1、隨著Internet網(wǎng)絡從單純學術(shù)領域向通信、商業(yè)等多個領域的發(fā)展，以致Internet網(wǎng)絡上的用戶和應用快速增長，從而不可避免地出現(xiàn)網(wǎng)絡擁塞現(xiàn)象，網(wǎng)絡擁塞的發(fā)生造成Internet網(wǎng)絡性能嚴重下降，因此，對網(wǎng)絡進行擁塞控制成為改善Internet網(wǎng)絡性能、提高服務質(zhì)量的主要手段。本文分別從優(yōu)化理論、經(jīng)典線性控制理論、非線性控制理論的角度來進行網(wǎng)絡擁塞控制算法的設計，針對不同應用角度，提出了幾種網(wǎng)絡擁塞控制算法。
　　 基于PI

2、控制器的主動隊列管理算法可以有效地消除隊列控制中的“穩(wěn)態(tài)誤差”，然而，該算法中PI控制積分項的引入也導致算法響應速度的降低，動態(tài)調(diào)節(jié)效果不甚理想。本文提出一種基于最優(yōu)非線性PI控制器的主動隊列管理算法，當網(wǎng)絡流量處于平穩(wěn)狀態(tài)，采用基于最優(yōu)非線性PI控制器的主動隊列管理算法來控制路由器隊列長度，該算法具有更快的響應速度以及更小的穩(wěn)態(tài)誤差，算法性能優(yōu)于基于PI控制器的主動隊列管理算法。
　　 雖然基于最優(yōu)非線性PI控制器的主動隊列管

3、理算法在響應速度上優(yōu)于基于PI控制器的主動隊列管理算法，但是當網(wǎng)絡流量處于較劇烈變化時，基于最優(yōu)非線性PI控制器的主動隊列管理算法可能引起“閉環(huán)不穩(wěn)定”，產(chǎn)生控制振蕩現(xiàn)象。振蕩可通過向控制信號增加微分作用項來予以矯正，但其參數(shù)的設置比較困難。因此，本文提出一種基于粒子群優(yōu)化的PID主動隊列管理算法。該算法通過將粒子群優(yōu)化算法與PID控制器相結(jié)合，既能解決PID控制器參數(shù)整定的問題，又可通過粒子群優(yōu)化算法在線修正PID控制器參數(shù)來適應網(wǎng)絡

4、流量的變化，對較劇烈網(wǎng)絡流量變化的適應能力較強。
　　 PI控制器、PID控制器均屬于線性控制器，雖然基于經(jīng)典線性控制理論所設計的控制器增強了對路由器隊列長度的控制能力，但在網(wǎng)絡高速變化的動態(tài)環(huán)境下（TCP連接數(shù)目較多，變化較大，存在UDP流），這些算法地很難抵抗負載擾動和噪聲的干擾，控制器參數(shù)難以整定，魯棒性較差，算法穩(wěn)定性難以保證。針對這一問題，本文從非線性控制理論出發(fā)，利用非線性控制方法中的積分反步法設計了一種主動隊列管理

5、算法，利用積分反步法所設計的主動隊列管理算法具有較好的魯棒性以及穩(wěn)定性。
　　 滑模變結(jié)構(gòu)控制作為一種魯棒控制方法引起人們極大的關(guān)注，滑模變結(jié)構(gòu)控制與積分反步法同屬于非線性控制方法，與本文所提出的利用積分反步法進行主動隊列管理算法的設計相比，滑模變結(jié)構(gòu)控制具有所產(chǎn)生的滑動模態(tài)對系統(tǒng)參數(shù)變化和擾動不敏感的優(yōu)點，抗干擾性強。在滑模變結(jié)構(gòu)控制中，僅依賴于系統(tǒng)參數(shù)變化的界值，不要求受控對象精確的數(shù)學模型，本文提出使用模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制策

6、略，在TCP往返時間RTT以及TCP連接數(shù)目這些不確定參數(shù)和UDP數(shù)據(jù)流擾動部分上界未知情況下，根據(jù)滑模到達條件，利用模糊規(guī)則估計出控制律中的切換增益，可以有效地克服傳統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制切換中延遲造成的抖動。利用模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制方法所設計的主動隊列管理算法具有更好的魯棒性以及穩(wěn)定性。
　　 本文前面部分從不同角度所設計的四個主動隊列管理算法，主要是在路由器中實現(xiàn)，不涉及TCP擁塞控制與路由器中的擁塞控制算法配合機制，S.H.Lo

7、w等人提出了完整的TCP/AQM對偶性模型，該模型把現(xiàn)有的TCP擁塞控制和AQM算法看作是求解具有適當效用函數(shù)的最優(yōu)速率分配問題，把用戶合適擁塞速率的求取歸結(jié)為一個非線性優(yōu)化模型，在TCP/AQM對偶性模型中，采用梯度下降法來計算網(wǎng)絡鏈路價格。Internet網(wǎng)絡流量瞬息萬變，為了實現(xiàn)全局的最優(yōu)化速率控制，必須提高擁塞控制算法的收斂速度，針對梯度下降法計算網(wǎng)絡鏈路價格收斂速度慢的問題，本文提出使用BFGS方法來進行網(wǎng)絡鏈路價格的計算，B