移动Ad Hoc网络中TCP性能改进方法研究进展

研究表明MANET中TCP性能特别差，主要原因是传统的TCP假设丢包与乱序是由网络拥塞引起，但这个假设不能应用于MANET，因为MANET中除了拥塞丢包外，还存在由于节点移动、网络分割、共享信道竞争等因素引起的路由中断出现的丢包现象。分析了当前提出的多种改善MANET中TCP的性能的方案的思路与特点。     

MANET中TCP改进方案的性能分析与比较

TCP协议最初是为有线网络设计,它假设数据包的丢失都是由网络拥塞引起.但在MANET中,链路的高误码率和节点移动等都会引起数据包的丢失.如果不加改进地把传统TCP应用于MANET中,它会把非拥塞因素引起的数据包丢失也当作是网络拥塞,从而错误的触发拥塞控制,导致传输性能的下降.首先讨论了MANET中影响TCP性能的主要因素;然后从传输层、网络层和链路层3个层面,分别介绍了提高MANET中TCP性能方法的工作机制;并对这些方法进行了分析比较.最后指出了今后的工作方向.     

MANET中基于信号强度的TCP拥塞控制算法研究

针对MANET中较高比特误码率、路由故障等因素引起的大量数据丢包和重传提出跨层设计的TCP拥塞控制算法.算法根据接收到的信号强度预测路由断点并提前建立备份路由,拯救传输中的数据包,解决传统TCP的拥塞控制算法在MANET中存在的问题.实验结果表明,优化算法极大地提高了TCP流的平均吞吐量.     

TCP Veno在MANET环境下的性能研究

将TCP Veno运行在MANET环境下,采用NS2对其性能进行了仿真测试。仿真结果表明：在存在背景流、有随机丢包并且存在拥塞的MANET网络中,TCP Veno的性能优于TCP Reno,而且在背景流越大,达到拥塞的时间越短、随机丢包越大,TCP Veno的优越性更会非常明显。     

多跳Ad Hoc网络中TCP性能的改进研究分析

传统TCP是为有线网络设计的,它的拥塞控制机制是假设丢包都是由网络拥塞引起的,然而影响Ad Hoc网络中TCP性能的因素是多方面的,涉及到网络体系结构里面多个层次之间的问题。由于Ad Hoc网络的特性使得传统TCP的性能急剧下降,文中首先分析了Ad Hoc网络中影响TCP性能的主要因素,从协议层入手,分析了各协议层对TCP性能的影响;然后,在对现有改进方案了解的基础上分析比较了目前改善Ad Hoc网络中TCP性能的具有典型的跨层改进方案,为将来的研究工作打下了基础。     

MANET环境下的TCP Veno性能研究

采用NS2对运行在MANET环境下的TCP Veno的性能进行仿真测试,仿真结果表明,在有背景流、随机丢包且存在拥塞的 MANET网络中,TCP Veno的性能优于TCP Reno,且背景流越大、达到拥塞的时间越短、随机丢包越大,TCP Veno的优越性就越明显。但2种协议的兼容性较差,导致数据包的重传率增大。     

TCP-BM:一种适用于异构网络的TCP协议改进策略

针对异构网络中的拥塞控制问题进行了研究,以传统的TCP Reno协议为基础提出一种改进算法TCP-BM。利用往返时延值将慢启动阶段分为三个部分;利用往返时延值将拥塞避免阶段分为正增长和负增长两个过程。网络发生丢包后,通过往返时延值与历史记录的比较以及估计的带宽值的比较,区分丢包原因,从而对拥塞窗口和慢启动阈值采取不同调整策略。仿真验证证明,改进后的TCP算法性能优于传统的TCP Reno协议。     

基于ECN与ELN提高无线网络TCP性能的方法

在有线网络中,TCP认为网络中分组丢失的原因只是拥塞,并调用相应的拥塞控制算法,减小发送速率。但是在无线网络中,由于传输链路的不可靠性,分组丢失的另一个主要原因是误码,如果不对这两种丢包情况加以区分,都采取拥塞控制,会无效地降低网络吞吐量。通过综合底层反馈机制ECN和ELN来显式通知上层,明确告知分组丢失的原因是由拥塞还是链路故障引起的,并根据反馈信息给出具体解决丢包措施,以最大程度来增强无线网络性能。     

有线无线网络TCP友好流媒体拥塞控制机制

在TCP友好拥塞控制方法比较基础上,为了实现流媒体平滑传输以及保证TCP流友好性,提出了TCP友好速率控制算法WTFCC。该算法能够在接收端区分网络拥塞丢包和链路错误随机丢包,准确判断网络拥塞状况;结合接收端缓存区占用程度,自适应实施多级速率调节。仿真实验结果表明,该机制对TCP流是友好的,并且保障了媒体播放质量,在有线无线混和网络中具有很好的性能。     

MANET中TCP Vegas拥塞控制的端到端改进方法

TCP Vegas通过往返时间的最小值baseRTT来进行拥塞控制,因此获取准确baseRTT的值至关重要。在MANET中,不断变化的网络拓扑会导致baseRTT的测量出现严重偏差,从而降低了吞吐量,而TCP Vegas在拥塞避免阶段发生路由变化但没有引起丢包或失序现象时,已有的端到端启发式方案很难进行识别。采用回落探测方法识别路由变化,进而调节往返时间的最小值以改善TCP Vegas拥塞控制算法在MANET中的性能。     

Improving TCP fairness and performance with bulk transmission control over lossy wireless channel

The traditional windows-based TCP congestion control mechanism produces throughput bias against flows with longer packet roundtrip times; the flow with a short packet roundtrip time preoccupies the shared network bandwidth to a greater extent than others. Moreover, the blind window reduction that occurs whenever packets are lost decreases the network utilization severely, especially in networks with high packet losses. This paper proposes a sender-based TCP congestion control, called TCP-BT. The scheme estimates the network bandwidth depending on the transmission behavior of applications, and adjusts the congestion window by considering both the estimated network bandwidth and the packet roundtrip time to improve fairness as well as transmission performance. The scheme has been implemented in the Linux platform and compared with various TCP variants in real environments. The experimental results show that the proposed scheme improves transmission performance, especially in networks with congestion and/or high packet loss rates. Experiments in real commercial wireless networks have also been conducted to support the practical use of the proposed mechanism.     

一种Ad Hoc网络端到端的TCP拥塞控制改进方案

传统的TCP协议是为有线网络而设计的,它假定数据包的丢失是由网络拥塞引起的,然而在Ad Hoc网络中,除拥塞丢包外,其它非拥塞因素也会引起数据包的丢失。分析Ad Hoc网络影响TCP性能的主要因素,在原有拥塞控制方案MMJI的基础上,提出了一种端到端的TCP拥塞控制改进方案（Imp MMJI）。该方案能根据前向路径跳数自适应调整拥塞窗口的大小,防止拥塞窗口过快增长,当发生路由改变或链路中断时,重新计算拥塞窗口cwnd和ssthresh的值,以确保路由重建前后TCP连接负载率的一致性;并在ACK应答包的TCP首部增加了状态标志位,结合多个度量参数联合判断网络状态,提高网络状态识别的准确性,使发送端实时采取相应的措施。仿真结果表明,该方案能使网络吞吐量得到明显的提高,改善了TCP的性能。     

基于误码丢包率监测的无线TCP改进

针对无线环境下TCP错误调用拥塞控制算法致使性能下降的情况,提出一种基于误码丢包率监测的无线TCP改进方法。利用显式拥塞通知的路由器配合区分分组丢失性质,在数据发送端采用实时误码丢包率监测,并根据监测结果调整TCP段尺寸。仿真结果表明,改进后的TCP吞吐量在误码率为1E-4时超过TCP_SACK和TCP_Reno近1倍。     

无线网络的拥塞控制机制研究

由于有线网络TCP拥塞控制机制是建立在拥塞是网络丢包原因的基础上，所以该机制不能适应无线网络中高误码率造成的无线链路丢包的情况。因此，我们提出了一种改进的TCP拥塞控制机制AED和TCP．WX算法，此机制和算法能有效地降低无线网络中的丢包数，提高信道的利用率。     

Allocating Network Resources by Weight Between TCP Traffics

Under the current TCP/IP architecture,all TCP traffics compete for network resources completely fairly,which makes it difficult to satisfy applications‘‘‘‘‘‘‘‘ versatile communication requirements.This paper presents an improved TCP congestion control mechanism where the congestion window becomes ω(1-b)W rather than(1-b)W for every window W containing a packet loss.Theoretical analysis and simulation results show that it cann be easily implemented with less additional overhead and can easily perform network resource allocation by weighted parameter ω for traffics under the similar communication environments,whic can efficiently lead to guaranteed relative quqlity of scrviccs and improve network performances.     

针对逆向流的Reno和Vegas算法性能的仿真分析

网络拥塞已经成为制约网络发展和应用的一个瓶颈.在TCP中已经实现的Reno和Vegas均是基于端到端的拥塞控制算法,它们虽然减轻了前向路径上的拥塞程度,但不能改善后向路径上数据流拥塞所导致的诸如吞吐率、丢包率等网络性能降低这一状况.基于"包丢失是由于网络拥塞引起"的假定,利用OPNET网络仿真软件,建立了单个瓶颈网络,设定了吞吐量、丢包率以及拥塞窗口(cwnd)等参数,对Reno和Vegas两种算法在逆向流中的性能进行比较,分析影响网络吞吐量的因素.仿真结果表明,在非对称网络中,Reno比Vegas更灵活且更实用,后向路径上逆向流的拥塞会极大地降低Vegas的吞吐量,使得Vegas和Reno不能很好地兼容.     

基于CTCP的动态调整拥塞控制算法

空间网络具有传播延时长、信道丢包率高等特点,使得传统的地面路由协议TCP协议难以适应于空间网络。CTCP是一种结合网络编码技术的新型传输协议,实验表明在高丢包率的空间网络环境中的性能要优于传统的TCP协议。但由于CTCP的拥塞控制方式类似于TCP-Reno,拥塞窗口的调整是静态设定的,使得CTCP的拥塞控制机制在多变复杂的空间网络环境效果并不理想。本文提出一种基于CTCP的动态调整拥塞控制算法H-CTCP,通过对空间网络中的可用带宽进行实时估算,动态设定拥塞窗口。实验证明,改进后的拥塞控制算法更能适应高丢包率的空间网络环境,大大提高CTCP的传输性能。     

无线传感器网络TCP性能的改善机制

在无线传感器网络中,节点分布过于密集或大量数据流的突发将造成拥塞,导致报文丢失,引起吞吐量下降和能量浪费。该文提出一种新的拥塞控制机制PTCP,通过分段调整慢启动阶段的TCP窗口增长速度控制拥塞。仿真结果证明,该机制有效解决了传感器网络中的拥塞控制问题,提高了无线传感器网络的TCP性能。