多。现在Internet 网络的容量与规模仍以惊人的速度继续不断的向前发展，人类日常的生活与工作也越来越觉得离不开Internet。Internet 的出现使得传统的信息获取、传送、存储和处理方式发生了根本的变化，人们的生活与工作方式也随之发生了很大的变化。Internet 网络的强大功能使得计算机网络在社会各个领域已有广泛的应用，对全世界科学、经济和社会产生了重大影响。 Internet 网络使终端与计算机之间、计算机与计算机之间能快速地相互传输数据、程序和信息，并可对这些数据信息进行分散、分级、集中管理和处理，从而使用户解除了地理位置的束缚，提高了数据处理的速度。如自动订票系统、银行财经系统、政府的计划统计系统、气象数据收集系统等。Internet 网络可以让用户充分利用计算机系统共享网络上的软件资源和硬件资源。如大容量磁盘存储器、异常昂贵的外部设备、数据库、应用软件等，使得网络中分散的资源互通有无，分工协作，资源使用率大为提高，处理能力大为增强，处理的平均费用大为下降。Internet 网络上设备分散，数据安全可靠。当网络上某处计算机发生故障时，可由别处的计算机代为处理，也可把数据备份到其他计算机上，有网络作为公用后备，投资少，效益高。当某处计算机负担过重时，可将新的作业传送到网络中另一个较空闲的计算机上去处理，从而减少了用户等待时间，均衡了网络负载。多媒体网络的应用，使声、文、图像多种信息的收集、传送、存储和处理融为一体，给计算机网络用户提供了很大的方便。如用户可以在网络上收听广播、收看电视、查询信息等。 随着网络应用范围不断扩大，用户数量的爆炸式增长，Internet 遇到了网络拥塞的问题。所谓拥塞（Congestion）是指在某一时刻，当网络中某一资源的到达量超过了该资源在相关网络节点的承载量时，称该节点在该时刻发生了拥塞。拥塞导致的直接后果是分组丢失率提高，端到端延时加大，网络性能降低，严重时会产生拥塞崩溃，几乎没有数据包可以送达目的地。拥塞崩溃的出现可以追溯到Internet 的早期发展中。1984 年Nagle 报告了由于TCP 连接中不必要的重传所诱发的拥塞崩溃，1986～1987 年间这种现象在美国曾经多次发生，严重时一度使美国LBL 到UC Berkeley 之间的数据吞吐量从32Kb/s 跌落到了40b/s。拥塞崩溃在20 世纪80年代中期最先提出的时候，主要是由于TCP 连接重传那些正在传送或己经被接收方接收了的数据包所引起。我们将这种由于不必