A Study of Network Congestion in Two Supercomputing High-Speed Interconnects
高速互连中的网络拥塞是应用程序运行时间性能变化的主要来源。近年来，学术界和工业界对网络级的拥塞控制和系统级的应用布局、映射和调度的新方法的开发兴趣激增。然而，这些研究都是基于代理应用程序和基准，不代表现场拥塞特性的高速互连。为了解决这一差距，我们提出了（a）一个端到端的监测和分析框架，以支持长期的现场拥塞表征研究，和（b）在petascale系统中的网络拥塞的实证研究在两种不同的互连技术：（i）Cray双子座，它使用3-D环面拓扑，和（ii）Cray白羊座，它使用DragonFly拓扑。
2019-07-11 cs.DC cs.NI
Agile-SD: A Linux-based TCP Congestion Control Algorithm for Supporting High-speed and Short-distance Networks
近年来，高速和短距离网络被广泛部署，并且它们的必要性每天都在迅速增加。这种类型的网络用于多种网络应用，例如局域网（LAN）和数据中心网络（DCN）。在LAN和DCN中，通常部署高速和短距离网络来连接计算和存储元件以提供快速服务。实际上，这种网络的整体性能受到拥塞控制算法（CCA）的显著影响，该算法遭受带宽利用不足的问题，特别是在所应用的缓冲区机制非常小的情况下。在本文中，一种新的基于丢失的CCA定制的高速和短距离（SD）网络，即敏捷SD，已被提出。提出的CCA的主要贡献是实现了灵活性因素的机制。此外，已经进行了密集的模拟实验，以评估Agile-SD的性能相比，化合物和立方，这是最常用的操作系统的默认CCA。仿真实验结果表明，该CCA在平均吞吐量、丢包率和公平性等方面均优于同类CCA，尤其是在缓冲区较小的情况下。此外，Agile-SD显示出对缓冲区大小变化和分组出错率变化的较低敏感性，这提高了其效率。
2016-01-22 cs.NI
Fair End to End Window Based Congestion Control in Time Varying Data Communication Networks
通信网络是时变的，因此，在这样的动态环境中，在用户之间公平地共享网络资源是一项具有挑战性的任务。在此基础上，设计了一个时变网络模型，通过寻找用户的最短路径，在该网络模型中，通过内部节点或路由器的帮助，提出了一种端到端的基于窗口的拥塞控制方案，并使终端用户得到隐式反馈（RTT和吞吐量）。如果用户之间的资源分配最小化网络中的总体拥塞或积压，则该方案被认为是公平的。窗口更新方法是基于一个多类流体模型，并通过考虑延迟（通信，传播和排队）和积压的数据包在用户的路由动态更新。使用李雅普诺夫函数的窗口大小的收敛性和稳定性。还提供了与其他基于窗口的方法的比较研究。
2018-11-16 cs.NI
Traffic Congestion Awareness and On-Demand Distribution in Vehicular Delay-Tolerant Networks in California I-210 Freeway
University of Nottingham（诺丁汉大学）
针对车载网络中泛洪广播导致资源浪费的问题，本文提出基于拥堵复发与持续时间预测的按需分发机制，利用加州I-210真实数据验证，显著降低网络开销并提升投递性能。
2026-09-30 cs.NI
Congestion control in high-speed networks using the probabilistic estimation approach
如今，大部分互联网流量使用TCP协议进行可靠传输。但标准TCP在高速网络中的性能很差，因此核心千兆字节链路通常未得到充分利用。这个问题的根源在于TCP的保守性，特别是在其加性增乘性减（AIMD）阶段。换句话说，由于TCP不能精确地计算出网络的拥塞状态，因此它遵循保守的策略来防止网络过载。我们相信，在网络中精确的拥塞估计可以解决这个问题，避免不必要的保护。为此，本文提出了一种算法，该算法综合考虑了丢包和时延信息，并采用概率方法来准确估计网络中的拥塞状态。为了研究所提出的方案的性能，广泛的模拟已经在NS-2环境中进行。仿真结果表明，该算法在瓶颈利用率、稳定性、吞吐量和公平性等方面均优于现有算法。
2021-03-09 cs.NI cs.SI
A Trust-based Framework for Congestion-aware Energy Efficient Routing in Wireless Multimedia Sensor Networks
多媒体传感器网络的出现为无线传感器网络技术开辟了一个新的时代，但多媒体传感器网络的主要瓶颈是网络拥塞。当在活动时段期间资源处于高需求中而数据处理和传输速度落后于传入业务的速度时，拥塞发生。这可能会通过缓冲区溢出、数据包丢失、延迟增加、过度能耗甚至更糟的是整个操作的崩溃来中断正常的网络操作。在本文中，我们提出了一种新的信任集成拥塞感知的能量有效路由算法（TCEER），其中的潜力计算节点的信任值，拥塞状态，剩余能量，距离当前的数据包转发节点和距离基站使用模糊逻辑控制器。源节点选择在其一跳无线电范围内具有最高潜力的节点用于数据传输。从源到基站的逐跳数据路由是轻量级的，以及能量有效的。最后，通过与现有协议的比较，讨论了该方案的优点，研究表明，该方案在网络性能上有很大的改善。
2013-12-14 cs.NI
Effective Road Model for Congestion Control in VANETs
道路拥挤是一个需要解决的关键问题，它浪费了宝贵的时间。由于高移动速率和相对速度，链路故障经常发生。VANET用于解决交通拥堵问题，并提前做出决策以避免交通拥堵。在本文中，我们提出了一种解决方案，检测和控制交通拥堵的同时使用（V2 V）和（V2 I），因此，司机变得知道的位置，以及如何避免陷入拥堵。通过分析车辆通信和路边单元获得的数据来检测拥塞，以避免交通。我们的命题系统是称职的实时检测和控制交通拥堵。V2 V和V2 I通信网络用于接收和发送消息。通过使用拥塞检测和控制算法（CDCA）进行仿真，结果表明这是一种有效的拥塞控制方法。建议的方法确保可靠和及时的消息传递，了解拥塞，避免它。关键词：CDCA算法，智能交通系统（ITS），VANET，V2 I，V2 V。
2016-05-11 cs.NI
Congestion Control with Explicit Rate Indication
随着计算机网络的速度和动态范围的发展，有效业务管理的问题变得越来越重要。这项工作描述了一种方法，流量管理使用明确的速率信息提供给源的网络。我们提出了一个异步分布式算法的最优速率计算在整个网络中，最优性是理解的最大最小的意义。该算法快速收敛到最优速率，并表现出良好的瞬态。
1998-09-24 cs.NI
ExpressPass: End-to-End Credit-based Congestion Control for Datacenters
随着数据中心网络中链路速度的增加，现有的拥塞控制算法在提供快速收敛方面变得不太有效。基于TCP的带宽探测算法需要很长时间才能达到公平共享，导致流完成时间较长。理想的数据中心拥塞控制算法必须提供1）零数据丢失，2）快速收敛，和3）低缓冲器占用。然而，这些要求提出了相互冲突的目标。为了快速收敛，流量必须快速增加，但这会带来数据包丢失和大队列的风险。因此，即使是最先进的算法，例如TIMELY和DCQCN，也依赖于链路层流控制（例如，基于优先级的流量控制），以实现零损失。本文提出了一种新的方法，称为IPPASS，一个端到端的信用为基础的拥塞控制算法的网关。CIPPass的灵感来自于基于信用的流控制，但将其扩展到端到端的工作。交换机通过速率限制来控制信用数据包的数量，并确保数据包在反向流动时没有任何损失。ESPAPASS利用这一点积极地提升。在10Gbps链路上，ESPass的收敛速度比DCTCP快80倍，并且随着链路速度的提高，差距会增加。我们的模拟与现实的工作负载表明，TIPPASS显着减少流完成时间，特别是对于小型和中型流量相比，DCTCP，中断，和DX。
2016-10-15 cs.NI
Opportunistic Routing with Congestion Diversity in Wireless Ad-hoc Networks
我们考虑的问题，路由数据包在多跳网络组成的多个源的流量和无线链路，同时确保有界的预期延迟。每个分组传输可以被接收器节点的随机子集偷听，其中机会主义地选择下一个中继。最小延迟路由策略设计中的主要挑战是如何在将数据包沿最短路径路由到目的地和根据最大背压分配流量之间进行权衡。结合最短路径和背压路由的重要方面，本文提供了一个系统的发展与拥塞多样性的分布式机会路由策略（{D-ORCD}）。{D-ORCD}使用排空时间的测量来机会性地识别分组并沿着具有预期低总体拥塞的路径路由分组。证明了{D-ORCD}对所有网络和任何允许业务都能保证有界的期望时延。此外，本文提出了一个实际的实现经验优化关键算法参数和它们对延迟以及协议开销的影响。基于802.11的网络的现实Qualnet模拟表明，在文献中的比较解决方案的平均延迟显着改善。%最后，提出了各种实际的修改{D-ORCD}，并评估其性能。
2012-03-06 cs.NI
TCP Congestion Control over HSDPA: an Experimental Evaluation
在本文中，我们专注于高速下行链路分组接入（HSDPA），UMTS的升级，得到全球部署的TCP的实验评估。今天，鉴于Linux OS带来的“自由化”，这一点尤其重要，Linux OS提供了TCP拥塞控制的几种变体。特别是，我们考虑四种TCP变体：1）TCP NewReno，这是IETF标准化的唯一拥塞控制; 2）TCP BIC，也就是说，和3）TCP Cubic，这是Linux操作系统中的默认算法; 4）Westwood+ TCP，已被证明是特别有效的无线链路。主要结果是，所有的TCP变体提供了可比的有效吞吐量，但具有显着更大的往返时间和重传和超时的TCP BIC/立方的情况下，这是其更积极的探测阶段的结果。另一方面，TCP Westwood+提供了最短的往返延迟，这是其基于带宽测量在拥塞事件后设置控制窗口的独特方式的效果。
2012-12-07 cs.NI
A Comparative Analysis of Ookla Speedtest and Measurement Labs Network Diagnostic Test (NDT7)
消费者、监管机构和ISP都使用基于客户端的“速度测试”来测量网络性能，包括单用户设置和聚合设置。两种流行的速度测试，Ookla的Speedtest和测量实验室的网络诊断测试（NDT），通常用于类似的目的，尽管在测试设计和实现以及用于执行测量的基础设施方面存在显着差异。在本文中，我们提出了Ookla和NDT 7（NDT的最新版本）的首次比较评估，无论是在控制和广域设置。我们的目标是描述这两种速度测试何时以及在多大程度上产生不同的结果，以及导致差异的因素。为了研究测试设计的效果，我们在一组全面的网络条件和使用模式（例如，TCP拥塞控制，本机与浏览器客户端）。我们的研究结果表明，Ookla和NDT 7在大多数实验室条件下报告了相似的速度，除了经历高延迟的网络，Ookla始终报告更高的吞吐量。为了表征这些工具在广域部署中的行为，我们在9个月内收集了126个家庭的80，000多对Ookla和NDT 7测量结果，其中包括一系列ISP和速度等级。这一首次的配对测试分析揭示了许多以前未知的系统性问题，包括NDT 7测试结果的高度可变性和Ookla网络中系统性表现不佳的服务器。
2023-01-25 cs.NI
PET: Multi-agent Independent PPO-based Automatic ECN Tuning for High-Speed Data Center Networks
针对高速数据中心网络中现有ECN阈值调整方案适配性差、未考虑多对一流量与差异化流量需求的问题，本文提出基于多智能体IPPO的PET方案，通过多因素动态调参、DTDE范式结合离线在线训练，在多项性能指标上优于现有方案。
2024-05-20 cs.NI
Improve performance of tcp new reno over mobile ad-hoc network using abra
在移动自组织网络中，临时链路故障和路由变化频繁发生。假设所有的数据包丢失都是由于拥塞，TCP在这样的环境中表现很差。有许多版本的TCP，根据需要随时修改。本文通过计算新重传超时（RTO），对移动ad-hoc网络上的TCP New Reno协议进行了改进，以提高拥塞控制的性能。为了计算新RTO，应用TCP New Reno中的自适应退避响应方法（ABRA），其建议ABRA New Reno。它利用了一个ABRA拥塞窗口和慢启动阈值减少，每当收到一个确认和新的退避值计算平滑的往返时间。基于ABRA New Reno与其他TCP变体（如New Reno和Reno）的比较研究，使用实际参数（如TCP数据包接收，数据包丢弃，数据包重传，吞吐量和数据包传输率）进行了评估，这些参数是通过改变节点速度，节点数量和传输时间的属性计算的。在QualNet 4.0模拟器中进行实施和模拟。
2011-05-02 cs.NI
Strengths and Weaknesses of the ETSI Adaptive DCC Algorithm: A Proposal for Improvement
本文分析了ETSI规范中自适应DCC算法的参数影响，揭示其在瞬态下收敛慢且不公平的缺陷，并提出改进方案以显著提升收敛速度与公平性。
2024-02-19 cs.NI
Traffic dynamics on dynamical networks: The connection between network lifetime and traffic congestion
对于许多功率受限的网络，如无线传感器网络和移动ad hoc网络，最大化网络的生命周期是在相关的设计和维护活动的首要关注。从网络科学的角度研究了网络生命周期。在我们的动态网络中，节点最初被分配了固定的能量，并在发送数据包时消耗能量。我们将网络流量分为四种状态：无、慢、快和绝对拥塞状态。我们推导出的网络生命周期考虑的状态的流量。我们发现，网络的生命周期一般是相反的流量拥塞，流量越拥挤，网络的生命周期越短。我们还发现了数据包生成速率、通信半径、节点移动速度等因素的影响，网络寿命和流量拥塞。
2016-04-15 cs.NI physics.data-an
An Algorithm for Flow Control in Computer Networks Based in Discrete Control Theory
开发有效的流量控制算法以避免拥塞是计算机网络界的一个热点问题。本文首先给出了一般网络的数学模型，然后以离散控制理论为主要工具，设计了一种新的流量控制算法，以避免高速计算机网络中的拥塞，保证网络系统的稳定性。仿真结果表明，该方法能够快速有效地调整发送速率和缓冲区队列级别。此外，该方法易于实现，适用于高速计算机网络。
2021-05-23 cs.NI eess.SP
Comparative study of High-speed Linux TCP Variants over High-BDP Networks
传输控制协议（TCP）已经被大多数互联网应用广泛使用。自20世纪70年代以来，为了应对网络容量的快速增长，特别是在高带宽延迟积（high-BDP）网络中，已经开发了几种TCP变体。在这些TCP变体中，已经使用了几种方法，这些方法中的一些具有估计可用带宽的能力，并且一些基于网络丢失和/或延迟变化做出反应。所使用的方法的这种多样性产生了具有不同可靠性和准确性水平的许多随之而来的问题。实际上，适合无线网络的特定TCP变体可能不适合高BDP有线网络，反之亦然。因此，有必要在高速TCP变体之间进行比较，这些变体具有很高的重要性，特别是在网络带宽快速增长之后。在本文中，高速TCP的变种，在Linux中实现和可用于研究，已使用NS 2网络模拟器进行了评估。这种性能评估提出的优点和缺点，这些TCP变种的吞吐量，丢失率和公平性方面的高BDP网络。结果表明，CUBIC和YeAH在不同的缓冲区大小的情况下克服了其他高速TCP变体。然而，它们仍然需要更多的改进来扩展它们充分利用高速带宽的能力，特别是当应用的缓冲器接近于零或小于链路的BDP时。
2016-01-26 cs.NI
Relaxation Control of Packet Arrival Rate in the Neighborhood of the Destination in Concentric Sensor Networks
无线传感器应用中的一个挑战是如何在网络中实时传输连续的数据包。尽管传感器网络中的通信的进步提供了有保证的质量数据包递送，但它们仍然具有一些缺点。一个这样的缺点是在高速网络上不间断地传输数据分组。在本文中，我们设计了一个同心的传感器网络的缓冲区不仅在汇，但也在选定的中间结点，以尽量减少由于拥塞造成的数据包丢失。这种方法的结果是在讨价还价的拥塞和更少的数据包丢失在所设计的网络。
2010-01-21 cs.NI
Improving Injection-Throttling Mechanisms for Congestion Control for Data-center and Supercomputer Interconnects
本文重新设计DCQCN闭环拥塞控制机制，通过更精确的拥塞检测、信令和注入节流，降低控制开销并避免误伤非拥塞流，从而提升数据中心和超算互连网络性能。
2025-11-07 cs.AR cs.NI
Global Synchronization Protection for Bandwidth Sharing TCP Flows in High-Speed Links
在拥塞的网络链路中，带宽共享TCP流之间的同步效应会导致宽队列长度振荡，如果缓冲不足，则可能会导致链路利用率低下。我们介绍了全球同步保护（GSP），一个简单的扩展到一个尾丢弃队列，安全地抑制流同步的普通操作。我们的极简解决方案非常适合采用领先的链路速率进行扩展：与线路速率相比，它只在快速路径中添加了很少的额外操作，并且不需要加速内存访问。GSP使得在高速链路和低功耗数据包处理硬件中提供高级TCP拥塞控制变得更加容易。使用实验与Linux原型的GSP，我们表明，尽管其专门专注于消除全球同步，新的计划执行以及更复杂的主动队列管理（AQM）计划，如CoDel和PIE。
2016-02-17 cs.NI
Intelligent Traffic Control with Smart Speed Bumps
本文提出融合IoT传感器与Oobleck非牛顿流体材料的SSBump智能减速带，可识别应急车辆并临时放气、分析交通流且随车速自适应，以提升安全与应急效率。
2023-09-29 cs.DC cs.NI
Elastic-TCP: Flexible Congestion Control Algorithm to Adapt for High-BDP Networks
在过去的十年中，对互联网应用的需求不断增加，这增加了全球数据中心的数量。这些数据中心通常使用长距离和高速网络相互连接。如已知的，传输控制协议（TCP）是用于在这些数据中心之间提供这种连接的主要协议。不幸的是，这些网络的巨大的带宽延迟产品（BDP）阻碍了TCP实现充分的带宽利用率。为了提高TCP适应高BDP网络的灵活性，提出了一种新的基于时延且与RTT无关的拥塞控制算法（CCA），即Elastic-TCP。它主要贡献了新的窗口相关加权函数（WWF），以提高TCP带宽利用率在高BDP网络。已经进行了大量的模拟和测试床实验，通过将其性能与Microsoft，Linux和Google开发的常用TCP进行比较来评估所提出的Elastic-TCP。实验结果表明，与其他TCP协议相比，弹性TCP协议在保持公平性和丢包率的前提下，获得了更高的平均吞吐量。此外，值得注意的是，新的Elastic-TCP对缓冲区大小和分组出错率的变化的敏感性比其他TCP低，这赋予了高效率和稳定性。
2019-04-30 cs.DC cs.NI
Is two greater than one?: Analyzing Multipath TCP over Dual-LTE in the Wild
多路径TCP（MPTCP）是一种标准化的TCP扩展，它允许终端主机同时利用其所有网络接口。最近双SIM移动电话的激增使得多LTE MPTCP设置成为一个有吸引力的选择。我们在受控和野外环境中，在低速和高速移动场景下，对两个LTE连接上的MPTCP进行了为期五个月的广泛测量。我们的研究结果表明，MPTCP性能在高速下降，由于信号强度下降和衰减的频率增加。两个LTE路径都经历频繁的变化，这导致次优的子流利用。我们还发现，虽然路径变化是不可预测的，其对MPTCP的影响遵循确定性的趋势。最后，我们表明，这两个应用程序的流量模式和拥塞控制变种影响MPTCP的适应性在高速。
2019-09-05 cs.NI
The Augmentation-Speed Tradeoff for Consistent Network Updates
新兴的软件定义网络技术支持更具适应性的通信基础设施，允许通过利用工作负载的时间结构对网络需求的变化做出快速反应。然而，自适应地操作网络在算法上是具有挑战性的，因为满足网络的严格可靠性要求依赖于保持基本的一致性和性能属性，例如循环自由度和拥塞最小化，即使在更新过程中。本文利用增强速度权衡来显著加快一致的网络更新。我们表明，允许一个小的和短的（因此实际上是可以容忍的，例如，使用缓冲）链路的超额预订允许我们更快地解决许多网络更新实例，以及降低计算复杂性（即，算法的运行时间）。我们首先正式探讨这种权衡，揭示了调度更新的计算复杂性。然后，我们提出并分析算法，保持逻辑和性能属性在更新过程中。使用一个广泛的模拟研究，我们发现，权衡是更有利的，在实践中比我们的分析界限建议。特别是，我们发现，通过只允许10%的增强，更新时间平均减少了32%以上，在现实世界的网络频谱。
2022-11-07 cs.NI
Towards Fair and Efficient Learning-based Congestion Control
Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
针对基于学习的拥塞控制难以兼顾公平性、快速收敛与稳定性的问题，提出多智能体深度强化学习方案Astraea及多流训练环境，实现快速公平收敛并提升稳定性。
2024-03-04 cs.LG cs.NI
GraphCC: A Practical Graph Learning-based Approach to Congestion Control in Datacenters
Barcelona Neural Networking Center, Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学巴塞罗那神经网络中心）；Telefonica Research（西班牙电信研究中心）；Huawei Technologies Co., Ltd.（华为技术有限公司）
GraphCC提出一种结合多智能体强化学习与图神经网络的分布式框架，通过交换机间协作优化ECN配置，在多种数据中心场景下相比ACC基线显著降低流完成时间和缓冲区占用。
2023-08-09 cs.AI cs.LG cs.MA
Adaptive Multi-Dimensional Coordinated Comprehensive Routing Scheme for IoV
School of Electronic and Information Engineering, Beijing Jiaotong University（北京交通大学电子与信息工程学院）；School of Information and Software Engineering, East China Jiaotong University（华东交通大学信息与软件工程学院）；National Computer Network Emergency Response Technical Team/Coordination Center of China (CNCERT/CC)（国家计算机网络应急技术处理协调中心）
本文提出一种面向车联网的自适应多维协调综合路由方案，通过构建完整车联网系统模型，定义综合路由度量，设计智能传输切换机制，有效应对车联网的高动态拓扑和网络拥塞特性。
2026-03-30 cs.NI cs.SY eess.SY
