KIR:一种TCP拥塞避免阶段的公平性算法及在GEO卫星环境下的仿真

传统的TCP拥塞避免机制对长时延链接存在歧视,随着竞争流的增加,TCP共享瓶颈带宽的公平性和有效性降低.在研究CR,IBK,CANIT等现有算法的基础上,提出了一个新的均衡公平性算法KIR （K and additive increase ratio）来纠正对长时延链接的歧视,新算法的思想是在拥塞避免阶段分别对长时延链接与短时延链接的窗口增加方案做了平滑修改,同时经过数学推导,给出一个能够取得较好公平性和带宽利用率的K的表达式.通过一系列仿真实验比较了不同公平性机制的性能,分析了它们之间的不同特性,结果显示KIR算法不仅能够提高TCP公平性,而且取得了比较理想的链路吞吐率.针对地球同步轨道GEO卫星环境,在NewReno,Sack,Tcpw三种TCP拥塞控制机制中对KIR算法的有效性进行了仿真验证.     

基于RTT的TCP拥塞控制慢启动改进算法

分析目前TCP拥塞控制的慢启动策略及其存在的短连接带宽浪费、过度丢包等实际问题,提出一种基于RTT（Round Rrip Time,往返时延）反馈的TCP慢启动改进算法SS IM(Slow Start Improved)。改进算法在慢启动过程前期为快速利用当前有效网络带宽,拥塞窗口保持较高速度增长,后期为避免加重网络拥塞,根据当前网络状况动态地缓慢调整拥塞窗口增长因子,使cwnd（congestion window,拥塞窗口）平滑过渡到ssthresh（slow start threshold,慢启动阈值）。性能分析和NS2仿真实验结果表明,改进算法能有效地减少分组丢包数,提高网络吞吐量,降低路由排队时延,平缓数据突发量冲击,降低网络拥塞发生的可能性,利于网络性能的提高。     

基于RTT的自适应拥塞控制研究

从实验和理论两方面对Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上ＵＤＰ业务的来回时间进行深入研究,在此基础上针对实时视频通信,提出一种ＲＴＴ驱动的拥塞控制算法,和基于丢包率的拥塞控制机制相比,此算法在控制的实时性、网络状态的振荡抑制等方面均有明显的改善,更适合于实时业务的通信应用,另外,文中就如何选取控制算法中４个参数的优化值给出了分析和讨论。     

高速网络中TCP拥塞控制算法的研究

针对TCP在高速网络中的缺陷,提出了改进的BIC TCP拥塞控制算法。优化算法通过监控链路缓存的变化,调整探索可用带宽过程中的拥塞窗口增加值,当拥塞发生时将慢启动门限和拥塞窗口设为估计带宽和最小RTT乘积,达到降低网络拥塞频率和避免因高速数据流导致缓存区溢出的目的。实验结果表明优化算法的性能在高速网络中得到很大的提高。     

一种改进的TCP拥塞控制算法的公平性研究

针对提高网络资源利用率,对TCP Reno拥塞控制算法进行改进,为实施拥塞优化控制,提出一种改进的拥塞控制算法。为判断该算法对所有数据流是否公平,在对其正确性和公平性进行理论分析后,构建NS2仿真模型并进行仿真,由于仿真结果数据量大,常规方法分析较为困难,故将仿真结果转换为数据库文件进行分析,该方法可操作性强,具有速度快,精度高,自主性强等优势;通过丢弃分组数的方差比较TCP Reno算法和改进算法在丢弃分组上的差异,通过延迟和延迟抖动标准差比较延迟和延迟抖动在不同数据流中的差异,上述参数更能从全局上反映多个比较项之间的整体差异。通过理论分析和仿真结果对比,该改进算法对于各数据流是公平的,且与TCP算法的公平性相当。     

GEO卫星网中基于拥塞状态区分的TCP Vegas改进算法

针对TCPVegas在GEO卫星网络中应用时难以准确估计BaseRTT而带来的不足,结合TCP Vegas-A和TCP New Veno算法的优势,提出了一种改进算法TCP Vegas-A＋。改进算法在TCP Vegas-A算法的基础上,引入基于相对队列时延的拥塞状态判断方法,对网络状态进一步细分,以准确判断网络拥塞状态,合理调整拥塞窗口。仿真结果表明,改进算法具有较好的吞吐量性能,并提高了与Reno竞争带宽的能力,能较好地适用于GEO卫星链路。     

基于TCP Westwood的一种TCP增强算法

TCP W estwood在慢启动和线性递增部分依然采用传统Reno的盲目递增的机制,导致发送端较为频繁的重传。在TCP W estwood和TCP Vegas的基础上提出一种TCP增强算法,可以明显减少分组重传,提高有效吞吐量,更有效地利用瓶颈带宽。并通过网络仿真工具NS2验证了其在吞吐量、丢失率等方面的增强性能。     

一种卫星网络中RTT公平性增强算法

为解决卫星网络中由于链路长时延、网络拓扑动态变化等造成的TCP连接RTT不公平性问题,给出了一个卫星网络中RTT不公平性增强方案TCP Riff。TCP Riff中引入了参考连接RTT的概念,通过一个基准RTT,使得异构RTT的TCP连接窗口的增长,继而传输速率的增长独立于连接的RTT,从而获得了很好的RTT公平性。NS仿真实验表明TCP Riff明显地减少对长RTT连接的性能差异,并且,在出现拥塞和链路差错情况下,相对于TCP标准版本具有明显的吞吐量优势,以及良好的公平性和友好性。值得提出的是TCP Riff没有破坏TCP协议端到端的语义,并且与其他TCP增强方案是兼容的。     

一种基于比例因子的TCP Vegas慢启动策略

TCP Vegas在慢启动阶段保守的拥塞控制策略和以指数方式增长的拥塞窗口使其容易在拥塞窗口不够大时过早地结束慢启动过程。针对此问题,提出一种基于比例因子的TCP Vegas慢启动策略。该策略延长了慢启动时间,使得TCP Vegas在转入拥塞避免阶段时拥塞窗口相对比较大,提高了占领带宽的能力。实验表明,新策略能明显提高网络吞吐量,利于网络资源的利用。     

P-Start:一种分阶段TCP慢启动机制

针对现有TCP算法慢启动机制窗口指数增长导致一个窗口中出现多个包丢失现象，提出了一种分阶段的TCP慢启动机制－P-Start．该方法利用零界点（ssthresh／2）将慢启动分为两个阶段．窗口小于零界点，呈指数增长；窗口大于零界点，则以负指数方式增长，逐步迭代逼近门限值；使拥塞窗口增加幅度在连接启动时和过渡到拥塞避免阶段比较小，而在零界点附近窗口增加幅度大．从而有效避免了多个包丢失现象的发生，实现连接的平滑接入和过渡到拥塞避免阶段．考虑到慢启动传输效率低，改进算法通过参数配置，加快窗口的增加速度．减少慢启动的持续时间，提高其性能．仿真实验结果表明P-tart有效地提高了TCP协议的稳定性和网络的性能．     

传输控制协议拥塞控制中往返时间公平性分析的新结论

通过平面图形和建模的方法,分析了传输控制协议(TCP)拥塞控制中的网络往返时间(RTT)公平性.对于瓶颈链路,如果采用主动队列管理(AQM),两个竞争的TCP数据流流量比值近似为RTT比的倒数,存在RTT不公平性;如果采用弃尾队列管理,只有在不发生数据包超时的情况下,才出现明显的RTT不公平性,如果出现数据包发送超时,则情况较为复杂,频繁出现RTT大的TCP数据流多占用网络带宽的现象,因此很难得到一般性的结论.最后通过NS2仿真来验证所建模型和分析方法的正确性.     

一种基于HSTCP改进的公平性算法

在高速网络中现有的标准TCP不能充分的利用网络带宽,HSTCP(HighSpeed TCP)作为解决这一问题的可行方法被提出.试验表明HSTCP比标准TCP能够更充分的利用带宽,但存在着严重的RTT不公平性.首先通过仿真试验和数学分析对HSTCP的RTT不公平性进行研究,然后在原有算法的基础上添加一个公平性因子来降低由于RTT不同造成的窗口增长差异.试验表明改进算法有效保证了HSTCP流的带宽公平性、降低了丢包率.     

基于RTT自适应的无线TCP改进算法

针对TCP Reno在无线环境下的性能恶化问题,在研究分析TCP Reno拥塞控制算法问题的基础上,提出一种基于RTT自适应的改进算法.该算法实现了丢包区分的拥塞窗口与慢启动门限调整,减轻了传统TCP由于无法区分拥塞丢包与误码丢包、盲目将拥塞窗口减半带来的性能下降.分析了该算法的可行性,并通过NS仿真对其吞吐量、带宽利用率、公平性等指标进行评估.仿真结果表明,相对TCP Reno,改进算法实现了无线环境下的TCP性能改善,同时具有一定的友好性与公平性.     

一种改进HSTCP公平性的拥塞控制算法

标准传输控制协议在高速、长距离等应用条件下存在网络带宽不能充分利用的问题, 高速传输协议的提出可以解决此问题, 但在数据包往返时延上存在较大不公平性. 在分析传输公平性基础上, 通过离散事件网络模拟器进行公平性模拟验证, 提出一种通过添加公平因子改进高速传输协议公平性的算法, 经仿真验证, 该算法减轻了因RTT不同造成的不公平性.     

LEO卫星网中自适应的TCP方法

针对LEO卫星网中不同连接时延差别大、TCP性能降低、公平性较差等问题,提出基于路径中卫星数调节TCP初始窗口和窗口增大速度以改善较长时延连接性能的方法。推导出新的拥塞控制窗口增长公式,区别对待不同时延的连接,具有自适应能力。仿真结果表明,该方法能有效提高长时延条件下TCP的性能,在不同时延的连接间公平性指数接近于1,适用于多种版本TCP在LEO卫星网中的改进。     

基于测量的TCP拥塞控制的公平性研究

通过分析传统TCP算法的局限性，讨论TCP Vegas、TCPW两种基于源端实时带宽测量拥塞控制算法的原理以及带宽分配的公平性，结合主动队列管理技术，提出一种基于加权缓存区容量分配RED算法．理论分析和仿真实验表明该算法提高了带宽分配的公平性．保持了网络的高吞吐量，并实现服务QoS保证.     

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.