周鑫——主动队列管理(AQM)
主动队列管理AQM
主动队列管理AQM主动队列管理（Active Queue Management，简称AQM）是一种网络流量管理机制，旨在减少网络拥塞并提高吞吐量和延迟性能。
AQM通过在网络交换机中实现一系列的算法和策略来控制数据包的传输和排队，以解决传统的传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）拥塞控制方法的一些缺陷。
一、AQM的背景与意义网络中的拥塞是指当网络中的流量量超过网络链路的吞吐能力时，网络出现堵塞的现象。
传统的TCP拥塞控制方法主要依靠丢包作为拥塞信号的指示，一旦丢包发生，TCP会减少发送速率。
然而，丢包并不能及时地反映网络的拥塞情况，且丢包发生后需要一定时间的恢复，导致了网络性能的下降。
AQM的提出旨在通过主动控制交换机中的队列长度，实时地反馈网络拥塞情况给数据源，从而减少队列中的排队延迟，提高网络的吞吐量和时延性能。
AQM的引入可以使得网络在拥塞发生前就采取一些措施，如主动丢弃数据包、降低发送速率等，以避免网络的拥塞现象。
二、AQM的工作原理AQM的工作原理可以总结为以下几个步骤：1. 检测队列长度：AQM通过周期性地检测队列的长度来获得拥塞信息。
当队列长度超过一定的阈值时，表示网络出现了拥塞。
2. 拥塞信号生成：一旦检测到网络拥塞的信号，AQM会根据一定的算法生成相应的拥塞信号。
常见的算法包括随机早期检测（Random Early Detection，RED）和随机早期丢弃（Random Early Drop，RED），它们分别通过计算数据包排队概率和随机丢包的方式来产生拥塞信号。
3. 拥塞信号传输：AQM将生成的拥塞信号传输到数据源或发送方。
这可以通过向数据源发送拥塞通知消息或降低数据包的传输速率来实现。
4. 数据源的拥塞响应：接收到拥塞信号的数据源或发送方会根据拥塞信号采取相应的措施以降低发送速率，从而减少拥塞现象。
三、AQM的优势与挑战AQM相对于传统的TCP拥塞控制方法具备以下优势：1. 实时性：AQM能够实时地反馈拥塞信息给数据源，数据源可以及时采取措施，从而降低了网络拥塞的发生概率。
几种典型主动队列管理算法
几种典型主动队列管理算法Active Queue Management (AQM)算法是一种在网络路由器中使用的管理队列的方法。
它的目标是通过减少网络拥塞来提高网络性能，减少延迟和数据包丢失。
下面是几种典型的AQM算法：1. 随机早期检测（Random Early Detection，RED）：RED是最早的AQM算法之一，它基于网络中的拥塞情况来丢弃数据包。
RED通过随机选择和丢弃一部分数据包来避免队列过载。
当队列长度达到预定的最大值时，RED开始随机选择和丢弃部分数据包，这样可以提前检测拥塞并减少流量。
RED算法可以根据网络的需求进行调整，例如调整丢包概率和队列长度，以提供更好的网络性能。
2. 增量式RED（Incremental RED，iRED）：iRED是对RED算法的改进。
iRED使用流量计数器以及随机选择丢包的机制来判断网络拥塞情况。
iRED通过监控队列长度和流量大小的变化来调整丢包概率，以此提供更好的拥塞控制。
3. Proportional Integral (PI) Controller：PI控制器也是一种常见的AQM算法。
它基于控制系统理论中的PID控制器原理，并使用积分和比例控制来调整队列长度。
PI控制器根据网络拥塞程度，使用增加和减少队列长度的操作来控制网络中的流量。
这种方法可以根据实际情况进行调整，以提供较好的拥塞控制。
4. 预测性拥塞控制（Predictive Congestion Control，PCC）：PCC是一种基于机器学习的AQM算法。
它使用历史数据和机器学习模型来预测网络拥塞的发生。
PCC算法可以通过监控网络中的拥塞情况并调整流量来避免拥塞发生。
这种方法可以提前预测拥塞，并在拥塞前采取适当的措施，以减少延迟和数据包丢失。
5. 可变比重RED（Variable Packet Size RED，VPSRED）：VPSRED是一种改进的RED算法，它考虑了数据包的大小对拥塞控制的影响。
几种典型主动队列管理算法
几种典型主动队列管理算法主动队列管理（Active Queue Management，AQM）算法是网络中用于解决拥塞问题的一种方法。
AQM算法旨在控制路由器或交换机上的队列长度，以避免拥塞的发生。
下面将介绍几种典型的AQM算法。
1. Drop Tail：Drop Tail是最简单的AQM算法之一、在Drop Tail算法中，当队列满时，路由器直接丢包。
这种算法简单直接，但它容易造成拥塞窗口的剧烈抖动。
当队列满时，所有的数据包都会被丢弃，这会导致发送端认为网络出现了丢包并将窗口减小，从而在网络中形成一个震荡现象。
2. Random Early Detection（RED）：RED算法是一种基于概率的AQM算法。
在RED算法中，当队列的长度超过一定阈值时，根据概率丢弃数据包。
这个概率与队列长度成正比，队列越长，丢包的概率越高。
这种算法可以有效地控制队列的长度，并且能够根据网络的负载进行自适应调整。
3. Weighted Random Early Detection（WRED）：WRED算法是RED算法的扩展版本，它引入了一定的服务质量（Quality of Service，QoS）机制。
WRED算法根据数据包的不同类型和优先级来设置不同的阈值和丢包概率。
例如，对于延迟敏感的数据包，WRED算法可以设置较低的阈值和较低的丢包概率，以保证其及时传输。
4. Random Early Detection with Classic Marking (REM)：REM算法是RED算法的改进版本，它引入了经典标记机制。
在REM算法中，当队列的长度超过一定阈值时，数据包不会立即被丢弃，而是通过一个标记机制标记为丢失概率大于零的数据包。
发送端接收到标记的数据包后，将根据标记的概率进行重传。
这种算法可以减少重传次数，提高网络的性能。
5. Controlled Delay：Controlled Delay算法是一种以减少延迟为目标的AQM算法。
Ad hoc网络PID主动队列管理
Ad hoc网络PID主动队列管理
胡为民;陈亮
【期刊名称】《南通纺织职业技术学院学报》
【年(卷),期】2008(008)002
【摘要】主动队列管理(AQM)的PI算法可以有效控制Ad hoc网络的瓶颈节点队列长度,但随着移动节点的增加.PI算法的调节时间明显增加,进而影响控制效果.而PID的微分环节可以加快系统稳定过程.从而收到更好的控制效果.针对Ad hoc网络的多跳、时滞特点,根据时延无线网络中的稳定性特点,分析、整定了PID控制器,分别给出了大时延下PI和PID算法的队列长度控制效果.通过Matlab和NS2仿真.相比PI算法,PID可减少调节时间,提高了队列控制效果,为进一步优化、设计基于控制理论的主动队列管理算法提供了基础.
【总页数】4页(P6-9)
【作者】胡为民;陈亮
【作者单位】南通纺织职业技术学院,南通,226007;南通纺织职业技术学院,南通,226007;南京理工大学计算机学院,南京,210094
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.Ad Hoc网络单神经自适应PID主动队列管理 [J], 孙慧玉;姜文刚
2.稀疏车辆Ad Hoc网络中基于受控机制的自适应Epidemic路由算法 [J], 苏春
波;徐家品
3.应用于Ad Hoc网络TCP/AQM的神经网络PID控制器优化设计 [J], 胡为民;陈亮
4.Ad hoc网络主动队列管理分析 [J], 陈亮;张宏;胡为民
5.一种新的Ad Hoc网络主动队列管理方法 [J], 段谟意
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主动队列管理中PID控制器的解析设计方法
主动队列管理中PID控制器的解析设计方法
杨吉文;顾诞英;张卫东
【期刊名称】《软件学报》
【年(卷),期】2006(17)9
【摘要】主动队列管理(active queue management,简称AQM)是一个非常活跃的研究领域.作为对终端系统上拥塞控制的一种补充,中间节点的AQM策略在保证较高吞吐量的基础上可以有效地控制队列长度.基于TCP/AQM控制论模型,使用H(最优控制理论,以解析的方法设计了新型PID控制器.该控制器的特点是:控制器由单参数调节,可以方便地实现系统标称性能和鲁棒性能的折衷.通过NS仿真并与其他算法相比较,验证了所设计的控制器的性能.结果显示,所设计的PID控制器性能优于其他算法.
【总页数】7页(P1989-1995)
【作者】杨吉文;顾诞英;张卫东
【作者单位】上海交通大学,自动化系,上海,200030;上海交通大学,自动化系,上海,200030;上海交通大学,自动化系,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.实验反应堆功率调节系统PID控制器的解析设计方法 [J], 褚新元;李富;黄晓津;张良驹
2.满足相位裕度的PID控制器解析设计方法 [J], 唐建国;唐枋
3.主动队列管理中的PID控制器 [J], 任丰原;王福豹;任勇;山秀明
4.主动队列管理中的APD和APID控制器的设计 [J], 蔡小玲;汪小帆;王执铨
5.单神经元自适应PID控制器在主动队列管理中的应用 [J], 李春来;童耀南
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一种基于gCHOKe公平性的主动队列管理算法
第２ ４ 卷
２ ０ １ ４年 ３月
第３ 期
计 算 机 技 术 与 发 展
ＣＯＭＰ Ｕ ｒ ＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬＯＰ ＭＥＮ Ｔ
Ｖｏ １ ． ２ ４ Ｎｏ ． ３ Ｍａ ｒ ． Ｋ ｅ 公 平 性 的 主动 队列 管理 算 法
公 平 的。
关键词 ： 拥 塞控制 ； 主动 队列管 理 ； Ｂ Ｌ Ｕ Ｅ； ｐ ｇ Ｃ Ｈ Ｏ Ｋ ｅ
中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ３ ０ １ ． ６ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ３ — ６ ２ ９ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ６ ３ — ０ ４
ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｎ ｅ ｓ ｓ ｎｄ ａ ｈｅ ｔ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｏ ｆ ｐ ｕ ｎ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｎｏ ｎ— ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｌ ｆ ｏ ｗｓ ａ ｌ ｅ ｈｅ ｔ ｃ ｒ ｕ ｃ ｉ ａ ｌ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｔ ｏ ｅ ｎ ｈ ｎｃ ａ ｅ ｈｅ ｔ ｆ ａ ｉ ｎｅ ｒ ｓ ｓ ｏ ｆ ｌｇ ａ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｐ ｐ ｍｘ ｉ —
黄 亮亮 ， 周 井泉 ， 李 琴
参数自适应的随机早期检测算法
参数自适应的随机早期检测算法
姚亮;卢辉斌
【期刊名称】《计算机工程与设计》
【年(卷),期】2008(29)1
【摘要】主动队列管理(AQM)算法是最近网络拥塞控制研究的重点,随机早期检测(RED)算法作为 AQM 算法的代表受到广泛的关注.分析了随机早期检测算法的原理和局限性,针对 RED 算法参数配置困难的问题,提出了一种参数自适应的随机早期检测算法.该算法能够根据网络负荷的变化动态的调节 RED 算法的参数,从而能够在突发业务下对拥塞做出及时有效的反应.通过仿真表明该算法能够有效地降低丢包率,降低数据包排队延时,提高了 RED 算法的网络适应性.
【总页数】3页(P86-88)
【作者】姚亮;卢辉斌
【作者单位】燕山大学信息科学与工程学院,河北,秦皇岛,066004;燕山大学信息科学与工程学院,河北,秦皇岛,066004
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.01
【相关文献】
1.一种分段平滑的随机早期检测队列管理算法 [J], 赵宇红;白雪冰;张晓琳
2.一种分段平滑的随机早期检测队列管理算法 [J], 赵宇红;白雪冰;张晓琳;
3.随机早期检测算法的分析与改进研究 [J], 朱毅;吴昕
4.随机早期检测算法的改进算法——基于输入补偿的比例微分控制算法 [J], 丁操;章奕
5.基于路由队列资源自适应的非线性随机早期检测算法 [J], 杨晓亚;何万生
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【计算机科学】_主动队列管理(aqm)_期刊发文热词逐年推荐_20140724
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
ห้องสมุดไป่ตู้
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7
科研热词 主动队列管理 队列长度 比例求和微分 无线自组网 拥塞控制 二阶差分 ared
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7
科研热词 用户公平 拥塞控制 异质流网络 同质流网络 公平性 主动队列管理 rtt歧视
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
科研热词 重尾分布 输入流稀疏化 计算机网络 自相似业务流量 网络模拟 网络拥塞控制 拥塞控制 性能评价 主动队列管理(aqm) 主动队列管理 ns2 gix/m/1/n
科研热词 自适应 稳定裕度 神经网络 流媒体 拥塞控制 大时滞网络 卡尔曼滤波器 单神经元 主动队列管理(aqm) 主动队列管理
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
【国家自然科学基金】_非匹配条件_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
科研热词 趋近律 线性矩阵不等式 离散广义系统 扰动补偿 变结构控制 切换系统 准滑模 不确定 高超声速飞行器 驻留时间 预条件子 非线性控制 非协调元 非匹配网格 非匹配 粘合层 积分型滑模 离散时间系统 理想趋近律 滑模控制 滑模变结构 扰动动态补偿 悬臂梁 广义系统 变时滞 动态跟踪控制 关联大系统 stokes-darcy模型 galfenol合金
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6荐指数 非匹配网格接触问题 1 非匹配信道 1 非光滑非线性互补方程组方法 1 非光滑方程组方法 1 热影响区 1 滑模控制 1 法庭说话人识别 1 极限载荷计算方程 1 广义系统 1 分布时滞 1 似然比 1 mortar面-面接触模型 1 b-可微方程组方法 1 "三材料"模型 1
推荐指数 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
科研热词 非匹配 非线性干扰观测器 非线性 非协调元 非匹配网格 车道保持 状态时滞 滑模控制 滑模 新型快速终端滑模 干扰 多水平方法 反步控制 动态滑模 两水平方法 不确定 stokes-darcy问题 lyapunov方法
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
科研热词 滑模控制 非匹配不确定 线性矩阵不等式 非匹配不确定性 鲁棒性 输入时滞 线性矩阵不等式. 线性矩阵不等式(lmi) 离散时间系统 状态变换 混合系统 拥塞控制 同步 变结构控制 主动队列管理(aqm) 主动滑模控制 不确定性 t-s模糊模型 markov跳跃参数
一种新的快速响应的AQM算法
ｌ 引 言
目前分析 Ｔ Ｐ Ａ Ｍ 控制理论模型并设计相应的控制 Ｃ ／Ｑ 器实现主动队列管理（ ｃ ｖ ｕｕ ｎ ａｅ ｎ， Ｑ 机 Ａ ｔ ｅ ｅｅＭａ ｇｍｅｔ Ａ Ｍ） ｉ Ｑ
制是研 究热点之一，其中典型 的算法是 Ｐ 【 Ｐｒｐ ｒｉｎ — Ｉ】（ ｏ ｏｔ ａ ｏｌ
中图分类号：Ｔ ９５ ７ Ｎ １． ０
文献标识码：Ａ
文章编号：１０—８６２０）５１９—３ ０９５９ （ ７ —１１０ ０ ０
Ａ Ｎｅ ＡＱＭ ｃ ｅ ｒ ａ ｔ ｓ ｏ ｓ ｗ Ｓ ｈ ｍｅ ｏ ｓ Ｒｅｐ ｎ ｅ ｆ Ｆ
Ｚ ａ ｇ Ｔｉｎ ｋ ｉ ｈ ｎ ａ －ｕ Ｇｕ ｉ ｉ ｏ Ｃａ— ｌ Ｚ ｎ ｈ－ ｉ ｅ ｇＺ ｉ ｎ ｍ Ｆｅ ｇ Ｃｈ ｎ ｙ ｎ ｎ ｕ －ａ
维普资讯
第 ２ 卷第 ５期 ９
２ ０ 年 ５月 ０７
电
子
与 信
息
学报 Leabharlann Ｖｂ ． ９ ． １ Ｎｏ ５ ２ Ｍ ａ ２０ ｙ ０７
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＥｌｃｒ ｎ ｃ ｏ ｒ ａ ｅ ｔｏ ｉｓ＆ Ｉ ｆｒ ａ ｉｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｎｏ ｍ ｔｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
一
伍
图 １ Ｃ ／ Ｑ 线性控制 系统 Ｔ Ｐ Ａ Ｍ
却 表示 当前分组 丢弃概 率与期望 的分组 丢弃概 率 Ｐ 的差 ０
值 ，幻 表示 当前 瞬时队列 长度 与期望 的队列 长度 ｑ 的差值 。 ｏ 令 表 示平均往返时间，Ｎ为 ＴＣ Ｐ连接 的数量 ， 表
一
种新 的快速响应 的 ＡＱ 算法 Ｍ
张天魁 郭彩丽 曾志民 冯春燕
北京 １０ ７） ０８６
一种改进的RED主动队列管理算法
一种改进的RED主动队列管理算法何阳;周井泉【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2013(000)008【摘要】主动队列管理(ActiveQueueManagement,AQM)算法是网络拥塞控制中非常重要的研究领域之一。
为了使RED算法丢包概率的计算更加平滑,文中在RED-r的基础上对其丢包概率的计算进行了改进,提出了一个名为IMRED-r的新算法,采用分段二次圆函数计算丢包概率,实现了动态网络环境中队列长度的稳定,并且减少了参数的设置。
基于NS2的仿真结果表明,IMRED-r算法在复杂的网络环境里具有更好的鲁棒性和稳定性,比RED、RED-r主动队列管理算法优越。
%Active Queue Management ( AQM) algorithm is one of very important research field of network congestion control. In order to make the probability calculation of dropping packets of RED algorithm smoother,improved the calculation of the probability of dropping packets on the basis of RED-r,and presented a new algorithm named IMRED-r,used the piecewise quadratic round function to calculate the probability of dropping packets,then kept the queue length stable in the dynamic network environment,reduced the amount of RED parameters. The simulation results based on NS2 demonstrated that the algorithm had better stability and robustness in the complex net-work environment. Compared with RED and RED-r,the algorithm is advantageous.【总页数】4页(P111-113,121)【作者】何阳;周井泉【作者单位】南京邮电大学电子科学与工程学院，江苏南京 210003;南京邮电大学电子科学与工程学院，江苏南京 210003【正文语种】中文【中图分类】TP301.6【相关文献】1.一种降低丢包率的主动队列管理改进算法 [J], 张洁;韩波;卢琼2.一种改进的主动队列管理算法 [J], 王新生;袁小波3.主动队列管理RED算法改进与实验仿真研究 [J], 陈军;邓晓衡;陈志刚;刘佳琦4.一种改进的ARED主动队列管理算法 [J], 张卓;周井泉;张萌5.基于ARED的主动队列管理改进算法 [J], 饶刚;周井泉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于神经元自适应变结构控制的主动队列管理算法
基于神经元自适应变结构控制的主动队列管理算法周川;王宗欣;吴益飞;陈庆伟【期刊名称】《计算机应用》【年(卷),期】2011(031)009【摘要】Considering the non-linearity of TCP model, uncertainty of Round Trip Time ( RTT) and fluctuation of network load, an Active Queue Management ( AQM) scheme based on Variable Structure Controller ( VSC) using single neuron adaptive learning was proposed. The nonlinear VSC was used to guarantee the swiftness and robustness of queue response at router. However, the jitter of VSC would cause the queue fluctuation and performance degradation. Therefore, a single neuron was introduced to adjust the parameters of the VSC in order to alleviate the effect of jitter and modeling uncertainty. The proposed scheme can reduce the jitter and enhance the robustness for AQM control system greatly. Finally, the simulation results show the effectiveness of the proposed algorithm through NS-2 simulator.%针对网络TCP模型的非线性以及回路延时和负载波动等不确定性因素,提出一种基于神经元自适应变结构控制(VSC)的主动队列管理(AQM)算法.通过非线性变结构控制以保证路由器队列响应的快速性和鲁棒性；同时考虑到滑模控制中存在的抖振会引起队列波动和控制精度降低等问题,引入神经元在线调整控制器参数以减弱抖振,从而减小队列延时和模型不确定性的影响,提高AQM系统的鲁棒性和性能.最后通过NS-2仿真实验验证了算法的有效性.【总页数】4页(P2305-2307,2312)【作者】周川;王宗欣;吴益飞;陈庆伟【作者单位】南京理工大学自动化学院,南京210094;南京理工大学自动化学院,南京210094;南京理工大学自动化学院,南京210094;南京理工大学自动化学院,南京210094【正文语种】中文【中图分类】TP393.06【相关文献】1.一种基于自适应神经元的模糊变结构控制器 [J], 施阳;高立平;严卫生;徐德民2.基于独立神经元的自适应主动队列管理算法 [J], 张少博;吴介一;张飒兵3.基于高层模糊变结构控制的主动队列管理算法 [J], 王明政;李建华;诸鸿文4.基于模糊变结构控制设计一种鲁棒主动队列管理算法 [J], 尹凤杰;井元伟;岳晓宁5.基于单神经元自适应PI控制器的主动队列管理算法 [J], 张少博;吴介一;张飒兵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SBlue:一种增强Blue稳定性的主动式队列管理算法
SBlue：一种增强Blue稳定性的主动式队列管理算法
吴春明;姜明
【期刊名称】《通信学报》
【年(卷),期】2005(26)3
【摘要】主动式队列管理(AQM)是IETF为解决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.Blue是一种常用的AQM算法,它使用丢包事件和链路空闲事件来管理拥塞.相比较于RED算法,Blue有很多优点,但由于缺乏早期拥塞检测机制,因此不能维持队列长度的稳定,特别是当TCP连接很多或TCP连接数发生突变时容易导致队列溢出或空闲.本文为此提出了一种增强Blue稳定性的主动式队列管理算法SBlue.仿真实验表明,SBlue能有效保持队列长度的稳定,大大减少队列溢出或空闲现象的发生.
【总页数】7页(P68-74)
【作者】吴春明;姜明
【作者单位】浙江大学,人工智能研究所,浙江,杭州,310027;杭州电子科技大学,计算机学院,浙江,杭州,310018
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.S-CHOKe:一种增强CHOKe公平性的主动式队列管理算法 [J], 龚静;吴春明
2.一种参数自适应的主动队列管理算法-自适应BLUE [J], 刘伟彦;孙雁飞;张顺颐;
刘斌
3.一种自适应主动队列管理算法ABlue [J], 冯伟;陈元琰;胡愚;王斌
4.主动队列管理中增强型自适应虚拟队列管理算法之设计及稳定性分析 [J], 钱艳平;李奇;林相泽
5.IBLUE:一种新的主动队列管理算法 [J], 张义良
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几种典型主动队列管理(AQM)算法
几种典型主动队列管理(AQM)算法黄燕琴【摘要】网络拥塞控制按照不同的标准可以分为不同的控制机制和相应的拥塞控制策略.主动队列管理(AQM)算法是一种运行于网络中心节点的积极的闭环控制的链路算法.RED(随机早期丢弃)算法是IEIF推荐的主动队列管理算法的唯一侯选算法,然而算法在响应速度、稳定性等方面仍有缺陷.阐述了当前拥塞控制算法和几种典型的主动队列管理AQM算法,分析总结原始的RED算法的不足.【期刊名称】《曲阜师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(045)002【总页数】5页(P104-108)【关键词】拥塞控制;队列算法;主动队列管理【作者】黄燕琴【作者单位】漳州职业技术学院电子工程学院,363000,福建省漳州市【正文语种】中文【中图分类】TM3931 RED算法(Original RED算法)RED拥塞控制机制的基本思想是通过监控路由器缓冲区队列的平均长度来探测拥塞，一旦发现拥塞逼近，就随机地选择连接来通知拥塞，使他们在队列溢出导致丢包之前减小拥塞窗口，降低发送数据速度，从而缓解网络拥塞.由于RED算法是基于FIFO队列调度策略的，并且只是丢弃正进入路由器的分组，因此其实施起来也较为简单.RED算法主要试图达到以下目标[1]:(1)最小包丢失率和排队延迟.(2)避免全局同步现象.(3)避免对突发业务的偏见:网络中含有大量的突发数据，而“丢尾”算法对突发业务有很大的偏见.在采用“丢尾”算法的路由器中，如果某个流的突发性越高，则当该流的包进入队列时越容易造成队列溢出，从而导致连续地丢弃大量的该流的包.(4)即使在缺乏传输层协议有效配合的情况下也能控制平均队列长度，从而避免拥塞.为了达成以上目标，RED算法按照指数权值移动均值 EWMA(Exponential Weighted Moving Average)的方法来计算平均队列长度，并且随机地选择正进入路由器的包进行丢弃.这种方法能被有效地实施而无需在路由器中维持每个流(Per-Ffow)的状态信息.RED算法主要分为2个部分.首先是计算平均队列长度，以此作为对拥塞程度的估计.另一个就是计算丢弃包的概率.a 计算平均队列长度由于Internet数据的突发性，如果一个队列在很多时候是空的，然后迅速被充满，又很快被取空，这时就不能判定路由器发生拥塞而向源端发送拥塞指示.因此，RED算法在计算平均队长Qavg时采用了类似低通滤波器(Low Pass Filter)带权值的方法Qavg(new)=(1-Wq)*Qavg(old)+Wq*Queue,(1)其中，Wq为权值，Queue为队列采样数据.由于Internet数据的突发本质或者短期拥塞导致的实际队列长度暂时的增长将不会使平均队长有明显变化，从而“过滤”掉短期瞬间的队长变化，尽量反映长期的拥塞变化.在计算平均队长的公式中，权值Wq相当于低通滤波器的时间常数，它决定了路由器对输入流量变化的反应程度.因此对Wq的选择非常重要，如果Wq过大，那么RED算法就不能有效地过虑短暂的拥塞;如果Wq太小，那么Qavg就会对实际队列长度的变化反应过慢，不能合理地反映拥塞状况，在这种情况下，路由器就不能有效检测到早期的拥塞.Wq的值应根据不同情况预先设置，一般来说，它是由路由器允许发生的突发业务的大小和持续的时间所决定的.b 计算丢包概率计算平均队长的目的就是为了反映拥塞状况，根据拥塞的程度来计算丢弃包的概率，从而有效地控制平均队列长度.RED算法有2个和队列长度相关的闭值:Qmin和Qmax.当有包到达路由器时，RED算法计算出平均队长Qavg.(2)计算丢包概率Pa的方法如式(2)、公式(3),(3)算法的第1部分决定了所允许的突发长度，而第二部分决定了在给定的当前拥塞级别时分组的丢弃频度.如果Qavg<Qmin，则进入分组就要排队，但如果Qavg>Qmax则进入分组自动地被丢弃.临界区就是当Qavg的值处于2个门限之间时.在此区域内，RED给进入分组指派了一个丢弃概率，取决于2个因素：若Qavg越接近于Qmax，则丢弃的概率就越高.图1 RED算法只要Qavg处在临界的范围，则保留一个count说明有多少个连接的分组避免了被丢弃；count的值越大，分组丢弃的概率也就越高.图1中的计算步骤较难看出所发生的细节，因此还是要简单地讨论一下.首先，要计算一个临时的概率值Pb.这个值在Qavg<Qmin时从0线性地增长到某个最大值Pmax(在Qavg<Qmax时的取值).如果我们定义一个量F就可以更容易地看出(4)它是小于Qavg的临界区的一部分.这样有Pb=F×Pmax, 0≤F≤1.(5)概率的现象有时会产生聚焦.例如，我们多次抛掷一个硬币，那么我们不会期望能够看到均匀出现的正面和反面交替出现的序列.相反，我们会看到全部是正面或全部是反面的聚焦，或较多的正面的聚焦，等等，而且其长期的平均值是50-50.对于RED算法，丢弃可能会相对地均匀分布着，因此对一个突发的信源不会受到惩罚.所以，丢弃中不直接使用概率Pb，而是用它来计算第2个概率Pa,它是用来确定丢弃的.将F带入图2中的算法，就可以得出以下的定义(6)下页图2给出了对这个函数的一些理解.对于一个给定的count值，当Qavg的值趋向于Qmax时，Pa均匀地增长.Pa从Qavg=Qmin时的Pa=0逐渐增加到在Qacg=Qmax时的最大值.如果保持F为恒定，并且画出Pa作为count的函数，那么这个函数真正的性质就更加清楚了.Pa 的值开始缓慢增加，然后急剧增长，直到它在count=(1/F×Pmax-1时达到Pa=1.这样，对count的大部分的数值，丢弃的概率极低，而当count接近其最大值时变得非常接近于1.这种效果是迫使丢弃间隔或多或少地更加均匀些.可以证明，如果我们令Pa为丢弃概率，而X为从一个分组被丢弃到下一个分组被丢弃之间的分组到达数，则X就是一个均匀分布的随机变量，从{1,2,…,1/Pb}中取值[2]：图2 RED概率的参数图3 RED和尾丢弃规一化吞吐量比较(4)(5)作为一个例子，文献[1]中推荐Pmax的值为0.02.当平均队列长度在minth和maxth之间时(F=0.5)，粗略地讲，大约有即的到达的分组被丢弃.图3给出了一个模拟的结果[1]，并将RED和尾丢弃策略相比.可以明显看出后者在队列已满时就简单地丢弃一个刚到达的分组.在高度拥塞时，RED可提供较高的吞吐量，因而比尾丢弃要好.RED不仅可以位于区域CDHG，也可以位于ABFE和BCGF，这取决于它是采用TD,FD还是RD.但Floyd认为，既然RED可以将平均排队时延控制在较短的范围内，FD并不能给RED带来明显的好处，RED采用TD已足够[3].RED为了限制了平均时延的大小，在平均队长超过了最大阈值后就丢包，而不是采用诸如设置CE 位之类的标记包的方法，从而有效地控制了平均队长.因为发送速度更快的流，其供随机标记的包也更多,在发生拥塞时，RED标记某个流的数据包的概率基本上和该流在路由器中的带宽成比例.从而消除了对突发流的偏见.由于RED算法存在着诸多问题，导致了改进算法的产生.这些算法主要有:Gentle RED,ARED,New ARED 等.2 Gentle RED算法1999年，Floyd又提出改进的RED算法Gentle RED，Gentle RED算法继承了RED算法的主要思想，当平均队列小于最大门阀值时，其丢弃概率的计算与RED 算法完全一致，而当平均队列Qavg大于2Qmax时，则不象RED算法一样丢弃概率由Pmax到1的跳跃，而是以另一种线性关系计算Pb的概率，然后以Pa概率来丢弃新到达路由器的分组，原理图所示.其算法函数表示为公式(7)、公式(8).(7)(8)注意到Pa不仅与Qavg有关，还与从上一次丢包开始到现在进入队列的包的数量Count有关.随着Count的增加，下一个包被丢弃的可能性也在缓慢增加.这主要是为了在到来的包之间均匀间隔地丢包，避免连续丢包，从而避免对突发流的偏见和产生全局同步现象.3 ARED算法在拥塞严重的网络中，路由器必须将足够多的拥塞信息通知到源端，以充分降低负载，避免由于队列溢出而丢包.另一方面，路由器也要防止拥塞信息过多地传给源端，从而造成瓶颈链路利用率的下降.因此，进行拥塞通知时应充分考虑到瓶颈链路上流的数量.而RED算法并没有考虑到这一点.为此ARED(A self-configuring RED)提出了一种自动配置机制，根据流量的变化来配置适当的参数.RED算法中，拥塞指示的发送速度是由参数Pmax来体现的.如果Pmax太大，那么丢包主要就是由于早期拥塞检测中产生的丢包造成的;如果Pmax太小，丢包主要就是由于队列溢出造成的.RED算法的一个弱点是平均队长对拥塞程度和参数设置很敏感.如果拥塞不太严重或者Pmax很大，则平均队长接近Qmin;如果拥塞很严重或者Pmax很小，则平均队长接近或大于Qmax.结果造成平均排队时延对流量负荷和参数设置很敏感.ARED算法的基本思想就是通过检查平均队长的变化来感知RED算法是应更激进(Aggressive)还是更保守(Conservative).如果平均队长是在Qmin附近振荡，那么拥塞控制就太激进了;如果在Qmax附近振荡，那么拥塞控制就太保守了.根据所观察到的平均队长，ARED算法动态地Pmax调整的值.其算法如下:Every Qavg Update:If (Qmin<Qavg && Qavg<Qmax)Status=between;Else if(Qavg<Qmin && Status!=below)Status=below：Pmax=Pmax/αElse if(Qavg>Qmax && Status!=above)Status=above：Pmax=Pmax*β.各参数变量含义,Status:平均队长状态, Between:Qmin和Qmax之间, Below:小于Qmin, Above:大于Qmax, α: Pmax减少量, β: Pmax增加量.ARED算法的思想很简单，就是根据平均队长是否在Qmin和Qmax之间，对Pmax采用乘法增加和乘法减少(Multiplicative Increase Multiplicative Decrease，MIMD)从而尽量保持平均队长在Qmin和Qmax之间.ARED算法是对RED算法改动很小的一种算法，它保留了RED算法的基本结构，只需调节参数Pmax从而保持平均队长在Qmin和Qmax之间，消除了RED算法的队列延时问题和参数敏感性问题.4 改进的New ARED算法为了提高ARED算法的鲁棒性， Sally Floyd等人提出了一种新的ARED算法New ARED(又称为Adaptive RED).其基本思想和ARED算法一样，都是采用自适应的Pmax以保持平均队长在Qmin,Qmax之间.不同之处在于New ARED算法保持平均队长在Qmin和Qmax的一半左右;Pmax不是每来一个包都改变，而是有一定时间间隔; Pmax不采用乘法增加和乘法减少，而是加法增加和乘法减少(Additive Increase MultiPlieative Decrease，AIMD); Pmax限制在[0.01，0.5].具体算法如下:Every interval seconds:If(Qavg>target && Pmax≤0.5)Increase Pmax:Pmax=Pmax+aElse if(Qavg<target && Pmax≥0.01)Decrease Pmax:Pmax=Pmax*β.各参变量含义,Interval:时间间隔，通常为0.05，target: Qavg的目标范围[Qmin+0.4*(Qmax-Qmin),Qmin+0.6*(Qmax-Qmin].New ARED算法的鲁棒性主要来自于Pmax不是很频繁的变化.但如果拥塞程度急剧变化，则Pmax需要过一段时间才能适应.为了保证ARED算法在这段时间里性能不会过度下降，因此将Pmax限制在[0.01,0.5]之间.这样，即使这段时间内平均对长不在目标范围内，平均延时和吞吐量也不会下降太多.RED标记包的概率依赖于拥塞水平，并且均匀地间隔丢包，避免了由于连续丢包导致地全局同步现象.但它依旧存在一些缺陷，譬如：参数敏感问题，RED算法的性能在一定程度上依赖于设计参数和网络状况[4,5].另外RED算法的公平性和稳定性也存在问题[6,7].因此，出现了一些RED改进和派生算法.丢包概率的计算很大程度上是依赖于平均队列长度的计算.参考文献：【相关文献】[1] Floyd S, Jacobson V. Random early detection gateways for congestion avoidance[J]. IEEE/ACM Trans on Network, 1993,1:397-413.[2] 夏高，刘斌. 用于高速网络入侵检测系统的并行TCP/IP协议栈[J]. 清华大学学报(自然科学版)，2011，7(8)：942-948.[3] 朱海婷，丁伟. 基于RED的差异型丢包队列管理算法[J]. 计算机学报，2014，567-577.[4] 任丰原，王福豹. RED算法的稳定性：基于非线性控制理论的分析[J]. 计算机学报，2002，25(12)：1302-1307．[5] 汤德佑，骆嘉伟，张大方. 参数自适应的随机早期检测算法[J]. 系统仿真学报，2003，15(12)：1741-1744．[6] Christiansen M, Jeffay K, Ott D, et al. Tuning RED for Web traffic[C]. Proceedings of ACM SIGCOMM 2000[A], Stockholm, Sweden, 2000. 139-150.[7] Firoiu V, Borden M. A study of active queue management for congestion control[C]. Proceedings of INFOCOM 2000[A], Tel Aviv, Israel, 2000. 1435-1444.。
基于白整定Pl控制器的主动队列管理算法
基于白整定Pl控制器的主动队列管理算法作者：黄玉涛来源：《教育教学论坛》 2014年第52期黄玉涛（南京外国语学校仙林分校，江苏南京210007）摘要：本文将自整定PI速度控制器用于主动队列管理算法中，提出一种基于自整定PI控制器的主动队列管理算法，该算法能够实现控制器参数的自整定，仿真结果表明，该算法比基于PI控制器的主动队列管理算法具有更快的响应速度以及更小的“稳态误差”。
关键词：主动队列管理；PI控制器；自整定中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）52-0281-02一、引言路由器中的主动队列管理（active queue management,AQM）算法能够有效地解决网络拥塞问题。
最著名的AQM算法是Floyd所提出的随机早期检测RED（random early detection）算法[1]，虽然RED算法已被广泛应用在路由器队列管理中，但RED算法缺乏系统理论模型与分析，存在参数配置、稳定性等问题。
C.Hollot等人建立了TCP/AQM控制理论模型[2]，分析了RED算法的稳定性，在此基础上，文献[3]提出一种基于PI（proportional integral）控制器的主动队列管理算法，基于PI控制器的主动队列管理算法可以有效地消除队列控制中的“稳态误差”，然而，该算法中PI控制积分项的引入也导致算法响应速度的降低，动态调节效果不甚理想。
为了克服该主动队列管理算法中PI控制器所存在的缺陷，本文将文献[4]中所使用的自整定PI速度控制器用于主动队列管理算法中，提出一种基于自整定PI控制器的主动队列管理算法，该算法能够实现控制器参数的自整定，从而可以有效地提高算法的响应速度，使得队列控制算法快速性、稳定性达到最优化。
二、基于自整定PI控制器的主动队列管理算法文献[2]给出了如图1所示的时滞二阶闭环反馈控制模型，这为使用控制理论设计主动队列管理算法控制器奠定了坚实的基础。
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基于经典控制理论的AQM
• TCP流量控制模型及其线性化
• 其中，W(t)是拥塞窗口尺寸，R(t)表示往返 时间，p(t)表示分组丢弃/标记概率，q(t)表 示队列长度，N(t)表示TCP会话数，C(t)表 示链路容量。
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基于经典控制理论的AQM
AQM BLUE 控制模型 On-off 特点 动态微调报文丢弃概率
RED
DRED AVQ
I
I P
加权平均队列长（min,max）
常值队列长度作为控制目标 维持一个虚拟队列并调整
PI
PAQM
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PI
PID
控制目标，更快，无稳差
获控制量变化趋势早期修正
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新型控制理论的AQM
• 基于鲁棒控制理论的AQM • 基于智能控制理论的AQM • 作用：
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TCP/IP下的拥塞控制
拥塞控制
TCP源端拥塞控制
IP链路拥塞控制
①慢启动 ②拥塞避免 ③快速重传④快速恢复
①队列管理 ②分组调度
被动
Tahoe Fast Reno Sack HSTCP XCP
主动
Red AVQ
DRed PI
WRed PID
BLUE PAQM
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Vegas TFRC
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随机早期检测(RED)算法
• RED算法采用简单的控制机制，很容易实现，因此也得到 了业界的广泛认可和支持； • 但是RED算法还存在许多问题： ①参数设计和网络状况对RED算法的性能有很大的影响， 在特定网络负载状态下依然会导致队列震荡、吞吐量降低 和延迟抖动加剧； ②RED算法还存在公平性和稳定性问题。 • 针对RED 算法的缺陷，已经提出许多相关的改进方案（ WRED，FRED，Stabilized-RED和 Adaptive RED 等） 和新的主动队列管理算法（PI 控制器，REM 和AVQ 等）， 它们的主要思路是根据网络中负载的情况对标记或丢失概 率进行动态调整。
• 拥塞反馈信号的形式，主要包括丢弃分组和标记 分组 • RFC3168 提出ECN (Explicit Congestion Notification)规范，主要工作原理是：在连接建立 阶段，TCP发送端、接收端和路由器声明支持 ECN；当网络发生拥塞时，路由器设置TCP 分组 头部的拥塞标记位；接收端检测到拥塞标记位后， 设置确认分组的相应位；发送端根据拥塞标记位 判断网络拥塞，并增减拥塞窗口
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TCP/IP下的拥塞控制
• TCP /IP协议是目前互联网中使用最广泛的 传输协议。根据MCI 的统计，总字节数的 95%和总分组数的90%使用TCP 协议传输。 围绕着TCP /IP协议的拥塞控制一直都是互 联网的研究热点。 • TCP源端拥塞控制 • IP链路拥塞控制
• 随着网络规模的急剧膨胀新出现的网络应用对服 务质量的要求越来越高在路由器中采用AQM 机制 显得尤其重要 • 1998 年IETF 建议在路由器中采用AQM 机制在国 际上掀起了研究AQM 机制的高潮 • 至2005 年8 月止以AQM 为关键词，在IEEE 的数 据库中可以检索到文章124 篇，Web of Science 数据库(SCI,SSCI,AHCI)中可以检索到文章624 篇， 在EI 数据库中可以检索到文章492 篇主动队列管 理成为网络研究的热点之一
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主动队列管理算法分类
• 发现拥塞之后处理方法的不同可以将主动 队列算法分为两类：
(1)通过对数据包打标记(比如说ECN，通过这种方 法实现的主动队列算法主要有BlUE以及针对BlUE 的改进算法SFB (2)通过丢弃数据包，通过这种方法实现的主动队列 算法比较多，主要有RED，FRED，CHOKe， CSFQ，PFED等
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随机早期检测(RED)算法
• 随机早期检测(RED)算法是最著名的AQM算法之一，它由 AQM创始研究人员Floyd教授提出，并且是IETF推荐的标 准AQM算法。RED是一种早期丢弃技术，即在网络发生 拥塞的早期就丢弃部分分组数据，改善队列的动态特性， 提高网络的利用率。 • 与弃尾算法相比，RED为队列管理增添了两种新机制：(1) 分组丢弃不是等到队列缓存溢出时发生，而是根据队列长 度利用概率判定机制预先丢弃部分分组来预防可能发生的 拥塞；(2)判定分组丢失概率依据的队列长度是平均队列长 度，而不是即时队列长度，这在一定程度上可以吸收部分 短暂的突发流量。
几种AQM与ECN对网络的影响
把端到端的响应时间作为评价标准， 则有如下的结论：
• 没有利用ECN机制，运行在比特模式下的ARED是最好的设计方案， 但是运行在分组包模式下时却是最差的设计，甚至比DT还要差。 • 利用ECN机制的PI与REM是最好的设计，但是不利用ECN的话， REM的性能会比DT还要差。 • ECN对ARED没有什么帮助，即使改进ECN对ARED性能的提升也不 高，ARED最好的性能发挥在比特模式下。 • AQM对网络性能的影响是否显著决定于RTT的抖动幅度，当RTT跳跃 的很大时，AQM于ECN对网络的响应时间性能的影响降低。 • 对特定的网络，需要采用合适的AQM，才能在网络高负荷时仍然能获 得很好的网络性能。
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被动队列管理的缺陷
• 算法： ①弃尾队列管理算法（DT） ②随机丢弃管理算法（RD） ③从前丢弃管理算法（DF） • 缺陷： • 1.死锁问题：同步定时，数据独占队列 • 2.满队列问题：队列充满，延时 • 3.全局同步问题：TCP流自适应特性
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发展趋势
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随机早期检测(RED)算法
• 平均队列长度： RED队列管理策略根据分组到达或固定的 时间间隔，先采用指数加权滑动平均计算 Avg=(1-Wq) ×Avg+Wq×q 其中， Avg表示平均队列长度，q表示瞬时 队列长度，Wq是一个加权系数，同时也是 一个时间常数
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基于控制理论的AQM
• 随着对 TCP 协议运行机制认识的深入和计 算机网络建模技术的发展，将控制理论应 用于主动队列管理机制的设计成为可能并 且已经成为目前研究的热点。 • ①基于经典控制理论的AQM • ②基于鲁棒控制理论的AQM • ③基于智能控制理论的AQM
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总结
• 由于 Internet传输的突发性和弃尾队列管理方法的不足， IETF建议在路由器中采用主动队列管理机制以克服DT的 缺陷，并且在尽力服务网络中提供低延迟低丢失率的服务 • 尽管多数路由器支持RED等算法例如Cisco的多数路由器 部署了RED的变种算法Cisco’s WRED，但是AQM机制在 路由器的默认配制中都是禁止的，因此目前为止AQM的 应用情况仍然很难估计。 • 自 1998 年以来研究者提出了近百种的AQM 算法，尽管 该领域的研究已经持续了几年，但仍然没有获得广泛认可 和应用的方案，仍然存在许多尚未充分展开和尚待解决的 问题，包括流量模型稳定性、多AQM 协同工作等理论难 题，以及在无线网络区分服务组播等环境下的应用问题都 需要研究者的进一步关注
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基于经典控制理论的AQM
• 2000 年Vishal Misra等建立了TCP 与队列 变化的非线性微分方程模型 • 2001 年C.V.hollot 采用小信号线性化方法 将该模型线性化，并且导出了线性模型的 传递函数，在此基础上分析了RED 的参数 设置并设计了比例积分(PI)控制器。
随着被控对象越来越复杂，基于精确模型的控制方法在面 对复杂控制系统的不确定性和复杂性的时候往往力不从心。 主要是解决经典控制理论难以解决的复杂系统的控制问题， 针对的研究对象是不确定的模型、高度的非线性、复杂的 任/27
基于控制理论的AQM
优越性：
• (1)设计方法更加科学，参数配置变得容易 • (2)算法的性能对网络条件的敏感性降低 • (3)大部分基于控制理论设计的AQM 机制 的复 杂程度与RED 相当，实现简单，适用于高速网 络 • (4)具有明确的控制目标，消除了队列长度与负 载的耦合，减小了队列振荡
主动队列管理
(Active Queue management)
周鑫
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历史背景
• 1986 年10 月，由于拥塞崩溃的发生，美国 Lawrence Berkeley Laboratory 到UC Berkeley 的数据吞吐量从32Kbps 跌落到 40bps。 • 研究者从此认识到了拥塞控制机制对保证 互联网的稳定性具有十分重要的作用。因 此，在网络拥塞控制领域内开展了大量的 研究工作，使拥塞控制成为计算机网络研 究领域的热点问题。
随机早期检测(RED)算法
• 丢弃/标记概率：
采用平均队列长度Avg 作为拥塞测度，并设 定两个控制阈值minth 和maxth，maxp 是预先 设置的分组丢弃概率，Pb 为当前分组丢弃 概率的计算值
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随机早期检测(RED)算法
• 若Avg小于minth ，则没有包需要丢弃；当 minth <Avg < maxth时，计算出概率Pb ，并以 此概率丢包；当Avg > maxth时，所有的包都 被丢弃 。
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主动队列管理
• AQM 机制的主要思想： 网络节点在缓冲区没有溢出之前，根据网 络的拥塞状况，以一定的概率丢弃报文或 者通知拥塞，端节点调整速率缓解拥塞 • AQM 机制的主要性能指标，包括链路利用 率、报文丢弃率以及平均队列长度等