一種改進的Vegas擁塞控制算法及其在Linux網(wǎng)絡(luò)中的實現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)通信控制實驗平臺的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《吉林大學(xué)》 2011年
一種改進的Vegas擁塞控制算法及其在Linux網(wǎng)絡(luò)中的實現(xiàn)
張麗娟
【摘要】：隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展,有限的網(wǎng)絡(luò)資源永遠無法滿足人們對于網(wǎng)絡(luò)無限的需求。隨之而來的網(wǎng)絡(luò)擁塞問題越來越引起人們的關(guān)注。而針對目前的Internet網(wǎng)絡(luò)擁塞問題,TCP擁塞控制是一個行之有效的方法。但當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的TCP Reno算法存在著一定的不足。它是通過創(chuàng)造“擁塞”來獲得可用帶寬,使用丟包來進行擁塞度量,數(shù)據(jù)發(fā)送速率波動較大,平均發(fā)送速率不是很高。和Reno所不同的是,Vegas采用延時作為擁塞度量,并且通過比較實際吞吐量和期望吞吐量之間的差值來預(yù)知擁塞的發(fā)生。Vegas算法不但可以避免丟包,而且在吞吐量和穩(wěn)定性方面都比Reno要好。但由于其保守的擁塞避免機制,當(dāng)它與Reno共存時,吞吐量急劇下降。改進Vegas的性能是本文的研究目的。 本文的創(chuàng)新性工作和主要內(nèi)容如下： (1)基于TCP Vegas網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法兼容性和不公平性問題的研究 TCP Vegas算法采用了主動的擁塞避免機制,其目標(biāo)是將網(wǎng)絡(luò)帶寬維持在一個穩(wěn)定的水平,所以它不會持續(xù)擴展自己的擁塞窗口。而Reno采用了被動的擁塞避免機制,通過持續(xù)增加自己的擁塞窗口,直到網(wǎng)絡(luò)過載來保證有效利用網(wǎng)絡(luò)資源,因此在實際應(yīng)用中,Reno將會竊取Vegas的帶寬,導(dǎo)致Vegas算法不能起到實際作用。同時由于Vegas算法BaseRTT的測量方式,它對舊連接和高帶寬流具有不公平性。針對這種情況,本文提出了Adaptive Vegas算法,對網(wǎng)絡(luò)情況進行了進一步細分,通過自適應(yīng)調(diào)整參數(shù)α、β和擁塞窗口的增長幅值使Vegas從保守的擁塞避免到可以更主動地增大擁塞窗口的策略改進,能夠更積極地探測可用帶寬,且同時保持了一定的穩(wěn)定性。 本文在NS2仿真環(huán)境下進行了一系列實驗,通過實驗結(jié)果可以看出Adaptive Vegas算法可以依據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自適應(yīng)調(diào)節(jié)參數(shù),對比Reno、Vegas、Vegas-A算法,Adaptive Vegas具有更好的鏈路利用,其綜合性能優(yōu)于其它兩種算法。 (2)以內(nèi)核模塊方式實現(xiàn)Adaptive Vegas算法 本文將提出的Adaptive Vegas算法應(yīng)用到課題組小型局域?qū)嶒灳W(wǎng)的Linux系統(tǒng)中,以內(nèi)核模塊方式加以實現(xiàn),方便Linux系統(tǒng)實時切換TCP擁塞控制算法。最后為檢驗Adaptive Vegas算法在實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實現(xiàn)的正確性及其性能,設(shè)計并進行了一系列的實驗,在相同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下將改進的算法與Reno、Vegas等算法進行比較。結(jié)果表明,當(dāng)路由器使用Droptail隊列管理算法的時候Adaptive Vegas算法在與Reno共存時的兼容性是優(yōu)于Vegas算法的,并且在丟包率、時延、時延抖動上的參數(shù)表現(xiàn)保持了Vegas的優(yōu)點。改進的算法能夠在保證在網(wǎng)絡(luò)中和傳統(tǒng)TCP保持公平的前提下充分利用網(wǎng)絡(luò)中的鏈路資源,這個結(jié)果也是算法設(shè)計的出發(fā)點。 Adaptive Vegas算法除了性能優(yōu)越,公平性好之外,只需修改TCP的發(fā)送端,可部署性強,因此有應(yīng)用到現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中的實際意義和進一步研究的借鑒價值。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TP393.06
【目錄】：
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，本文編號：172905
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