FAST TCP吞吐量的仿真研究

FAST TCP是一种针对当前高性能网络的高速、长延迟等特点的TCP拥塞算法。论文首先对传统的TCP Reno进行介绍,讨论其算法与FAST TCP的不同点。然后重点分析FAST TCP体系结构和算法。利用NS2仿真工具测试了传统TCPReno与FAST TCP在吞吐量方面的性能差异。实验验证了FAST TCP较传统的TCP Reno在吞吐量方面具有很大的性能优势：     

改进FAST TCP模型参数选择方案

针对FAST TCP协议参数选择指导方案存在的缺陷,提出了一种改进FAST TCP模型选择协议参数指导方案。建立了包含窗口更新周期参数和历史窗口值的非线性、时滞FAST TCP网络拥塞控制模型,在平衡点线性化后,采用pade近似式处理其时滞项,应用劳思-郝尔维兹稳定判据获得了确保该模型稳定的相关协议参数和网络参数应满足的条件。根据该稳定性条件,提出了一种根据控制器增益参数、窗口更新周期和网络相关参数选择合适协议参数的指导方案。NS2仿真结果表明,该方案得到更不保守的协议参数设置范围和更广泛的应用范围。     

改进的FAST TCP参数选择方案

针对FAST TCP协议参数选择方案存在的参数选择问题,建立包含窗口更新周期参数和指数滤波环节的FAST TCP网络拥塞控制模型,应用劳思-郝尔维兹稳定判据分析该模型的稳定性,提出一种根据控制器增益参数、窗口更新周期和网络相关参数选择合适协议参数的改进方案以确保FAST TCP系统稳定。理论计算与仿真验证表明,与其他相关方案相比,该改进方案具有更准确的选择范围。     

FAST TCP稳定性研究

拥塞控制机制是一种分布式算法,本文分析和证明了一种在高速度高延时的TCP协议(FAST TCP)的拥塞控制机制的稳定性.在研究中,使用了一种基于时钟自同步分离时间模型.通过试验证明和理论分析,证明了FAST TCP在单瓶颈链路中拥有的反馈延时可以通过调整参数来达到稳定.     

改进的TCP/RED模型的稳定性分析

TCP自同步特性可提高网络稳定性,TCP/RED拥塞控制模型忽略了TCP自同步特性。针对该问题,提出包含TCP自同步特性更接近实际网络的改进TCP/RED拥塞控制模型。应用Nyquist稳定性判据给出当改进模型在复平面上属于某一不包含-1+j0点的下半平面时的稳定性条件,得到比TCP/RED模型更宽松的RED参数设置范围。NS2仿真验证了该稳定性条件的有效性。     

基于延时估计的TCP Vegas算法研究概述

TCP Vegas采用与TCP不同拥塞控制机制,其核心是通过观察已发送TCP分组的RTT变化来判断网络状况,提高了吞吐量。同时理论分析也指出了TCPVegas协议的缺陷,主要包括:带宽公平性、在非对称网中的性能问题、网络层的重选路后可能出现吞吐量劣化的问题、持续拥塞和不兼容问题,其中带宽公平性对TCP Vegas的致命影响,使其没有在互联网上大规模使用。     

FAST TCP公平性改进研究

FAST TCP是一种适用于高带宽长延迟的新型TCP拥塞控制协议,它能充分利用网络带宽,但存在比较严重的RTT不公平性.对FAST TCP的RTT不公平性进行了研究,通过仿真试验和数学分析,在原有算法中添加一个公平因子,从而显著改善其公平性和友好性.     

延迟容忍网络中的拥塞避免优化算法仿真

研究延迟容忍网络中的拥塞避免优化算法.在延迟容忍网络中采用托管传输机制,造成网络资源受限性耗尽,形成网络拥塞.传统的TCP拥塞控制算法在控制端存在快速反馈节点的前提下,采用慢开始、快重传的拥塞控制策略,但是容忍网络中不存在固定的控制端,链路上下带宽不对称,很难建立准确的拥塞回执,因此造成控制效果不佳.为了避免上述缺陷,提出了一种基于网络拥塞状态参数优化的延迟容忍网络中的拥塞避免优化算法.根据TCP协议的数据反馈机制,能够估计延迟容忍网络中的带宽.根据传输数据等待时间差值,能够计算待传输数据长度.利用网络拥塞状态参数优化方法,能够实现延迟容忍网络中的拥塞避免优化.实验结果表明,利用本文算法进行延迟容忍网络拥塞避免优化,能够提高数据传输的效率.     

混合网络中一种基于拥塞概率预测的TCP协议

现有的TCP协议采用丢包事件、拥塞反馈信息或往返时延等信息启动拥塞控制,而这些基于单个数据包信息的方法进行丢包区分的能力较弱,使得有线/无线混合网络中的非拥塞丢包影响了TCP的拥塞控制行为.本文提出了一种新的TCP协议,PceReno(Probability of Congestion or Error),它通过对最近一段数据的拥塞概率预测来决定如何响应当前丢包事件,从而避免盲目的启动拥塞控制.这种先应式拥塞感知和后应式拥塞响应相结合的拥塞控制方法不需要增加额外的开销,完全依赖于原有的拥塞控制.实验结果表明PceReno能够较好地对抗随机错误,有效提高TCP在混合网络中的吞吐量.     

无线应用中TCP拥塞裁决技术的分析与研究

概述了TCP拥塞控制的基本原理,详细分析和研究了无线应用中各TCP拥塞裁决技术,给出了各拥塞裁决技术所对应的拥塞控制机制。根据对网络拥塞的裁决,实现了有的放矢地调用TCP拥塞控制,从而提高了TCP在无线应用中的性能。该文所做的工作为进一步研究无线应用中提高TCP性能提供了良好的参考。     

FAST TCP协议研究及性能分析

FASTTCP是一种面向高速长延迟网络的新型TCP拥塞控制协议,它从根本上改变了传统TCP的拥塞控制机制。论文对FASTTCP进行了详细研究,讨论了其设计动机、体系结构和算法实现,在Linux2.4.22内核中嵌入了FASTTCP协议。在千兆以太网内设计了一系列实验,使用iperf网络测量工具,测试了传统TCP与FASTTCP的性能。实验验证了即使在延迟较小的局域网内FASTTCP较传统RenoTCP也具有一定的性能优势。     

Unreliable transport protocol using congestion control for high-speed networks

Currently there is no control for the real-time traffic of multimedia applications using UDP (User Datagram Protocol) in high-speed networks. Therefore, although a number of high-speed TCP (Transmission Control Protocol) protocols have been developed for gigabit-speed (or faster) links, the real-time traffic could also congest the network and result in unfairness and throughput degradation of TCP traffic. In this paper, a new unreliable transport protocol, FAST DCCP, is presented for the real-time traffic in high-speed networks. FAST DCCP is based on the DCCP protocol and adopts the FAST scheme to realize congestion control. Some modifications have been made to the mechanisms inherited from DCCP so as to let the proposed protocol can efficiently operate under a large size window. In addition, an enhanced protocol, EEFAST DCCP, using the measurements of one-way delay to dynamically adjust the window size is also proposed to improve the throughput of FAST DCCP with the effect of reverse traffic. Simulation results show that FAST DCCP not only can satisfy the requirements of real-time data delivery, but also perform well in bandwidth utilization and fairness in high-speed networks. Meanwhile, EEFAST DCCP is able to effectively conquer the throughput degradation caused by the reverse traffic.     

VFAST TCP拥塞控制算法研究和仿真分析

详细研究了VFAST TCP协议,讨论了其设计动机和算法实现.重点论述了往返时延的估算问题.在NS仿真环境下对VFAST和FAST的拥塞控制算法进行了仿真,并针对仿真结果分析总结了VFAST TCP性能的优越性.     

TCPW协议的跨层优化设计

传统TCP协议直接应用于混合网络会导致网络性能下降,基于带宽估算的TCPW协议是一种端到端的解决方案。针对TCPW协议带宽估算不够准确的问题,利用介质访问控制层的请求发送次数作为拥塞度量,提出TCPW协议的跨层优化设计。仿真结果表明,该优化设计的总吞吐量和公平性相比TCPW协议分别提高了23.8%和2.5%。     

TCP的RTT不公平性问题模型分析与仿真

传输控制协议(TCP)在保证当前网络的稳定运行上起着至关霞要的作用.然而,TCP的和式增加积式减小的拥塞窗口更新策略也存在一定的问题:具有不同往返时延(RTT)的TCP数据流在竞争瓶颈带宽时将引发带宽不公平分配问题.Chiu利用平面图形的方法对两个数据流间的RTr不公平性问题进行了直观的分析,并在网络研究领域内被广泛认可.通过建立TCP拥塞窗口更新策略的简化的模型,从理论上更加深刻地分析了TCP所存在的RTT不公平性问题,得到了更具普遍性的结论.同时,通过在NS2网络仿真平台下的试验验证了该模型的合理性.     

Impact of background traffic on performance of high-speed TCP variant protocols

This paper examines the effect of background traffic on the performance of existing high-speed TCP variant protocols, namely BIC-TCP, CUBIC, FAST, HSTCP, H-TCP and Scalable TCP. We demonstrate that the stability, link utilization, convergence speed and fairness of the protocols are clearly affected by the variability of flow sizes and round-trip times (RTTs), and the amount of background flows competing with high-speed flows in a bottleneck router. Our findings include: (1) the presence of background traffic with variable flow sizes and RTTs improves the fairness of most high-speed protocols, (2) all protocols except FAST and HSTCP show good intra-protocol fairness regardless of the types of background traffic, (3) HSTCP needs a larger amount of background traffic and more variable traffic than the other protocols to achieve convergence, (4) H-TCP trades stability for fairness; that is, while its fairness is good independent of background traffic types, larger variance in the flow sizes and RTTs of background flows causes the protocol to induce a higher degree of global loss synchronization among competing flows, lowering link utilization and stability, (5) FAST suffers unfairness and instability in small buffer or long delay networks regardless of background traffic types, and (6) the fairness of high-speed protocols depends more on the amount of competing background traffic rather than its rate variability. We also find that the presence of high-speed flows does not greatly reduce the bandwidth usage of background Web traffic.     

非线性时变时滞FAST TCP系统低保守全局稳定性

研究了非线性、时变时滞的快速传输控制协议(FAST TCP)系统的全局稳定性. 首先, 利用其时滞变化与源端发送窗口变化成比例关系和其非线性函数是严格单调递减函数这两个特性, 计算每个振荡周期的解轨迹界, 建立计算轨迹界的改进型迭代公式, 得到了比已有结论更低保守的全局稳定性条件. 最后, 通过网络模拟器2(NS-2)仿真实例验证了改进的全局稳定性条件的有效性.     

单链路多源网络中FAST TCP的稳定性

FAST TCP是面向未来高带宽延迟积网络提出的新一代传输控制协议.在不同的网络环境中分析其稳定性是目前研究的热点之一.建立了单链路多源网络中,FAST TCP和路由器组成的闭环系统的非线性、延迟微分方程模型.根据模型得到系统的平衡点,在平衡点附近将非线性模型进行线性化,采用现代控制理论方法证明了系统局部稳定的充分条件,解除了稳定性条件与网络参数之间的耦合.大量的仿真实验验证了稳定性结论的正确性.     

基于仿真的高速长距离网络中TCP协议性能评价

新的传输控制协议不断涌现，迫切需要一个系统的评价体系。提出了一个系统的和可重复的评价方法，定义了一系列性能测度集和仿真用例，基于NS2对最近几年提出的几个具有代表性的高速长距离网络中TCP协议High-Speed TCP、Scalable-TCP、FAST-TCP、BIC-TCP以及H—TCP的性能进行了比较和评价。仿真结果表明，通过一致的应用性能测度和标准仿真用例可以获得有价值的结论。     

UDP数据流对TCP流影响的分析和模拟

通过计算机模拟，说明了无拥塞控制的UDP数据流同TCP流共享带宽时的不公平性，并通过分析TCP的端到端流量控制机制指出了产生不公平的原因。