Nonlinear Instabilities in Computer Network Dynamics
Priya Ranjan
这项工作研究两种类型的计算机网络模型。 主要重点是了解由于存在严重的非线性,延迟和广泛不同的操作条件而在实践中观察到的不同动态现象。 考虑的第一个模型是运行TCP(传输控制协议)的发送者和通过RED(随机早期检测)网关的流量。 在早期工作的基础上,为TCP和UDP(用户数据报协议)和RED等主动队列管理方案之间的传输场景开发了一阶非线性离散时间模型。 结果表明,与TCP交互产生的动力学与实践中观察到的各种动态行为和参数敏感性一致。 使用分叉理论思想表明,TCP-RED类型网络可能会通过加倍的分叉和边界碰撞分叉来失去稳定性。 发现TCP型流的吞吐量函数对下降概率的非线性依赖性是导致双呋喃化期的原因,而缓冲空间有限,并且边界碰撞分叉缺乏足够的阻尼。 本研究中研究的第二类模型涉及网络中的最佳速率控制,并且基于Kelly提出的速率控制框架。 使用延迟-差分方程稳定性的结果,稳定性及其缺乏通过在时间延迟系统中自然产生的底层地图进行研究。 此图的不变性属性用于证明延迟无关的稳定性,并计算周期性振荡的界限。
This work studies two types of computer networking models. The primary focus is to understand the different dynamical phenomena observed in practice due to the presence of severe nonlinearities, delays and widely varying operating conditions. The first models considered are of senders running TCP (Transmission Control Protocol) and traffic passing through RED (Random Early Detection) gateways. Building on earlier work, a first order nonlinear discrete-time model is developed for the interaction ...
