题目：基于优先级的队列管理和队列调度算法研究

队列算法分为队列管理算法和队列调度算法。队列管理算法能够很好地减轻拥塞，被广泛地应用于拥塞控制；而队列调度算法在保障服务质量（Quality of Service，QoS）方面起到重要作用。随机早期检测算法RED和优先级队列算法PQ作为经典的队列算法，一直受到广泛关注，但仍存在一些待解决的问题，如RED算法没有考虑到业务流的优先级问题，不能较好地区分服务，而PQ算法则过于严格按照优先级调度，以致低优先级的业务流性能不高。

本文在深入调研现有的大量队列算法的基础上，针对上述提出的不足之处，对RED算法和PQ算法进行了改进，提出了两种新的队列算法，获得了如下的研究成果：

（1）            对现有的大量队列算法进行调研，分析并比较了多种经典算法，对以后的研究工作具有一定的指导意义。

（2）            在RED算法的基础上，提出了基于优先级的RED改进算法——PbRED（Priority based RED）。PbRED旨在将RED算法应用于具有优先级的场景中，通过使用优先级信息调整丢弃概率，达到对不同优先级业务流进行区分服务的目的。

（3）            在PQ算法的基础上，提出了优先级与带宽需求相结合的分组调度算法——PRQ（Priority and bandwidth Requirement Queueing）。PRQ算法使用优先级信息与带宽需求来共同决定调度概率，改善了公平性，在保证高优先级业务流的QoS的基础上，提升了低业务流的性能和整体性能。

（4）            在NS2网络仿真平台下进行了大量的算法实现和仿真实验。在现有基础上实现了几种经典队列算法，并自主实现了本文所提出的两种算法。进行了大量的仿真实验，使用丢包率、吞吐量、时延等性能评价指标，来评估本文所实现的这些算法的性能。

仿真实验结果表明，PbRED算法和PRQ算法的性能都很好。PbRED算法相比于RED算法，在队列长度和公平性基本保持不变的前提下，各优先级的丢包率和吞吐量得到较好的区分，高优先级的丢包率较低、吞吐量较高。同时，整体吞吐量比RED也有所提升。PRQ算法相比于PQ算法，整体丢包率、时延、时延抖动、吞吐量和公平性等性能都有非常显著的提升。