基于非线性窗口增长的TCP Westwood改进算法

TCP Westwood(TCPW)算法在拥塞避免阶段拥塞窗口采用线性增长方式,不利于快速获得高吞吐量和维持高吞吐量。该算法在慢启动阶段仍然采用指数增长模式,从而导致大量突发数据的产生,造成拥塞。针对以上不足,提出了改进算法——NLTCP Westwood(NLTCPW)。该算法在慢启动阶段发送窗口较TCPW算法能更快地到达10个包左右,之后窗口增长速度较TCPW算法则有所减慢;而在拥塞避免阶段采用基于当前拥塞窗口大小的先快后慢的非线性增长方式。数学模型分析和仿真结果表明,NLTCPW算法在高速网环境下的性能较TCPW更好,具有较好的吞吐量、稳定性、友好性和较低的丢包率。     

TCP拥塞控制算法

针对广泛应用的TCP Reno慢启动算法与拥塞避免算法的问题,在研究分析TCP Reno拥塞控制算法的基础上,提出一种新的拥塞控制算法——在慢启动阶段采用线性增长算法,而在拥塞避免阶段采用基于拥塞窗口的对数增长算法,从而一定程度上解决了TCPReno慢启动不公平问题与拥塞避免阶段拥塞窗口增长过于激进的问题。通过NS仿真实验说明了新算法的可行性,并对其吞吐量、公平性、友好性进行评估,仿真结果表明了该改进的TCP拥塞控制算法的有效性。     

拥塞窗口自适应的TCP拥塞避免算法

针对TCP Reno拥塞避免阶段拥塞窗口增长不够平滑的缺陷,在研究分析TCP Reno拥塞控制算法的基础上,提出一种基于拥塞窗口自适应调整增长因子的拥塞避免新算法——在拥塞避免阶段采用压缩特性的对数增长因子函数。在网络情况良好阶段,该因子增长速率大,以充分利用网络资源;而在逼近网络拥塞阶段,该因子以较小的速率增长,以避免过激的拥塞丢包。数学分析说明了新算法的可行性,并通过NS仿真对其吞吐量、公平性、友好性进行评估。仿真结果表明该改进的TCP拥塞避免算法的有效性。     

一种基于历史连接的网络拥塞控制算法及其性能分析

TCP拥塞控制机制在Internet中的执行有效地避免了拥塞崩溃现象的发生，但是慢启动算法作为TCP拥塞控制的重要阶段，在Internet的主流应用(如WWW)中常表现出较差的性能．为此，提出一种结合使用历史连接参数和令牌技术的改进算法，该算法在建立新连接时通过查找缓存的历史记录初始化拥塞参数，使用令牌技术将数据包在第1个RTT时间内均匀发送，并在传输过程的适当时刻将连接的拥塞参数保存在缓存中．仿真实验表明，与传统TCP算法及大初始窗口相比较，该算法能够显著减少数据(特别是短连接)的平均传输时间，并能够与TCP流友好共存．     

基于GEO卫星链路丢包区分的TCP Westwood改进算法

在分析TCP Westwood (TCPW)算法优缺点的基础上,针对其应用于同步轨道(GEO)卫星链路时存在的不足,结合Vegas、Veno及LogWestwood+等改进算法的优势,基于预测的下一时刻的网络带宽,把窗口调整与带宽利用情况相结合,提出了一种新的适合于GEO卫星链路的基于丢包区分的TCP Westwood改进算法。改进算法将每个阶段的窗口调整与带宽估计、网络状态紧密联系起来,结合网络状态和带宽估计判断拥塞窗口的合理性,动态地调整拥塞窗口,使拥塞即将发生时,窗口能及时下降到适宜的水平,尽量避免由于拥塞而导致的分组丢失。仿真结果表明,改进算法提高了TCP westwood在GEO卫星链路中应用时的性能,具有较好的吞吐量、公平性、友好性和较低的丢包率。     

TCP Vegas-b:TCP Vegas改进算法

针对TCP Vegas存在的过早结束慢启动进入拥塞避免阶段,导致带宽利用率下降;与TCP Reno共享一条链路时不能公平的竞争到带宽等不足,提出了改进算法TCP Vegas-b。该算法改进了慢启动阶段的窗口增加方式并且在拥塞避免阶段中动态调整、的值。实验结果表明,改进后算法有效的解决了慢启动过早结束的缺陷,提高了吞吐量,并且实现了Vegas和Reno在共存环境下两者良好的兼容性。     

基于认知无线电网络的TCP协议的改进方案

首先搭建认知无线电网络环境,在该网络下分析TCP Reno、TCP Newreno、TCP Sack1、TCP Vegas、TCPWestwood协议的性能包括拥塞窗口、平均吞吐量、丢包率。针对传统TCP拥塞控制在认知无线网络中存在的问题,提出一种跨层优化TCP Westwood的改进算法,称为TCP-CR。该算法区分网络拥塞导致的超时和切换所导致的超时,同时针对不同轻度拥塞进行不同的恢复策略。ns-2仿真结果表明,TCP-CR可以减少TCP的平均慢启动次数,吞吐量比传统的TCP Westwood显著提高。增强了对认知无线网络环境的适应性,从而提高了网络的性能。     

异构网络中基于MPTCP的协作拥塞控制方案

提出了一种基于MPTCP的协作拥塞控制方案。在拥塞避免阶段,该方案首次以马尔科夫链模型为基础,对异构网络中各条路径上未被确认的数据包个数进行预测,进而计算出各条路径所能承载的最大数据量。若网络拥塞窗口值大于各条路径所能承载的最大数据量中最小值的2倍,则启动协作拥塞控制机制。在协作拥塞控制机制下,根据AIMD算法的加性增加准则调整拥塞窗口,若网络拥塞窗口值大于各条路径所能承载数据量之和,则结束协作拥塞控制机制,执行传统的TCP慢启动算法。为了提高慢启动阶段的带宽利用率,对TCPW(TCP Westwood)带宽估计算法进行改进,使路径可用带宽的估计更准确,从而提高慢启动阈值设置的合理性。仿真结果表明,在保证异构网络负载均衡及单条TCP流公平性的前提下,该方案能够增加成功传输数据包的数量。     

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.     

一种高性能的TCP Vegas改进算法

TCP Vegas由于慢启动过早结束,拥塞避免阶段调整周期过长等原因,在与TCP Reno共存的网络环境中无法公平共享可用带宽。针对这些造成Vegas在竞争环境中过于保守的问题,本文提出一种高性能TCP Revised Vegas算法,该拥塞窗口控制算法采用平滑处理和增量因子的思想,增加Vegas的侵略性。通过数值分析和模拟实验,证明新算法在单一部署环境或者混合共存环境下,性能都得到提高,且公平性得到改善。     

加密环境中的无线TCP性能优化

TCP是一种广泛使用的可靠传输协议,它的设计基于拥塞是引起丢包主要原因的假设。但在无线网络中,丢包通常是传输差错的缘故,这导致了TCP传输性能的急剧下降。现有不少无线TCP传输性能优化方法要求中间节点能够获得TCP连接信息,因此不适用于数据流被加密的情况。文中提出的丢包识别机制可应用于加密环境,它通过TCP发送端判断丢包原因并采取相应措施来提高传输速率,仿真结果证明该方法是有效的、鲁棒的,在局域网和广域网环境中都能明显提高TCP端到端传输性能。     

基于MIPv6的TCP性能增强方法

TCP协议假定链路上的数据丢失率极小，所以当数据传输中出现丢包情况时，它认为是由于网络拥塞而导致的，并且相应地采取拥塞避免机制。然而在无线网络中，由于信道比特差错率高，移动主机切换等原因，经常会导致数据的丢失。如果把这种情况下的数据报丢失错误归因于网络拥塞而采取拥塞控制机制，则不必要地降低了吞吐量，导致自身性能下降。文章首先介绍了针对无线移动网络所常用的TCP性能增强方法，然后提出了一种基于MIPv6的移动主机切换情况下TCP性能增强的方法并进行了分析。     

无线网络TCP研究综述

如果把标准TCP直接应用于3种无线网络模型(蜂窝网络、Ad hoc网络和卫星网络)，由于其不能够区分丢包的原因，可能会错误地启动拥塞控制，导致性能下降,分析了3种无线网络模型中影响TCP性能的因素，指出为减轻这些因素造成的负面影响所必须增加的一些额外技术，总结了提高无线网络TCP性能的一些方法并对这些方法进行了比较和分类，指明了无线网络TCP的研究方向。     

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。     

Improving TCP fairness and performance with bulk transmission control over lossy wireless channel

The traditional windows-based TCP congestion control mechanism produces throughput bias against flows with longer packet roundtrip times; the flow with a short packet roundtrip time preoccupies the shared network bandwidth to a greater extent than others. Moreover, the blind window reduction that occurs whenever packets are lost decreases the network utilization severely, especially in networks with high packet losses. This paper proposes a sender-based TCP congestion control, called TCP-BT. The scheme estimates the network bandwidth depending on the transmission behavior of applications, and adjusts the congestion window by considering both the estimated network bandwidth and the packet roundtrip time to improve fairness as well as transmission performance. The scheme has been implemented in the Linux platform and compared with various TCP variants in real environments. The experimental results show that the proposed scheme improves transmission performance, especially in networks with congestion and/or high packet loss rates. Experiments in real commercial wireless networks have also been conducted to support the practical use of the proposed mechanism.     

一种适用于无线网络的流媒体传输机制

为保证无线网络中多媒体数据的传输质量,提出了一种适用于无线网络的流媒体传输机制（WMTCC）。该机制通过发送探测报文区分网络拥塞丢包和链路误码随机丢包,准确判断网络的拥塞状况,实施发送速率调节,保证了流媒体服务质量(QoS)。由于准确区分出无线链路误码丢包,该机制在链路误码率较高时能维持较高的网络吞吐量。仿真实验结果显示在高误码率无线网络中,该机制可以获得更高的吞吐量和更大的拥塞窗口,并且发送速率的变化更加平滑。     

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。     

基于DupAck的Ad Hoc网络TCP性能改进

为改进传输控制协议(TCP)在无线网络环境下的性能,分析Ad Hoc网络数据丢失的原因,提出一种区分无线丢包和拥塞丢包的算法。该算法通过在发送端检测返回的重复Ack的相对单向传输时延,探测到网络真实的拥塞状况,以便采取合理的拥塞控制措施。仿真结果表明,该算法能够正确区分无线丢包和拥塞丢包,改善Ad Hoc网络的TCP性能。     

Achieving high throughput and TCP Reno fairness in delay-based TCP over large networks

The transport control protocol (TCP) has been widely used in wired and wireless Internet applications such as FTP, email and http. Numerous congestion avoidance algorithms have been proposed to improve the performance of TCP in various scenarios, especially for high speed and wireless networks. Although different algorithms may achieve different performance improvements under different network conditions, designing a congestion algorithm that can perform well across a wide spectrum of network conditions remains a great challenge. Delay-based TCP has a potential to overcome above challenges. However, the unfairness problem of delay-based TCP with TCP Reno blocks widely the deployment of delay-based TCP over wide area networks. In this paper, we proposed a novel delay-based congestion control algorithm, named FAST-FIT, which could perform gracefully in both ultra high speed networks and wide area networks, as well as keep graceful fairness with widely deployed TCP Reno hosts. FAST-FIT uses queuing delay as a primary input for controlling TCP congestion window. Packet loss is used as a secondary signal to adaptively adjust parameters of primary control process. Theoretical analysis and experimental results show that the performance of the algorithm is significantly improved as compared to other state-of-the-art algorithms, while maintaining good fairness.     

一种基于窗口的拥塞控制：TCPImpv

在高带宽延迟积网络中,传统TCP导致很低的网络效率。我们研究了窗口增量函数对网络稳定性和效率的作用,并提出TCPImpv拥塞控制。仿真结果表明,在高带宽延迟积网络中,TCPImpv的网络效率和分组丢弃性能明显优于HSTCP;在一般网络条件下,TCPImpv保持了传统TCP的性能。