本文關(guān)鍵詞：基于丟包區(qū)分的TCP擁塞控制算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展的同時,多種無線通訊技術(shù)也逐步成熟,無線網(wǎng)絡(luò)以其靈活、高效、便利的優(yōu)勢迅速融入全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),因而互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了無線和有線混合化的特性。然而,傳統(tǒng)的針對有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的TCP協(xié)議在應(yīng)用于有線/無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中時,不僅存在擁塞丟包,還會因無線鏈路的比特誤碼、信道衰落、噪聲干擾等產(chǎn)生頻繁的無線隨機丟包,傳統(tǒng)TCP協(xié)議會將所有數(shù)據(jù)包丟失均歸因于網(wǎng)絡(luò)擁塞,盲目降低擁塞窗口進行流量控制,勢必導(dǎo)致TCP性能的惡化。因此,在有線/無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中通過有效的丟包區(qū)分機制有針對性地對網(wǎng)絡(luò)進行擁塞控制,是優(yōu)化TCP性能的一個關(guān)鍵,具有重大研究意義。本文針對現(xiàn)有TCP協(xié)議在高比特誤碼的有線/無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下TCP性能惡化的問題,分別圍繞端到端丟包區(qū)分、顯式擁塞反饋以及跨層聯(lián)合優(yōu)化等策略進行研究與算法改進,主要研究工作及創(chuàng)新如下:(1)為了更準(zhǔn)確地區(qū)分丟包,本文提出了一種基于動態(tài)往返時延抖動的丟包區(qū)分算法,采用與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化相適應(yīng)的動態(tài)濾波權(quán)值來平滑實時采集的往返時延抖動樣本,計算網(wǎng)絡(luò)擁塞標(biāo)識,從而詳細(xì)劃分擁塞等級,并根據(jù)預(yù)測的擁塞等級區(qū)分丟包、調(diào)整擁塞窗口。經(jīng)NS2仿真驗證,該算法的性能比現(xiàn)有TCP有較大提升。(2)為克服依靠單一測度進行丟包區(qū)分的局限性與消減反向鏈路擁塞的影響,本文提出了一種基于時間戳的相對單向時延的丟包區(qū)分算法,同時聯(lián)合相對單向時延差、瓶頸鏈路中排隊的數(shù)據(jù)包個數(shù)、以及網(wǎng)絡(luò)實時吞吐量等多個端到端測度,更全面地估測網(wǎng)絡(luò)擁塞程度。實驗證明,該算法的性能在高誤碼率以及反向鏈路擁塞的情況下均得到了有效提高。(3)提出了一種基于ECN擁塞概率與端測度跨層聯(lián)合的丟包區(qū)分方法,改進算法為了提高端系統(tǒng)對擁塞感知的準(zhǔn)確性,首先依據(jù)在源端統(tǒng)計的最近一段時間返回的帶有ECN反饋標(biāo)記的ACK的概率,實時預(yù)測擁塞概率,降低非實時性對反饋的影響;其次通過基于ECN的擁塞概率與多個端測度的聯(lián)合判斷更加充分地識別丟包原因,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層的跨層優(yōu)化。仿真結(jié)果表明,該算法已有方案相比,能達到更高的吞吐量、更好的穩(wěn)定性,同時兼顧友好性與公平性。
【關(guān)鍵詞】：丟包區(qū)分 TCP擁塞控制 端到端 ECN 跨層優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN915.04
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 有線/無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)概述11-13
• 1.2.1 無線網(wǎng)絡(luò)分類11-12
• 1.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)的特點12-13
• 1.3 TCP擁塞控制概述13-16
• 1.3.1 擁塞產(chǎn)生原因13-14
• 1.3.2 TCP擁塞控制算法的發(fā)展14-16
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 TCP擁塞控制算法研究現(xiàn)狀17-27
• 2.1 無線網(wǎng)絡(luò)擁塞控制解決方案研究17-20
• 2.1.1 目前面臨的主要問題17-18
• 2.1.2 目前主要解決方案18-19
• 2.1.3 目前待進一步研究的問題19-20
• 2.2 基于丟包區(qū)分的TCP擁塞控制算法研究20-25
• 2.2.1 丟包區(qū)分算法分類20-24
• 2.2.2 目前主要問題及研究趨勢24-25
• 2.3 TCP性能評價指標(biāo)25-26
• 2.3.1 吞吐量25
• 2.3.2 公平性25-26
• 2.3.3 友好性26
• 2.4 小結(jié)26-27
• 第三章 基于端到端測度的丟包區(qū)分算法27-54
• 3.1 基于動態(tài)往返時延抖動的丟包區(qū)分算法27-41
• 3.1.1 動態(tài)往返時延抖動的計算及網(wǎng)絡(luò)擁塞等級的劃分28-32
• 3.1.2 改進算法在TCP中的實現(xiàn)32-35
• 3.1.3 網(wǎng)絡(luò)仿真器的選取與NS2介紹35-36
• 3.1.4 改進算法在NS2中的性能測試與分析36-41
• 3.2 基于時間戳的相對單向時延的丟包區(qū)分算法41-53
• 3.2.1 引言41-42
• 3.2.2 改進算法中主要端到端測度42-46
• 3.2.3 改進算法在TCP中的實現(xiàn)46-48
• 3.2.4 改進算法在NS2中的性能測試與分析48-53
• 3.3 小結(jié)53-54
• 第四章 基于ECN擁塞概率與端測度跨層聯(lián)合的丟包區(qū)分算法54-75
• 4.1 ECN的擁塞反饋機制54-57
• 4.1.1 AQM策略與RED算法概述54-56
• 4.1.2 ECN及其反饋機制的實現(xiàn)56-57
• 4.2 ECN與傳統(tǒng)TCP擁塞控制機制的相互作用分析57-60
• 4.2.1 基于ECN的TCP行為建模58-59
• 4.2.2 ECN機制對TCP行為的控制59-60
• 4.3 ECN擁塞概率預(yù)測方法的提出與實現(xiàn)60-67
• 4.3.1 ECN擁塞概率預(yù)測方法的提出60-62
• 4.3.2 ECN擁塞概率的計算62-63
• 4.3.3 ECN擁塞概率預(yù)測算法在TCP擁塞控制中的實現(xiàn)63-67
• 4.4 基于ECN擁塞概率與端測度跨層聯(lián)合的丟包區(qū)分實現(xiàn)67-70
• 4.4.1 未丟包情況下的預(yù)調(diào)整68-69
• 4.4.2 產(chǎn)生丟包情況下的聯(lián)合丟包區(qū)分機制69-70
• 4.5 最后一跳為無線鏈路的有線/無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的性能測試與分析70-74
• 4.5.1 單流情況下的吞吐量分析70-72
• 4.5.2 存在UDP競爭流下的性能分析72-73
• 4.5.3 多流情況下的公平性和友好性73-74
• 4.6 小結(jié)74-75
• 第五章 總結(jié)與展望75-77
• 5.1 總結(jié)75-76
• 5.2 展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-82
• 攻碩期間取得的研究成果82-83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 呂冠橋;柳寒冰;鄧曉紅;;基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法設(shè)計[J];軟件導(dǎo)刊;2014年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于丟包區(qū)分的TCP擁塞控制算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：435432