基于NewReno拥塞控制机制的TCP分组乱序影响分析

报文乱序是互联网中普遍存在的现象,深入理解互联网报文乱序的行为属性和影响,对于设计高性能网络协议和新型网络设备体系结构、优化网络整体效能具有重要的意义。本文建立了NewReno拥塞控制算法的工作模型,通过实验验证了模型的有效性。基于该模型,分析报文乱序对TCP连接的影响,发现乱序报文对TCP连接吞吐率的影响显著,而且乱序报文的影响与报文丢失率紧密相关:当报文丢失率较低时,报文乱序会导致TCP连接的吞吐率急剧下降;当丢失率较高时,报文乱序的影响比较小。这些结论可为报文乱序友好的网络协议和新型网络设备体系结构的设计提供指导。     

保证TCP友好流公平性的拥塞控制算法

针对非TCP友好流不遵守拥塞控制协议、易抢占TCP友好流带宽的不公平性,提出一种保证TCP友好流公平性的拥塞控制算法,设计保证TCP友好流传输公平性的AQM控制器。分析非TCP友好流的传输特点,估计出其传输流量的最大值。在设计控制器时将非TCP友好流考虑成等价干扰,并在线估计其传输带宽从而限定其最大带宽。设计控制律时利用不确定项的等价干扰方法,以抵消网络不确定性的影响,具有较好的鲁棒性。仿真结果表明,该算法能有效地保证TCP友好流传输带宽的公平性。     

TCP流自相似性与网络性能关系的研究

对TCP流自相似的原因进行了分析研究，讨论了TCP／IP协议与TCP流自相似特性的关系，用ON／0FF模型从理论上解释了TCP拥塞控制机制导致自相似现象的原因．通过基于NS平台的模拟试验，比较了自相似性与丢失率、重传初值的设定及其链路延迟的不同关系，从模拟结果可以看出，TCP流的分形程度和丢失率及超时重传有着直接的关系．     

基于RED的差异型丢包队列管理算法

网络流量中UDP成分的逐渐增加可能导致网络存在拥塞缓解失效的隐患.通过引入TCP流量与非TCP流量的区分丢包互斥机制,使用Lotka-Volterra竞争模型证明在该机制下TCP与非TCP流量在网络中必然存在平衡点,作者提出基于TCP与非TCP差异型丢包的队列管理机制.该机制依据TCP模型推导出的TCP协议流量的丢包概率,利用当前缓存队列中的TCP和非TCP数据包的状态,对不同的传输层协议产生差异型的动态丢包概率以确保AQM的稳定性和传输层协议间的公平性.     

一种改进的TCP传输流量模型

文章研究了TCP传输流量模型，分析了Padhye在丢失率较高的情况下与实际情况有一定差异的原因，并在Padhye模型的基础上，考虑了TCP慢启动的影响，提出了改进的Padhye模型。理论分析和实验结果表明，在网络拥挤的情况下，改进的Padhye模型更接近TCP传输的实际情况。     

区分服务网络中双窗口TCP协议的性能分析与研究

提出一种分析模型，用于计算区分服务网络中双窗口TCP的性能，并清楚揭示了TCP流预订带宽、数据分组的丢失率以及TCP连接的往返时延(RTT)对确保服务性能的影响．仿真实验验证了该数学模型的有效性．同时仿真结果也表明。双窗口TCP机制能在较大程度上解决带宽保证和剩余带宽的公平分配问题，并且性能不受网络环境变化的影响．     

HSTCP的RTT不公平现象及分析

传统的TCP在高速网络中丢失恢复时间长和丢失支持率低,不能充分利用网络带宽,难以实现大数据量传输。HSTCP（HighSpeed TCP）等高速TCP方案通过修改拥塞控制机制具有在高丢失率环境中TCP友好性和在低丢失率的环境中高扩展性等特点,但是通过实验发现存在严重的RTT（Round Trip Time）不公平性问题。对HSTCP中RTT不公平现象用模型进行了分析。     

无线自组网TCP吞吐量上界研究

对进入无线自组网节点的TCP数据流进行漏桶管制,节点为TCP提供基于速率-延迟模型的服务保障,在已有无线自组网链路吞吐量模型的基础上利用网络演算理论推导TCP数据流的吞吐量上界模型。在网格拓扑的无线自组网环境下,TCP数据流的仿真结果都在数值计算的上界范围内,从而表明基于网络演算的无线自组网TCP吞吐量性能上界模型具有较好的性能,同时也表明现有TCP协议在无线环境下还存在较大的改进空间。     

基于网络演算的无线自组网TCP丢包率上界研究

精确的TCP丢包率上界对无线环境下TCP协议的性能改进具有指导意义;对进入无线自组网节点的TCP数据流进行漏桶管制,节点为TCP流提供基于速率-延迟(Rate-Latency)模型的服务保障,在已有无线自组网链路吞吐量模型的基础上利用网络演算理论推导了TCP数据流的丢包率上界模型;在网格拓扑的无线自组网环境下,TCP数据流丢包率的仿真结果都在数值计算的上界范围之内,表明基于网络演算的无线自组网TCP丢包率性能上界模型具有较好的性能.     

基于TCP NewReno的稳态吞吐量分析模型

最近的研究表明,在当前网络未启用SACK选项的TCP流中,有超过一半的数据流采用TCP NewReno的快速恢复算法.而Padhye提出的基于TCP Reno的TCP吞吐量分析模型,不能准确反映TCP NewReno数据流的吞吐量.Padhye模型在建立过程中采用猝发性丢包模型,同时忽略了快速恢复阶段和超时后的慢启动阶段,影响了预测的准确性.基于此,提出了一种基于TCP NewReno 的吞吐量分析模型.在分析过程中,采用了更符合真实网络丢包特征的丢包模型,并且充分考虑了快速恢复阶段和超时后的慢启动阶段对吞吐量的影响.仿真实验表明,该模型可以准确地预测TCP NewReno数据流的吞吐量.     

802.11无线接入TCP连接本地延迟抖动的理论模型*

为了分析802.11接入网类型对延迟抖动的影响,基于对802.11DCF（distributed coordinated function）信道访问机制的分析与马尔可夫模型,提出一个802.11无线接入的TCP连接本地延迟抖动（local jitter,LJITTER）分布模型。实际网络的测试实验数据证明,该模型非常吻合802.11无线接入的TCP LJITTER实际分布。该模型可以用于接入网类型区分、数据包流量分类、TCP协议改进与非法AP检测。     

基于ECN阶跃标记的TFRC改进协议

针对无线网络中TCP友好速率控制(TFRC)协议无法准确判断分组丢弃原因而导致的效率低下问题,提出一种基于显式拥塞反馈的阶跃标记方法,设计新的无线流媒体传输协议。仿真实验表明,新协议能在无线信道下准确区分丢包原因,并提供准确的拥塞通告信息,在保证TCP友好性的同时提高吞吐率。     

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.     

网络化控制系统中的TCP／IP建模研究

TCP／IP协议已经成为了网络化控制系统中事实上的传输标准协议，但TCP／IP协议直接用于网络化控制系统中还存在实时性不足，开销过大等问题，特别是针对网络化控制特殊环境下的TCP建模分析还缺乏研究。本文针对网络化控制中的数据流特点，建立了数据传输的TCP解析模型，分析了一些重要的参数。实验结果表明，该模型较好地反映了实际网络化控制中的TCP传输行为，可以作为分析和改进网络化控制中TCP协议的模型。     

Can high-speed networks survive with DropTail queues management?

It has been observed that TCP connections that go through multiple congested links (MCL) have a smaller transmission rate than the other connections. Such TCP behavior is a result of two components (i) the cumulative packet losses that a flow experiences at each router along its path; (ii) the longer round trip times (RTTs) suffered by such flows due to non-negligible queueing delays at congested routers. This double “bias” against connections with MCLs has been shown to approximate the so-called minimum potential delay fairness principle in the current Internet. Despite the recent proliferation of new congestion control proposals for TCP in high-speed networks, it is still unclear what kind of fairness principle could be achieved with such newly proposed congestion control protocols in high-speed networks with large-delays. Studies already show that some high-speed TCP variants may cause surprisingly severe RTT unfairness in high-speed networks with DropTail routers.This paper studies the problem of unfairness in high-speed networks with some well-known high-speed TCP variants in presence of multiple congested links and highlights the severity of such unfairness when DropTail queue management is adopted.Through a simple synchronized loss model analysis, we show how synchronized losses with DropTail in high-speed networks could lead to severe RTT unfairness and drop probability (DP) unfairness; while random marking AQM schemes, which break the packet loss synchrony mitigate such unfairness dramatically by ensuring that the packet loss probability of a flow is the sum of the loss probabilities on the congested routers it crosses.Extensive simulations are carried out and the results support our findings.     

一种改进的TCP拥塞控制算法及仿真

TCP协议提供面向连接、可靠的服务,但应用于时延敏感的实时网络时,并不能保证实时性。当网络负载过大时,会出现拥塞、传输延迟和丢包等问题。为了降低网络拥塞概率,提出了一种改进的TCP拥塞控制算法TCP-EB。该算法根据确认数据包的速率估计网络可用带宽,调整拥塞窗口的大小,提高带宽利用率。出现拥塞时,对窗口衰减速度进行限制,保证传输的优先级高于其他数据流。最后将TCP-EB与传统拥塞控制算法TCP Reno、TCP Vegas进行比较,结果表明,提高了网络吞吐量和网络传输的平滑性。     

Ad-hoc网络PSD拥塞控制算法

神经元PID算法能较好地控制队列长度,但其神经元增益对被控对象的状态较为敏感,基于试凑和经验的设定往往使控制效果难以保证。基于TCP拥塞窗口加法增大、乘法减小原则和排队机制,推导出拥塞窗口与丢弃概率、队列长度的微分方程,再对方程进行线性化,获得Ad-hoc网络TCP/AQM控制系统模型。基于该模型,将递推计算修正功能引入神经元PID,设计了一种神经元自适应PSD的AQM。该算法可以在线调整神经元增益。NS仿真表明,在无线分组丢失、突发流及链路容量变化的Ad-hoc网络中,PSD队列管理性能优于神经元PID。     

基于pmax和p的RED算法改进及分析

对RED的最大丢弃概率pmax和丢弃概率p进行了优化,NS2仿真实验结果表明,改进后的算法PO_RED,在网络轻载时,能同时提高TCP流和UDP流的性能;在网络重载时,能够抑制UDP流、增强TCP流,使网络资源分配更加公平。     

基于模糊综合评判的网络认知模型

针对传统传输控制协议(TCP)应用于异构网络的局限性,提出了一种基于模糊综合评判的网络认知模型。该模型通过建立隶属度函数和不同网络环境下的动态权重分布,运用模糊综合评判的方法来区分无线误码丢包和网络拥塞丢包。仿真实验证明：与传统TCP协议相比,该模型在不同的网络条件下,能够较准确地区分无线误码丢包和网络拥塞丢包,提高了TCP的吞吐量,改善了网络性能。