可用带宽测量的TCP友好性仿真分析

以发送包链为特征的可用带宽测量会产生较大探测流量而影响网络性能.设计了三种具有不同包链长度的测量模式模拟典型的包链发送策略,仿真分析了可用带宽测量的TCP友好性.发现可用带宽测量的TCP友好性并不理想,原因在于探测流会增大TCP流的时延及丢包而触发TCP的拥塞控制机制.仿真中最大降低TCP数据传输量近16%;且太长或过短的包链发送策略对TCP性能有更大影响.在Pathoad这一典型可用带宽测量工具中的分析结果进一步验证了该结论,且得出了Pathload的应用策略.     

用于分层移动IPv6网络拥塞控制的新机制

针对在IPv6无线网络切换过程中, 短暂的链路连接断开会导致反复丢包; 同时在切换过程中, 由于带宽的改变, 在新的接入点就有可能发生丢包或资源浪费以及拥塞。提出一种以TCP协议为基础的路径损耗确认（TCP-PLACK）机制来代替TCP选择确认机制（TCP-SACK）。每当一个TCP接收方在断开或切换后而连接到一个新的接入点时, 上述的TCP-PLACK机制就会发送一个特殊的确认, 其中包含有在新接入点丢包的详细信息和可用带宽。收到这个确认, 发送方会重新发送丢失的包, 并在新接入点根据带宽的可用性调整发送速率。实验结果表明, 该机制有利于改善IPv6网络切换过程中的丢失恢复和速率控制问题。     

无线自组网中TCP按需确认机制

分析无线自组网中关于传输控制协议(TCP)的问题,研究基于按需确认的TCP协议在无线自组网中的改进算法。该算法规定接收方须根据发送方的要求对数据报文进行确认,减少确认(ACK)数量并消除延迟ACK对TCP传输效率的影响,提高了无线自组网中TCP的性能。仿真试验结果证明了该算法的有效性。     

基于最小接入保证带宽的数据中心网络带宽分配机制

针对云计算数据中心（DC）网络中多租户间易相互干扰导致应用性能不可预测,预留带宽资源难以保证高网络利用率,从而导致云网络供应商收益损失等问题,提出了基于最小接入保证带宽的数据中心网络带宽分配（MAGBA）机制。MAGBA机制在发送端通过加权公平队列调度租户虚拟机（VM）流量,在接收端基于检测到的接收速率调节TCP流接收窗口,从而为租户VM提供最小接入保证带宽,同时充分利用闲置带宽资源。通过NS2平台仿真,MAGBA机制相比静态资源预留方式能够灵活分配带宽资源,网络吞吐量提升25%。当某些租户产生大量TCP流时,MAGBA机制中其他租户分得的带宽高于现有基于TCP流的带宽分配机制。仿真结果表明,MAGBA机制能够为租户VM提供最小接入带宽保证,避免租户应用受到其他租户通信模式的干扰。     

一种提高端到端数据传输速率的方法及系统

成果描述：本发明涉及一种提高端到端数据传输速率的方法及系统。该方法的思路为：利用源节点和目的节点之间的多条间接路径和直接路径,在每条路径上创建多个TCP连接,在路径选择过程中,记录所有TCP连接的耗时,关闭连接超时的TCP连接;接收方向所有建立的TCP连接发送探测数据包;中转服务器收到的探测数据包转给发送方;发送方根据探测包到达的先后顺序决定采用哪些TCP连接并沿探测数据包走过的路径向接收方分块传递文件。     

Windows操作系统中TCP接收窗口的发展

TCP连接的吞吐量可以通过发送和接收应用程序、发送和接收TCP的实现以及TCP对等方之间的传输路径来限制.在这里我们讨论TCP接收窗口及其对TCP吞吐量的影响、TCP窗口缩放的使用以及Windows Vista中的"接收窗口自动调节"新功能.     

基于分布式PEP的卫星网络TCP性能增强协议

提出了一个基于分布式性能增强代理的卫星网络专有通信协议：XP协议,用于解决卫星网络环境中因长时延、高误码率和非对称信道带宽等因素所导致的TCP传输性能低下问题．协议的设计考虑到了与地面链路上TCP连接的接口关系和多连接共享同一卫星信道时的带宽分配问题．主要贡献包括两路半握手连接建立机制,速率控制和基于测量的动态带宽分配算法,以及基于发送方主动请求的延迟确认技术等．仿真和真实环境实验表明,分布式性能增强代理和XP协议的使用可显著提高网络中下行卫星链路的吞吐量,多数情况下带宽资源利用率可提高至85％以上,且在多连接共享带宽的情况下能够保持较好的公平性．     

基于缓冲区控制的TCP友好速率控制机制

TFRC因没有考虑流媒体传输过程中发送速率对接收端缓冲区的影响,导致其在保证TCP友好性的前提下盲目的增长发送速率,造成缓冲区溢出、占用过多的带宽等问题.由此在TFRC基础上提出了基于缓冲区控制的TCP友好速率控制机制BC-TFRC.该机制的发送端在传输过程中根据接收端反馈的缓冲区水位状态和自身检测的网络状态调整发送速率.实验结果表明,BC-TFRC能解决TFRC存在的问题,在保证流媒体播放质量的同时又不多占用网络带宽.     

基于收方参与的移动自组网TCP增强的路由协议

移动自组网多跳、动态拓扑的特性,使得路由信息易老化,源节点在路由失败后不能及时启动路由发现,造成TCP有效吞吐率随移动速度增加而下降。在DSR路由协议的基础上,提出一种新的基于接收方参与启动路由发现的新路由协议RP DSR,它通过接收方的ACK确认包启动路由发现,主动为发送方提供最新的路由信息,从而提高了自组网的TCP的性能。仿真结果表明,在节点快速移动环境中,RP DSR协议的TCP性能明显优于DSR协议。     

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。     

Improving TCP performance in heterogeneous mobile environments by exploiting the explicit cooperation between server and mobile host

In recent years, many different kinds of wireless access networks have been deployed and become inseparable parts of the Internet. But TCP, the most widely used transport protocol of the Internet, was designed for stationery hosts. It faces severe challenges when user moves around in these networks and handoff occurs frequently. In this paper, we investigate the potential benefits of bringing explicit cooperation between TCP server and mobile host.For this purpose, TCP HandOff (TCP-HO), a practical end-to-end mechanism, is designed for improving TCP performance in heterogeneous mobile environments. TCP-HO assumes that a mobile host is able to detect the completion of handoff immediately and has a coarse estimation of new wireless link’s bandwidth. When a mobile host detects handoff completion, it will immediately notify the server through two duplicate ACKs, whose TCP option also carries the bandwidth of new wireless link. After receiving this notification, the server begins to transmit immediately and keeps updating ssthresh according to the bandwidth from mobile host and its new RTT samples. This update will end after four RTT samples or after congestion is detected.TCP-HO has been implemented in FreeBSD 5.4. Experimental results indicate that in heterogeneous mobile environments, TCP-HO can improve TCP performance a lot without adversely affecting cross traffic even when mobile host only has a coarse estimation of new wireless link’s bandwidth. Considering that more and more users are accessing the Internet through heterogeneous wireless networks and mobile host could have a coarse estimation of wireless link’s bandwidth, it should be worthwhile to change both server and mobile host for improving TCP performance.     

一种基于带宽估计的无线网拥塞控制机制

针对无线网提出了一种基于带宽估计的拥塞控制机制。该机制利用TCP确认帧携带的数据包到达时间来估算包到达速率，从而得到带宽的估计值。在此基础上用带宽的估计值更新拥塞窗口，避免在发生链路错误时启动拥塞控制机制，由此提高了TCP在无线网上的性能。实验结果表明，算法能减少链路差错对TCP性能带来的影响，提高了TcP在无线网上的吞吐率。     

基于RTT的TCPW拥塞控制算法的改进

无线网络受传输介质的限制,传输过程中会受到较大干扰,产生抖动,这种抖动会产生零星丢失而被拥塞控制机制误认为拥塞发生.TCP Westwood 协议(简称TCPW)就是这样不能区分拥塞丢失和无线抖动丢失,导致拥塞机制过于敏感,降低了带宽利用率.基于此,根据RTT值的估计对TCPW协议进行修改--称之为TCPW BR.该算法以测得的平滑RTT值并依据加权平均思想划分拥塞等级,判断拥塞丢失和无线抖动丢失.仿真结果表明,TCPW BR算法增强了无线网络对拥塞和随机差错的判断处理能力,提高了带宽利用率和吞吐量,并保持良好的公平性与友好性.     

Improving Throughput of Transmission Control Protocol Using Cross Layer Approach

Most of the internet users connect through wireless networks. Major part of internet traffic is carried by Transmission Control Protocol (TCP). It has some design constraints while operated across wireless networks. TCP is the traditional predominant protocol designed for wired networks. To control congestion in the network, TCP used acknowledgment to delivery of packets by the end host. In wired network, packet loss signals congestion in the network. But rather in wireless networks, loss is mainly because of the wireless characteristics such as fading, signal strength etc. When a packet travels across wired and wireless networks, TCP congestion control theory faces problem during handshake between them. This paper focuses on finding this misinterpretation of the losses using cross layer approach. This paper focuses on increasing bandwidth usage by improving TCP throughput in wireless environments using cross layer approach and hence named the proposed system as CRLTCP. TCP misinterprets wireless loss as congestion loss and unnecessarily reduces congestion window size. Using the signal strength and frame error rate, the type of loss is identified and accordingly the response of TCP is modified. The results show that there is a significant improvement in the throughput of proposed TCP upon which bandwidth usage is increased.     

基于种群生态的组播拥塞控制机制

针对现有TCP类组播拥塞控制机制不具有速率平滑性、往返时间(RTT)公平性以及在高速环境中传输效率低的问题,提出一种基于种群生态理论的自适应高速组播拥塞控制机制。该机制在每个接收端实现瓶颈链路带宽和背景流速率的测量,并将这两个测量值用于种群生态模型中以计算期望服务速率,然后使用一种简单的反馈抑制机制选取期望服务速率最小的接收端作为代表,该代表将其期望服务速率反馈给源端控制发送速率。仿真结果表明新机制发送速率平滑,具有RTT公平性,在低速网络和高速网络中都能与单播流公平共享带宽资源。     

一种与IPSec兼容的基于有线/无线混合网络的TCP性能优化机制

传统的TCP协议,假设丢包都是由网络拥塞造成的,这不适用于错误丢包比拥塞丢包更容易发生的无线链路,而且现有的很多改进方案无法用于加密通讯中.在分析现有改进算法的基础上,提出一种适用于有线/无线混合网络IPSec兼容的端到端的优化机制.通过接收端数据包到达时间间隔的变化累积来判断无线链路的状况,用ACK标记ELN通知发送端,避免不必要的拥塞控制而导致性能下降.通过NS2仿真实验表明该机制能有效提高TCP传输性能还与现有的安全机制兼容.     

基于GM(1,1)预测的MANET拥塞控制

提出一种用于无线移动Ad hoc网络的TCP自适应拥塞控制机制(TCP_Acc),在给定数据链路层统计带宽的情况下,使用GM(1,1)模型预测未来的网络状态,并根据预测得到的带宽信息自适应地调节拥塞窗口。仿真实验结果表明,该机制能够有效地改进无线移动Ad hoc网络中实时TCP通信的可靠性和无线实时通信的服务质量,如较低的丢包率以及端到端延迟等。     

网络拥塞控制模型Hopf分岔的PD控制

网络拥塞会导致信息丢失,时延增加,甚至系统崩溃。由于无线接入网络中的时变衰落和分组错误率,使得TCP协议在网络拥塞控制更加复杂。TCP Westwood是专门为高速无线网络设计的,大大提高了网络带宽的利用率,改善了网络性能。TCP Westwood/AQM拥塞控制的连续流体流模型被引用,源端采用TCP Westwood拥塞控制协议,路由器端采用主动队列管理(AQM)机制中的随机早期检测(RED)算法。为了延迟无线接入网络拥塞控制模型中霍普夫(Hopf)分岔现象的发生,采用比例微分(PD)控制器,通过选择通信延迟作为分岔参数,分析无线网络系统中的Hopf分岔行为,并由理论分析得知当分岔参数超过临界值时系统发生Hopf分岔。利用中心流形和规范型理论,推导得出系统发生Hopf分岔的条件和反映Hopf分岔性质,方向和周期的参数,数值仿真验证理论分析的准确性,表明PD控制器的有效性。     

基于接收端应用的TCP流量控制策略的研究

传统的TCP拥塞控制和流量控制机制没有考虑不同的数据流之间的竞争导致性能不能满足用户的期望的问题．根据不同类型的数据流的特性，提出了基于接收端应用的TCP流量控制策略，此策略通过改变接收端窗口的大小和确认信息的延时来满足接收端不同应用对带宽的需求．模拟试验表明了此策略是有效可行的．