进入九十年代以来，以IP为墓础的Internet呈爆炸式增长，新型网络应用不断涌现，用户数量迅速增加，使Internet的流量急剧增加，由此而引发的网络拥塞已经成为制约网络发展和应用的瓶颈问题。拥塞容易造成传输延迟和吞吐量等Qos (Quality of Service)性能指标下降，严重影响了带宽、缓存等网络资源的利用率，因此有效地解决拥塞问题对于提高网络性能具有重要意义，如何更好地预防和控制拥塞一直是近年来国际上网络研究领域的热点问题。 目前Internet仅提供单一的“best effort”服务，其资源分配主要在用户端进行，利用传输控制协议(TCP)进行端到端的拥塞控制，可以说，Internet的成功在很大程度上依赖于TCP拥塞控制机制的有效执行，但是由于Internet的发展及TCP拥塞控制算法本身存在的问题，使得现有的拥塞控制策略在很多方面已经不能满足人们的需求。研究表明，TCP拥塞控制实质上是一种较保守的策略，它并非在所有的网络条件下都能保证其良好的性能。 Internet中传统的路由器通常采用先来先服务的调度算法以及“弃尾”缓冲管理方法，在指示和控制拥塞方面不提供任何显式的支持。由于在路由器中引入相应的拥塞控制机制，使网络本身参与资源的控制工作可以更有效地实现对拥塞的监测和预防，因此近几年IP拥塞控制策略成为当前网络研究的一个热点，IETF建议在Internet路由器上采用主动队列管理机制作为IP层参与拥塞控制的手段，随机提前检测(RED)算法是IETF推荐的一种主动队列管理算法。 本文首先概要介绍了Internet中的拥塞现象产生的背景、原因以及实施拥塞控制的必要性，探讨了拥塞控制策略的研究与发展现状，从不同角度对拥塞控制机制进行了分类，并分析了当前拥塞控制中存在的问题。 第2章着重研究了Internet中TCP的基于窗口的端到端拥塞控制方法以及IP层采用的拥塞控制机制。首先对TCP基于滑动窗口的拥塞控制机制的四个核心算法：慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复进行了详细阐述，讨论了当前的各种TCP拥塞控制改进方案，如NewReno、SACK、TCP-Vegas等。然后对Internet路由器采用的“弃尾”算法及其存在的问题进行了分析，介绍了主动队列管理机制的思想，讨论了当前业界在IP拥塞控制方面所做的相关工作，并重点分析了RED及ECN算法。 慢启动是TCP拥塞控制策略中的关键算法，用来避免突发数据量超出网络的承受能力，本文第3章针对慢启动阶段存在的问题进行了深入研究，在此基础上提出了一种利用历史连接和令牌控制技术的拥塞控制算法--HCTCP，该算法在建立新连接时能够根据已录的历史连接参数设置该连接的初始拥塞参数，使用令牌技术控制数据包在第一个RTT内均匀发送，仿真实验表明，该算法在局域网和卫星链路中均能显著减少文件的传输时间，提高了连接的传输性能，而且在传输Web数据流时更为有效，并能 山东帅他人学帧十学位论支 够和 TCP流友好共存。 作为一种主动队列管理算法，显式拥塞指示（ECN）改变了当前Internet卜以丢 包作为网络拥塞指示的方法，路山器通过预测早期的拥塞向源端提供显式拥塞指示，馋 避免了拥塞之后丢弃更多的数据包。但是日＊N算法不能改变端系统对棚塞检测时I”。。IK 的特性，而且平均队列长度和网络吞吐量对ECN的静态参数较为敏感，因此本文在第 4章中提出了一种FECN算法，该算法在路山器处提供拥塞控制和指示机制，使源端 能够快速响应路由器发回的拥塞指示消息，调整发送速率，避兔拥塞的发生，该算法 还可以通过估计链路中的活动连接数动态调整最大丢弃概率。仿真实验表明，FECN 既能使源端及时处理网络的早期拥塞，也能够使路山器适应突发数据流，降低了网络 拥塞和路山器处的排队延迟，更好地适应了动态变化的网络环境。 第5章研究了TCP／IP网络的公平性问题，对TCP连接竞争资源的公平性以及ICI， 流与）「TCP友好流共存时的公平性问题进行了分析，为实现网络资源的合理分配，本 文在FECN算法中增加了对非TCP友好流的惩罚机制，提出了NFECN算法，在本文 的仿真实验中，仿真结果表明该算法与ECN算法相比，明显有效地遏制了那些传输延 迟长的连接及非TCP友好流抢占网络带宽的行为，较为合理地实现了网络资源的公平 分配。 NS是目前国际上应用广泛的网络仿真软件，在分析和评价网络性能方面发拧了 重要作用，本文的HCTCP、FECN等算法均是在NS中进行仿真分析的。本文在附录 部分介绍了NS的体系结构及其主要组件，讨论了如何使用NS建立、运行仿真程序冬 及分析仿真结果，对用户如何使用 NS开发新的仿真对象并将其集成到 NS环境中也 进行了详细剖析。 本文在TCP／IP网络的拥塞控制策略方面进行了探索，希望能够对拥塞控制策略的 发展起一定的推动作用。