本文關(guān)鍵詞：基于網(wǎng)絡(luò)編碼的TCP協(xié)議（NCTCP）設(shè)計與研究

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【摘要】：TCP協(xié)議是一種面向連接的、基于字節(jié)流的傳輸層協(xié)議,它是一種基于IP層服務(wù)的可靠的傳輸協(xié)議。由于其采用了擁塞控制,TCP能夠在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的時候,迅速地減少注入網(wǎng)絡(luò)中信息包的數(shù)量,因此保證了網(wǎng)絡(luò)在低誤碼率情況下有較高的吞吐量。但是如果網(wǎng)絡(luò)擁塞程度不高而誤碼率較高的時候,這種擁塞控制機(jī)制同樣會導(dǎo)致注入網(wǎng)絡(luò)中的信息包數(shù)量迅速減少,因此大大降低了此時的吞吐量,針對這種情況,本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)對TCP協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的協(xié)議能夠大幅度提高了高誤碼率低擁塞率下TCP的性能,具體工作如下:1.本文設(shè)計了利用網(wǎng)絡(luò)編碼層解決TCP在高誤碼率情形下吞吐量下降問題的新方法。網(wǎng)絡(luò)編碼層位于TCP層與IP層之間,能夠與TCP層和IP層進(jìn)行透明的交互。在發(fā)送端:TCP將數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)絡(luò)編碼層,網(wǎng)絡(luò)編碼層對來到的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地確認(rèn),這樣TCP層就會不斷地將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)編碼層,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)編碼層接收到夠編碼的包數(shù)以后就立即進(jìn)行編碼。網(wǎng)絡(luò)編碼層同時直接與IP層進(jìn)行交互,編碼后的數(shù)據(jù)包直接遞交到IP層,發(fā)送端對接收到的反饋的ACK時進(jìn)行屏蔽,這樣TCP層就仿佛在直接與IP層進(jìn)行交互,實現(xiàn)了對上層的透明服務(wù)。在接收端:網(wǎng)絡(luò)編碼層接收到IP層遞交的編碼數(shù)據(jù)包以后,將編碼包進(jìn)行分組緩存,待一組編碼包數(shù)量足夠解碼的時候立即解碼提交給TCP層,并向發(fā)送端發(fā)送解碼成功的信號,此時上層傳給網(wǎng)絡(luò)編碼層的數(shù)據(jù)包要根據(jù)用途的不同進(jìn)行不同的處理。2.將隨機(jī)線性編解碼應(yīng)用到TCP數(shù)據(jù)流的傳輸中,設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)編碼層具體的應(yīng)答機(jī)制,包括分組編碼、分組解碼、以及定時反饋等,保證了在誤碼率較高的時候編碼數(shù)據(jù)包能夠足數(shù)正確地到達(dá)接收端。論文還設(shè)計了發(fā)送端發(fā)送的流程,以及接收端接收的流程,并給出了具體流程圖。同時對網(wǎng)絡(luò)編碼首部格式進(jìn)行了具體的設(shè)計,網(wǎng)絡(luò)編碼首部中包含標(biāo)志位、分組號和重傳數(shù),保證了發(fā)送端以及接收端能夠?qū)κ盏降姆答伆途幋a包進(jìn)行相應(yīng)處理,接收端編碼包能夠正確分組解碼,如果不成功能夠重傳解碼需要的剩余個數(shù)。3.基于NS3網(wǎng)絡(luò)仿真平臺,仿真了單跳情況與多跳情況下基于網(wǎng)絡(luò)編碼的TCP協(xié)議(NCTCP)在時延、鏈路容量、以及誤碼率不同時的性能,并進(jìn)行了對比,結(jié)果表明,基于網(wǎng)絡(luò)編碼的TCP協(xié)議在其它參數(shù)固定時,無論是時延還是鏈路容量以及誤碼率方面的性能都高于原始TCP的性能。尤其在誤碼率較高并且擁塞概率較小的時候,基于網(wǎng)絡(luò)編碼的TCP協(xié)議的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于原始的TCP協(xié)議,從而驗證了本文設(shè)計的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的TCP協(xié)議在誤碼率較高的信道下的高效性。
【關(guān)鍵詞】：TCP協(xié)議 擁塞控制 網(wǎng)絡(luò)編碼 誤碼率 吞吐量
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(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5-7
• ABSTRACT7-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 論文研究背景15-18
• 1.1.1 TCP協(xié)議概況15-17
• 1.1.2 網(wǎng)絡(luò)編碼概況17-18
• 1.2 論文的主要工作18-19
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)19-21
• 第二章 TCP協(xié)議基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)編碼原理21-37
• 2.1 TCP的協(xié)議基礎(chǔ)21-31
• 2.1.1 TCP首部21-23
• 2.1.2 TCP連接的建立與終止23-25
• 2.1.3 TCP數(shù)據(jù)的交互25-29
• 2.1.4 TCP性能和存在的問題29-31
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)編碼原理31-36
• 2.2.1 網(wǎng)絡(luò)編碼理論31-32
• 2.2.2 網(wǎng)絡(luò)編碼和解碼模型32-34
• 2.2.3 網(wǎng)絡(luò)編碼的應(yīng)用34-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 第三章 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的TCP協(xié)議的設(shè)計37-49
• 3.1 網(wǎng)絡(luò)編碼層的設(shè)計37-38
• 3.2 TCP分塊數(shù)據(jù)包的分組編碼38-42
• 3.2.1 隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼38-39
• 3.2.2 分塊數(shù)據(jù)包的編解碼設(shè)計39-42
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)編碼層應(yīng)答機(jī)制的設(shè)計42-45
• 3.4 發(fā)送端流程45-47
• 3.5 接收端流程47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第四章 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的TCP協(xié)議性能研究49-59
• 4.1 仿真平臺NS3簡介49-50
• 4.2 單跳仿真拓?fù)鋱D50-53
• 4.3 多跳仿真拓?fù)鋱D53-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 總結(jié)展望59-61
• 5.1 研究總結(jié)59-60
• 5.2 研究展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-67
• 作者簡介67-68

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