MPTCP与CMT-SCTP多路径传输协议性能分析

利用终端的多宿主特性实现多路径传输是因特网协议的一个热点研究问题,MPTCP和CMT-SCTP是目前比较成熟而关键的两个多路径传输协议,但在大规模应用前还需要作大量的性能测试分析研究。在本地测试床环境中,对MPTCP和CMT-SCTP多路径传输实际吞吐量的性能进行对比测试与分析。结果表明MPTCP和CMT-SCTP都能获得吞吐量的提高,但传输调度算法仍然不完善,需要进一步改进。     

无线网络中MPTCP拥塞控制算法性能评估

目前针对多路径传输控制协议(MPTCP)算法的评估多基于仿真环境,无法有效验证其在实际环境中的性能。为此,根据MPTCP的约束原则建立基于真实环境的实验平台,实现机会相关增长算法(OLIA)、平衡连接适应算法(Balia)、多路径TCP Veno算法(MPVeno)和加权Vegas算法(w Vegas),并设计多种实验场景验证这4种拥塞控制算法在吞吐量、负载均衡和公平性方面的性能。实验结果表明,MPVeno的吞吐量性能最优,在子流链路拥塞状况不同时能更有效地利用网络资源,而Balia和wVegas则比MPVeno和OLIA表现出更好的公平性。     

基于权重的MPTCP数据调度算法设计

并行多路传输技术通过聚合多条链路的带宽资源可以提高传输吞吐量,越来越受到学术界和工业界的关注。多路径TCP(MPTCP)是其中最具代表性的研究成果之一,因其是在TCP的基础上拓展而来,保持了对TCP的兼容性,能够比较容易地部署到现有网络中。然而,MPTCP默认的数据调度机制在异构网络环境下导致传输性能下降。针对此问题,本文提出一种基于权重的数据调度算法,充分考虑子流之间的差异性。仿真结果显示所提算法优于传统的数据调度算法,能够较好的适应网络环境变化。     

基于实验床(Testbed)的DSR协议的性能评价

DSR犤1,2犦协议是一种用于无线Adhoc网络的路由协议。笔者在Linux操作系统下实现了DSR路由协议,并以此为基础,搭建了一个无线Adhoc网络的实验床(Testbed)。在实验床的真实场景中,笔者从路由性能、协议开销和TCP业务的传输性能三个角度对DSR协议进行了一系列实验和性能评价工作。论文对该实验床的搭建和所得到的性能测试的结果进行了介绍。实验中,发现在无线多跳Adhoc网络的环境下,TCP业务的性能很差,此外也给出了对这种现象的解释。     

基于SCTP多路径传输的P2P系统设计与实现

流控制传输协议（SCTP）是一种面向连接、提供可靠数据传输服务的传输层协议,其多宿特性非常适合对传输性能要求较高的各类网络服务。文中在详细介绍SCTP传输协议的基础上,充分利用其多宿特性,结合P2P分布式网络数据分发的高效性优势,设计了基于SCTP的P2P分布式系统的模型和体系架构,并实现了新型的P2P数据传输系统。通过在实际网络环境中搭建系统进行测试,验证了两者结合的可行性。所得结论为在多路径环境下利用SCTP增强系统传输性能提供了参考。     

SCTP并行多路径传输在车载网络中的应用研究

讨论了SCTP的基本属性,与TCP和UDP相比SCTP并行多路径传输机制更适合应用于车载网络环境.为提高SCTP并行多路径传输机制在车载网络环境中的传输性能,对SCTP并行多路径传输机制运用于车载网络环境中存在的不足之处进行了分析,针对由无线信号错误导致的拥塞问题和接收端缓存问题提出了适应性的改进算法,包括改进的拥塞控制算法和超时重传算法.在NS2仿真平台下进行了仿真实验,仿真结果表明,改进后的SCTP-CMT协议在吞吐量上较改进前有明显提升.     

移动自组网多路径QoS路由协议

多路径路由能有效地增加网络的吞吐量以及平衡网络负载,结合移动自组网特点,提出了一种适合移动自组网的多路径QoS路由协议,该协议使用“软状态”方式进行资源预留,并在路由维护过程中使用了局部重构技术,有效地降低了协议的路由开销。模拟结果进一步表明,在动态的网络环境下,该多路径QoS协议能够有效地实现网络负载均衡,提高网络资源利用率,为移动自组网提供可靠而高效的传输性能。     

无线网状网中自适应网络编码的MPTCP研究与设计

网络编码可以提高无线网状网的吞吐量,但是它在无线网状网中的实际应用是一个挑战性的问题。网络编码必须和TCP很好相容才能得到广泛应用。根据无线网状网的特点,研究和设计了一种自适应网络编码的多路径TCP。在提出的方案中,网络编码被加入到现有的网络系统,源节点根据目的节点编码数据块的自由度,调整发送编码的数据块,以降低多路径传输的数据报文的失序,提高网络的吞吐量,保证各个数据流之间的公平性。仿真结果表明设计的MPTCP有效。     

基于5G的多路径数据传输系统设计

针对目前电信运营商5G基站分布不均匀及5G SA模式基站覆盖效果有限的问题,提出通过多路径数据传输协议(MultiPath TCP, MPTCP)与5G技术相结合的方案,聚合不同运营商的5G通信链路,提高5G在应用场景中的传输带宽、连接鲁棒性及网络服务质量。针对该方案,设计基于5G的多路径数据传输系统;该系统以I.MX6ULL作为主控制器,通过两个5G模组完成数据传输,采用局域网与外部终端完成数据交互,USB串口作为控制终台。测试结果表明：系统使用MPTCP协议通过两条5G通信链路进行数据传输的传输速率比单条链路的传输速率提高了一倍左右,并且系统稳定性也明显提高,能够达到既定目标的链路聚合效果,具有较高的实用价值。     

流媒体在Ad Hoc网络中的多路径传输

提出了Ad Hoc 网络上多路径传输流媒体的框架,在Ad Hoc 网络中多路径同时传输流媒体以提高吞吐量并减小传输延迟。在发送端,采用部分解压缩算法对图像进行自适应分割,并通过多径源路由(MSR)协议根据负载均衡算法选择多条路由传输被拆分的数据;在接收端对数据进行缓存、图像重建恢复、JPEG解压缩及实时显示。实验表明,流媒体多路径传输实现了较好的图像传输质量和实时性。     

抑制CMT中乱序程度的路径优化方案

为减轻并行多路径传输(CMT)中接收端的乱序程度,文中提出了一种新的路径优化方案。该方案以MPTCP协议为基础,在三维笛卡尔坐标系下建立基于路径往返时延、丢包率和带宽的路径评价模型,将二分法与改进的基于密度的聚类分析方法相融合,根据所需路径数在坐标系下选择出一组带宽大、丢包率小且时延差也小的路径作为活跃路径。仿真结果显示,本方案与基于权重的路径选择方案相比降低了接收端的乱序长度与重传数据包个数,从而可以提高吞吐量与数据包传输速率。     

互联网端到端多路径传输跨层优化研究综述

近年来,随着虚拟现实、物联网、云计算等新兴技术的发展,用户对网络带宽的需求迅猛增加,使用单一接入技术已经难以满足用户对网络带宽的需求.为了解决用户日益增长的带宽需求和有限的频率资源之间的矛盾,互联网端到端多路径传输技术应运而生.互联网端到端多路径传输协议,如MPTCP （multipath TCP）,目前主要工作于传输层,能够利用终端已经具备的多块网卡（如WiFi网卡和4G网卡）同时进行数据的端到端并发传输,从而提高总的传输带宽和对网络动态性的适应能力.由于每条子流可以通过TCP协议及其优化算法实现端到端的可靠有序传输,因此端到端多路径传输的研究重点在于多条子流之间的智能协同,主要体现在子流选择、数据分配和调度、联合拥塞控制等方面.然而,底层链路的动态变化使得传输层所估计的链路参数无法及时地反映当前链路的状态,异构物理网络接口具有不同的资源分配特点,不同子流在网络层存在部分传输路径重合问题,上层应用的数据包在截止时间、重要性、失真率等方面存在差异,这些都将给端到端多路径传输中子流之间的智能协同带来影响.因此,仅仅依靠传统的传输层信息无法有效发挥多路径传输的优势,需要在传输层对其他层次的相关参数进行有效利用.为此,近年来有关研究着手利用物理层、链路层、网络层以及应用层的相关信息,通过跨层联合优化来有效地提升多路径传输的优势.比较了近年来利用跨层信息进行多路径传输优化的研究,分析了各层的功能特点及其与多路径传输的关系,并在最后对未来的研究趋势进行了展望.     

基于MPTCP的前向预测数据调度方法

现有MPTCP的数据调度方案无法满足多路径的动态变化,出现链路传输性能降低的问题.通过对每条路径上的ACK数、往返时延进行预测,提出一种前向预测速度调度方法.利用NS-3对该算法仿真,表明该算法能提高吞吐量,更加合理,并使负载更加均衡.     

一种混和路径选择准则下的多径路由协议

在Ad Hoc无线网络环境下,提出了一种基于DSDV的多径路由协议HC-MRP。HC-MRP路由协议利用跨层的思想,提出了一种基于最短路径准则和最佳信道状态准则的混和路径选择准则,并通过建立一个邻居节点表结构,实现了多径扩展,多径的传输模式采用多径独立传输模式。仿真表明,HC-MRP协议以少量的递交率性能为代价,提高了整个网络的吞吐量。     

互联网端到端多径可靠传输协议研究

随着有线网络中多路径路由的部署和异构无线网络的发展,通信对等双方存在多条IP路径的场景越来越普遍.由于传统的单径传输协议无法充分发挥多路径带来的好处,如何设计有效的端到端多径可靠传输协议来提高端到端性能并保证网络资源分配的公平性成为研究的热点.多条路径的差异性给多径传输协议的设计带来诸多的问题:分组乱序造成接收缓存阻塞,不合理的多径分组调度造成吞吐率的抑制,缺乏多径协同造成带宽未充分利用和多径异构性造成网络资源分配不公平.就如何应对这些问题对现有协议多路径协议进行综述,并指出协议发展的趋势以及开放的研究问题.     

域间多路径路由协议

边界网关协议(border gateway protocol,简称BGP)是当前互联网的核心协议,但是由于BGP是一种单路径路由协议,所以仍存在可靠性差、无法有效使用次优路径以及负载均衡支持较弱等问题.域间多路径路由可以通过发挥底层网络的AS级路径多样性,提高域间路由的可靠性、报文分组转发的总体性能和整个网络资源的利用率.因此,域间多路径路由是解决上述BGP问题的一种有效手段,符合互联网应用不断深入、促进路由技术发展的需求.主要综述域间多路径协议,并将其分为3类:单径通告多路转发协议、多径通告多路转发协议和新型域间多路径路由体系结构提出路径多样性、控制平面和数据平面开销、无环路特性等8项主要路由系统性能指标,并比较、分析了域间多路径路由协议.最后,指出域间多路径路由协议面临的主要挑战和未来的研究方向.     

分组无线网缠绕多路径数据路由协议仿真

在分组无线网的路由协议中,传统路由协议在恶意节点数目较多时网络吞吐量较低,因此提出一种分组无线网缠绕多路径数据路由协议,利用获取的源节点数量信息与位置信息进行路由发现;根据路由发现结果建立从汇聚节点至源节点之间的路径,从而建立缠绕多径路由;对缠绕多径路由进行建簇与重构;进行支路径数优化,从而实现分组无线网缠绕多路径数据路由协议的构建。为了验证上述路由协议的网络吞吐量,将路由协议与基于链路状态的主动式多路径路由协议、基于动态源的按需式多路径路由协议、基于距离矢量的混合式多路径路由协议进行对比,上述四种路由协议在恶意节点数目为30时的网络吞吐量分别为69.5%、33.5%、23.6%、4.2%,通过比较可知,新提出的路由协议的网络吞吐量最高,证明了新路由协议的性能。     

Energy-efficient multipath routing in wireless sensor network considering wireless interference

Due to the energy and resource constraints of a wireless sensor node in a wireless sensor network (WSN), design of energy-efficient multipath routing protocols is a crucial concern for WSN applications. To provide high-quality monitoring information, many WSN applications require high-rate data transmission. Multipath routing protocols are often used to increase the network transmission rate and throughput. Although large-scale WSN can be supported by high bandwidth backbone network, the WSN remains the bottleneck due to resource constraints of wireless sensors and the effects of wireless interference. In this paper, we propose a multipath energy-efficient routing protocol for WSN that considers wireless interference. In the proposed routing protocol, nodes in the interference zone of the discovered path are marked and not allowed to take part in the subsequent routing process. In this way, the quality of wireless communication is improved because the effects of wireless interference can be reduced as much as possible. The network load is distributed on multiple paths instead of concentrating on only one path, and node energy cost is more balanced for the entire wireless network. The routing protocol is simulated in NS2 software. Simulation result shows that the proposed routing protocol achieves lower energy cost and longer network lifetime than that in the literature.     

IPv6+MPTCP技术对上层应用支撑的验证

通过对TCP/IPv4地址结构和Socket API的研究,重构了MPTCP/IPv6的地址结构及Socket API软件,扩展了SRS开源流媒体服务器对IPv6的支持。以此为基础,编译了MPTCP内核及扩展的SRS、配置了相应的路由表,最终实现了基于IPv6+MPTCP的视频直播平台实例,有效验证了二者结合的有效性及可用性。结果表明：（1）MPTCP多路径并发传输技术具有良好的负载均衡能力;（2）MPTCP多路径冗余机制可实现无缝切换,提升网络的鲁棒性;（3）IPv6+MPTCP+RTMP三个协议具有良好的兼容性;（4）该直播平台为开发基于IPv6+MPTCP技术的下一代互联网万物相联应用提供了一个范例。