發(fā)布時(shí)間：2018-04-09 10:08

  本文選題：Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)　切入點(diǎn)：TCP/NC協(xié)議　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：傳統(tǒng)的TCP協(xié)議主要是針對可靠信道所進(jìn)行研究設(shè)計(jì)的,在有線網(wǎng)絡(luò)中它能表現(xiàn)出良好的性能。然而,在Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中,TCP協(xié)議會因丟包率上升而出現(xiàn)性能下降的問題。為此,研究者從鏈路層設(shè)計(jì)方案、端到端設(shè)計(jì)方案等多方面進(jìn)行改進(jìn)。但這些策略都是對傳統(tǒng)TCP協(xié)議的擁塞控制方案進(jìn)行修改,破壞了TCP/IP協(xié)議的原始控制策略。本文試在不改變原擁塞控制的基礎(chǔ)上來優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)中TCP的性能。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)為這一思路嘗試提出了新的方案。研究者根據(jù)網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)提出了新的TCP/NC協(xié)議,該協(xié)議很大程度的提高了TCP-Vegas無線網(wǎng)絡(luò)的性能,但對于現(xiàn)在普遍流行的TCP-Reno協(xié)議來說,這種策略在編碼方式和編碼控制策略方面并不適用。為此,本文使用流水線編碼來替換原始的隨機(jī)線性編碼,并設(shè)計(jì)了新的編碼解碼策略,進(jìn)而提出了TCP-Reno/NC協(xié)議,以改進(jìn)TCP-Reno的性能。本文首先介紹了無線網(wǎng)絡(luò)中TCP協(xié)議所遇到的問題和網(wǎng)絡(luò)編碼的研究現(xiàn)狀,接著深入分析了流水線編碼的基本原理和特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,利用流水線編碼和網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù),提出了TCP-Reno/NC協(xié)議�；赥CP/NC協(xié)議的設(shè)計(jì)思想,重新設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)編碼層(NC層),研究了適合TCP-Reno協(xié)議的緩沖區(qū)管理策略,給出了基于ACK和編碼包序號的緩沖區(qū)管理算法。為進(jìn)行性能評價(jià),將TCP-Reno/NC協(xié)議和原始的TCP-Reno協(xié)議在相同的無線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中進(jìn)行了比較。在NS2中實(shí)現(xiàn)了TCP-Reno/NC協(xié)議,并針對典型的鏈?zhǔn)紸d-hoc網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明,TCP-Reno/NC協(xié)議在無線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)丟包的情況下能夠很好地屏蔽部分網(wǎng)絡(luò)丟包現(xiàn)象,吞吐量明顯高于傳統(tǒng)的TCP-Reno協(xié)議。從傳輸層來看,TCP-Reno/NC的滑動(dòng)窗口在高丟包情況下平穩(wěn)上升,而TCP-Reno協(xié)議則出現(xiàn)了較大的波動(dòng),這也符合我們希望TCP-Reno/NC協(xié)議的滑動(dòng)窗口在無線網(wǎng)絡(luò)中不會因丟包率的升高而出現(xiàn)較大波動(dòng)的初衷,說明采用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)可以提高TCP-Reno協(xié)議在無線Adhoc網(wǎng)絡(luò)中的性能。
[Abstract]:The traditional TCP protocol is mainly designed for reliable channels, and it can show good performance in wired networks.However, in Ad-hoc networks, the performance of TCP protocol will decline due to the increase of packet loss rate.Therefore, the researchers improve the link layer design and end-to-end design.However, these strategies modify the congestion control scheme of traditional TCP protocol and destroy the original control strategy of TCP/IP protocol.This paper attempts to optimize the performance of TCP in wireless networks without changing the original congestion control.Network coding technology provides a new scheme for this idea.According to the network coding technology, researchers propose a new TCP/NC protocol, which greatly improves the performance of TCP-Vegas wireless network, but for the popular TCP-Reno protocol,This strategy is not suitable for coding mode and coding control strategy.Therefore, pipeline coding is used to replace the original random linear coding, and a new encoding and decoding strategy is designed, and then the TCP-Reno/NC protocol is proposed to improve the performance of TCP-Reno.This paper first introduces the problems of TCP protocol in wireless network and the research status of network coding, then analyzes the basic principle and characteristics of pipeline coding.On this basis, using pipeline coding and network coding technology, TCP-Reno/NC protocol is proposed.Based on the design idea of TCP/NC protocol, the network coding layer is redesigned, the buffer management strategy suitable for TCP-Reno protocol is studied, and the buffer management algorithm based on ACK and encoding packet serial number is presented.For performance evaluation, the TCP-Reno/NC protocol and the original TCP-Reno protocol are compared in the same wireless topology.The TCP-Reno/NC protocol is implemented in NS2, and the typical chain Ad-hoc network and the node mobile Ad-hoc network are simulated.The results show that the TCP-Reno / NC protocol can shield part of the packet loss in wireless networks, and the throughput is obviously higher than that of the traditional TCP-Reno protocol.From the transmission layer, the sliding window of TCP-Reno- / NC rises steadily in the case of high packet loss, while the TCP-Reno protocol fluctuates greatly.It is also in line with the original intention that we hope that the sliding window of TCP-Reno/NC protocol will not fluctuate because of the increase of packet loss rate in wireless networks. It shows that network coding technology can improve the performance of TCP-Reno protocol in wireless Adhoc networks.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN92

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本文編號：1725967