无线移动网络中增强TCP性能的技术综述

TCP是因特网上的主要传输协议，在数据包丢失主要是由拥塞引起的传统网络上，TCP可以充分发挥其性能，但是在无线移动网络中，TCP将无线信道比特差错和移动切换引起的数据包丢失误归于网络发生拥塞而采取拥塞控制措施，不必要地降低了端到的吞吐率，导致自身性能的下降，首先阐述了当前无线移动网络的发展状况和TCP面临的问题，在此基础上，综述和评价了各种增强TCP性能的技术方案，最后，结合无线移动通信系统的最新进展，分析和探讨了当前存在的问题和进一步的研究方向。     

基于SCTP的移动Internet建模与仿真

分析了移动Internet传输的特点和SCTP协议的相关特性，在此基础上提出了基于SCTP的移动Internct传输模型。依据此模型，讨论了SCTP多宿、多流等特性在无线条件下对移动Internet接入性能的影响，并与TCP协议下的传输性能进行了对比仿真。仿真结果表明：在无线链路和特定的应用层协议下，相对于TCP，基于SCTP的传输能够明显减小时延并充分保障传输的可靠性，可为移动Internet接入业务提供更有力的支持。     

MIPv6基于双向边隧道BET的缓存快速转发方案

把基于隧道的快速切换技术同缓存管理相结合，提出一个基于双向隧道BET的缓存快速转发方案，有效地减少了缓存数据包的延时和失序程度，从而提高移动节点切换的平滑性。     

多信道无线Mesh网络的路由协议

针对单径路由协议不能充分利用多信道无线Mesh网络的信道资源的问题,提出了一种基于拥塞控制的并行多径路由协议PMRP。该协议将一个数据流分配到多条路径同时传输,当所有路径都发生中断时,才重新寻找路由;并采取相应的拥塞感知技术,避免拥塞节点再转发新的数据流。仿真结果证明：与无线自组网按需平面距离矢量路由协议（AODV）协议相比,PMRP在网络负载较大时,能有效地减小端到端延迟,提高数据包的成功投递率,增加网络的整体吞吐量。     

基于模糊控制的ad hoc网络TCP算法研究

TCP协议是针对固定可靠网络设计的一种传输协议,它把数据包丢失或延迟的原因都归结为网络拥塞。在移动自组网上直接应用TCP 协议,网络性能会因比特出错率高等原因大幅下降。针对无线自组织网络高误码的基本特征,基于TCP Vegas协议和环回时间的均值和方差改变趋势,采用不同的控制策略调节发送端的数据发送速率,从而优化传输控制协议的吞吐量,提高网络资源的利用率。仿真研究结果表明,与传统的传输控制协议相比,该算法具有更高的吞吐量和稳定的拥塞控制窗口。     

水下无线传感网络中一种地理-机会的混合路由

为了提高水下无线传感网络(UWSNs)的数据采集效率,提出基于地理-机会的水下无线传感网的混合路由(GOHR)。当源节点需要转发数据包时,首先计算候选转发节点集,并依据集内节点的归一化权重进行排序,形成转发簇;然后分析每个簇的期望权重值;最终由最大期望权重值的簇内节点转发数据包。同时,引用时延机制,抑制冗余数据包。仿真结果表明,提出的GOHR协议提高了数据包传递率,降低了数据包传输时延。     

移动网络中重传超时问题的研究

作为广泛使用的网络传输控制协议,TCP(Transmission Control Protocol)在高速移动网络中遇到了新的性能瓶颈。首先由于移动网络中存在随机位错误导致的丢包,而TCP协议不能有效区分这类丢包与拥塞丢包,导致TCP频繁的降低拥塞窗口无法有效利用移动网络的带宽资源。其次,高速移动网络的发展使得带宽时延积BDP(Bandwidth-Delay Product)进一步增大,在发生丢包时TCP协议中的流量控制将导致性能瓶颈和易引起重传超时。通过Wireshark工具抓取大量的tracing进行分析,发现重传超时的主要原因是重传数据包再次被丢,而TCP又不能发现丢失原因,因此无法进行再次重传最终导致重传超时。针对这一问题,本文提出的方法 DTOR(Detect Timeout and Retransmission)可以帮助TCP检测到重传数据包再次丢失并触发再次重传,DTOR使网络带宽利用率提升了20%左右。     

无线mesh网TCP性能改进研究

无线mesh网(WMN)是一种近年来快速发展起来的新型网络技术,支持宽带高速多媒体业务服务,是一种有效的无线宽带接人手段.为了提高无线mesh网络的性能,使TCP协议在可靠性低、突发错误时间长以及切换时延高的无线移动环境更为有效地工作,人们提出了种种改进传输层TCP技术的方案.文中结合无线mesh网络的自组织、自修复和多跳的特点,将目前的TCP改进方案进行了归类和比较,并分析了其性能特点,同时指出了今后可能的研究方向.     

VANET城市场景下一种优化的地理信息路由协议

车辆的高速移动以及城市场景中的障碍物使得车辆间的通信链路变得异常脆弱。而现有的多数地理信息并没有考虑链路的稳定、可靠性,产生了高的数据包丢失率和高的数据包传输时延,降低了网络性能。为此,提出了一种优化的地理信息路由协议IGR(Improved geographical)。IGR协议在数据包转发过程中,考虑了源车辆离候选车辆间的相对移动方向、候选车辆离目的车辆的距离以及beacon接收率,尊重车辆间无线链路的不稳定性事实。IGR协议择优选择具有稳定链路的车辆作为下一跳数据包转发节点。最后,评估了提出的IGR协议,并与现有的地理信息路由进行比较分析。结果表明,提出的IGR协议在数据包传输时延、数据包传输率性能优于GPCR和RBVT-R协议。     

面向无线多跳网络的TCP协议改进研究综述

无线多跳网络应用日益广泛,但它的特殊性如共享无线信道、多跳连接、节点移动等,使得针对有线网络设计的TCP协议不能很好地工作在该网络环境中,经常误判网络拥塞状况而且反应迟钝,严重损害了网络性能。本文深入分析无线多跳网络中影响TCP性能的因素,总结目前提高TCP性能的改进方案并对这些方案进行比较,为无线多跳网络中TCP的研究方向提供参考。     

Buffering in proxy mobile IPv6: implementation and analysis

Proxy mobile IPv6 (PMIPv6) is a network-based mobility management protocol that improves performance in terms of handover latency, signaling cost, and packet loss compared to host-based mobility management protocols. However, still packet loss occurs during the handover of the mobile node (MN). Several attempts have been made to improve the reliability of PMIPv6 service by proposing schemes in which packets are buffered in network entities during the handover of the MN to prevent packet loss, and performance improvement has been demonstrated via simulations. So far, there have been no implementations of buffering functions in the literature. This paper addresses design of buffering function and its implementation to prevent packet loss, and demonstrates the results. We have implemented a PMIPv6 testbed based on open source resources. We discuss the functional and performance enhancements, comparing PMIPv6 with the buffering implemented and standard PMIPv6. We also propose an improved buffering function where the packet forwarding rate of the buffer is adjusted. The results through the testbed show that the buffering function in PMIPv6 effectively prevents packet loss during the handover of the MN. We have found out that we can manage the amount of packets in the buffer without further increment by adjusting the packet forwarding rate of the buffer as well.     

实时响应物联网中基于查询的数据转发方案

在许多基于传感器网络技术的物联网应用中,用户需要快速的查询响应,比如智能交通物联网应用中,行驶在路上的司机即时查询附近的空停车位信息.如何为此类物联网设计一种符合传感器网络特性(如能量有效等)的快速数据转发方案是一项重要的挑战性工作.已有的传感器网络实时数据转发协议大都因未解决好转发断路带来的额外开销、孤立节点处理耗时、难以适应网络拓扑动态变化等关键性问题而未取得理想的实时性效果.为此,该文提出一种新的基于查询的快速数据转发方案,利用查询消息为每个传感器节点建立最快速的数据转发路径(有向无环图),此外文中给出的综合路径代价模型可以均衡网络能量和减少网络拥塞延时,最后设计了贪婪的分布式数据转发算法及其改进算法,并用仿真实验验证了该方案的有效性和高效性.     

An efficient dynamic-identity based signature scheme for secure network coding

The network coding based applications are vulnerable to possible malicious pollution attacks. Signature schemes have been well-recognized as the most effective approach to address this security issue. However, existing homomorphic signature schemes for network coding either incur high transmission/computation overhead, or are vulnerable to random forgery attacks. In this paper, we propose a novel dynamic-identity based signature scheme for network coding by signing linear vector subspaces. The scheme can rapidly detect/drop the packets that are generated from pollution attacks, and efficiently thwart random forgery attack. By employing fast packet-based and generation-based batch verification approaches, a forwarding node can verify multiple received packets synchronously with dramatically reduced total verification cost. In addition, the proposed scheme provides one-way identity authentication without requiring any extra secure channels or separate certificates, so that the transmission cost can be significantly reduced. Simulation results demonstrate the practicality and efficiency of the proposed schemes.     

改进的Cellular IP切换机制

切换是降低无线网络性能的重要因素之一。该文首先介绍了CellularIP的三种切换方案,尤其详细介绍了半软切换。然后给出了一种基于CellularIP半软切换机制的改进方案。该方案通过基站缓冲、前向发送机制和重复包消除机制等措施,极大地减少丢包和重复的包。     

一种基于缓冲的分层次移动IP模型——BHMIP

现有的移动IP方案在网络切换时存在着切换时延过大和丢包率过大两个问题,已提出的快速切换方案(fast handover)和分层次的IP方案(HMIP)针对切换时延和注册信令开销过大进行了一定的改进.BHMIP方案在HMIP和快速切换的基础上结合缓冲机制对切换过程中丢包率过大的问题进行了改进,并通过模拟仿真进行了验证.最后指出了进一步的研究方向.     

Energy-efficient forwarding in wireless sensor networks

For maximizing the energy efficiency in a wireless network, we propose two forwarding schemes termed single-link and multi-link energy-efficient forwarding that tradeoff delivery ratios against energy costs. Multi-link forwarding improves the network performance substantially by addressing multiple receivers at once during the packet forwarding process. If the first forwarding node does not receive a packet correctly, other nodes may act as backup nodes and perform the forwarding instead. By means of mathematical analyses, we derive how the energy efficiency of a forwarding path can be computed and how a forwarding tree is established. Routing cycles are explicitly taken into account and prevented by means of sequence numbers. Simulations and real-world experiments provide a comparison to other reference strategies, showing a superior performance of our forwarding scheme in terms of energy efficiency.     

一种支持高速IPv6转发的路由器体系结构FIS

本文提出了一种在交换网络中执行转发操作的路由器体系结构,采用多个低速且具有独立转发和交换功能的转发交换结点FSN,组成多级流水线结构,以流水的方式执行报文转发和交换。本文对FIS中实现IPv6转发的关键技术—IPv6转发表的分解、转发表到FSN结点的映射、IPv6转发引擎的设计及报文调度算法进行了深入的研究,并基于FIS体系结构提出了易于硬件实现的IPv6查找机制和基于Hash老化的报文调度算法,为下一步FIS原型系统的实现提供了切实可行的方案。     

NEMO网络在PMIPv6中的实现及快速切换方案

针对网络移动性（NEMO）基本支持方案（NBS）中NEMO网络切换时延过长的问题,提出一种NEMO网络在代理移动IPv6（PMIPv6）中的实现方案,并针对其切换流程进行了进一步优化。新方案通过缩减经无线链路传输的切换信令条数以及提前建立数据转发隧道,实现了移动网络的快速切换。分析结果显示,新方案的标准切换流程和快速切换流程比NBS方案的切换流程分别减少了56.55%和58.63%的切换时延。     

机会网络中基于节点社会属性的转发算法

针对机会网络中的数据转发问题,提出一种基于节点社会属性的转发算法。该算法计算节点的陌生性、介数中心性和相似性,均衡利用多个节点的资源防止某些节点因资源消耗过快而退出网络,降低网络的连通性。仿真结果表明,与Epidemic、PROPHET及SW等算法相比,在保证较低传输延迟和较高传输成功率的基础上,通过减少节点间的转发次数,有效地降低了网络传输开销,从而提高数据交付率和减少延迟。