大時(shí)滯網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)隊(duì)列管理算法研究的綜述報(bào)告

大時(shí)滯網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)隊(duì)列管理算法研究的綜述報(bào)告一、概述網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中扮演著越來越重要的角色，而網(wǎng)絡(luò)速度和性能的要求也越來越高。然而，大時(shí)滯網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包交換的延遲是不可避免的，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能和穩(wěn)定性產(chǎn)生了負(fù)面影響。主動(dòng)隊(duì)列管理算法（ActiveQueueManagement，簡(jiǎn)稱AQM）是一種解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問題的有效方法。本文旨在對(duì)大時(shí)滯網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)隊(duì)列管理算法進(jìn)行綜述，從算法基本原理、主要方法、發(fā)展趨勢(shì)等方面進(jìn)行分析和闡述。二、大時(shí)滯網(wǎng)絡(luò)中的主動(dòng)隊(duì)列管理算法1、基本原理主動(dòng)隊(duì)列管理算法是為了解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問題而產(chǎn)生的，其基本原理是通過緩存控制和丟包控制來防止數(shù)據(jù)包從網(wǎng)絡(luò)源向目標(biāo)過程中出現(xiàn)擁塞。其實(shí)現(xiàn)方法主要包括：RED算法（RandomEarlyDetection，隨機(jī)早期檢測(cè)）、PIE算法（ProportionalIntegralcontroller-Enhanced），以及其它一些改進(jìn)的算法。2、主要方法（1）RED算法隨機(jī)早期檢測(cè)（RandomEarlyDetection，簡(jiǎn)稱RED）是一種基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方案的主動(dòng)隊(duì)列管理算法。RED算法通過兩個(gè)參數(shù)來調(diào)整隊(duì)列的門限值：最小隊(duì)列長(zhǎng)度（MinimumThreshold，簡(jiǎn)稱Minth）和最大隊(duì)列長(zhǎng)度（MaximumThreshold，簡(jiǎn)稱Maxth）。當(dāng)隊(duì)列長(zhǎng)度小于Minth時(shí)，RED算法會(huì)將所有數(shù)據(jù)包全部放行。而當(dāng)隊(duì)列長(zhǎng)度超過Maxth時(shí)，RED算法會(huì)隨機(jī)丟棄部分?jǐn)?shù)據(jù)包。當(dāng)隊(duì)列長(zhǎng)度較大，但小于Maxth時(shí)，RED算法以一定概率將數(shù)據(jù)包丟棄，這可以有效減緩網(wǎng)絡(luò)擁塞程度，提高網(wǎng)絡(luò)性能。（2）PIE算法ProportionalIntegralcontroller-Enhanced（簡(jiǎn)稱PIE）算法是一種發(fā)展較新的主動(dòng)隊(duì)列管理算法，主要差異體現(xiàn)在對(duì)時(shí)延的處理上。PIE算法通過引入目標(biāo)延遲（TargetDelay）概念，進(jìn)一步解決了在時(shí)間尺度較長(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)擁塞強(qiáng)度較大時(shí)數(shù)據(jù)包丟失率偏高的問題。PIE算法通過計(jì)算和比較當(dāng)前延遲值與目標(biāo)延遲值的差異，來動(dòng)態(tài)調(diào)整隊(duì)列的門限值。當(dāng)延遲較小時(shí)，隊(duì)列長(zhǎng)度的門限值會(huì)相應(yīng)增加，從而使網(wǎng)絡(luò)擁塞程度得到有效控制，減少數(shù)據(jù)包的丟失率。（3）改進(jìn)算法除了RED和PIE算法外，還有一些改進(jìn)算法也被應(yīng)用于大時(shí)滯網(wǎng)絡(luò)中。這些改進(jìn)算法一般是基于RED和PIE算法而來，通過結(jié)合其它機(jī)制對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)性能。例如，WeightedRED算法（WRED）通過對(duì)不同數(shù)據(jù)包設(shè)置不同的閾值，在處理不同類型數(shù)據(jù)包時(shí)展現(xiàn)出更好的擴(kuò)展性和靈活性；ApproximateRED算法（ARED）通過增加緩沖區(qū)的大小，降低數(shù)據(jù)包的延遲，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞程度等方式來改善網(wǎng)絡(luò)性能。三、發(fā)展趨勢(shì)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求也越來越高。目前，主動(dòng)隊(duì)列管理算法發(fā)展的趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法，自適應(yīng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)擁塞情況，預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以提高網(wǎng)絡(luò)性能。（2）結(jié)合機(jī)器視覺算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性。（3）結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和隱私性，預(yù)防因黑客攻擊、故障、自然災(zāi)害等原因而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)泄露和數(shù)據(jù)分散。（4）結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)通信和控制，實(shí)現(xiàn)智能化管理和控制。四、結(jié)論主動(dòng)隊(duì)列管理算法是一種解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問題的有效方法。其中，RED和PIE算法是比較成熟和應(yīng)用較廣泛的算法。此