Исследование модели процесса передачи трафика регулируемого алгоритмом RED на языке Julia

Алгоритм RED является одной из разновидностей алгоритмов AQM (Active Queue Management) и используется для управления перегрузками в сетях передачи данных. Алгоритм RED хорошо зарекомендовал себя для управления очередями TCP трафика. Из-за того, что классический алгоритм RED и его модификации напрямую зависят от множества параметров - изучение влияния параметров на оптимизацию работы алгоритма представляет особый интерес. В частности, при определенных параметрах алгоритма, система, моделирующая поведение алгоритма RED, переходит в автоколебательный режим. Исследование влияния параметров на поведение системы является основной задачей работы. В данной работе исследуется модель процесса передачи трафика регулируемого алгоритмом RED. В качестве инструмента для реализации алгоритма RED и его разновидностей был выбран язык программирования Julia. В результате моделирования были получены значения размера окна TCP-Reno, мгновенного размера очереди, экспоненциально взвешенного скользящего среднего значения мгновенной длины очереди. Для изучения поведения модели были построены фазовые портреты и проекции для различных значений параметров.

The RED algorithm is one of the varieties of AQM (Active Queue Management) algorithms and is used for congestion control in data networks. The RED algorithm is well established for managing TCP traffic queues. Because of the fact that the classical RED algorithm and its modifications directly depend on a variety of parameters - the study of the influence of parameters on the optimization of the algorithm is of particular interest. In particular, at certain parameters of the algorithm, the system modeling the behavior of the RED algorithm goes into an auto-oscillatory mode. Investigating the influence of parameters on the behavior of the system is the main objective of the work. In this paper, a model of the process of traffic transmission regulated by the RED algorithm is investigated. Julia programming language was chosen as a tool for the implementation of RED algorithm and its variants. As a result of modeling the values of TCP-Reno window size, instantaneous queue size, exponentially weighted moving average of instantaneous queue length were obtained. Phase portraits and projections for different parameter values were constructed to study the model behavior.