复杂拓扑下UDP流对TCP流影响的分析

随着Internet的发展,UDP数据流日益增大,而传统的主动拥塞控制不能很好地处理UDP流。本文通过计算机首先模拟了在瓶颈网络和传统的RED算法下UDP流和TCP流共存的情况,然后又模拟了在复杂拓扑下主动管理算法的稳定性,说明了无拥塞控制的UDP数据流同TCP流共享带宽时的不公平性,并通过分析TCP的端到端流量控制机制指出了产生不公平的原因,讨论了解决该问题的方法。     

TCP流的带宽公平性保证机制研究

端到端的TCP拥塞控制机制使得TCP连接获得的瓶颈带宽反比于RTT。为了缓解TCP对于RTT较小流的偏向，区分服务的流量调节机制在RTT较小的流取得目标速率且获得多余资源的情况下可以确保RTT较大流不至于饥饿。现有的方法在网络拥塞程度较重或者RTT差异较大时不能有效地工作，因此提出了一种改进方法。其主要思想就是根据网络的拥塞程度自适应地调整对RTT较大流的保护程度。大量的仿真试验表明，所提的机制能有效保障TCP流的带宽公平性并且比现有方法具有更好的性能。     

基于ECN的实时多媒体的实时多媒体流TCP友好控制

随着Internet上多媒体应用的日益增加,实时多媒体流的TCP友好控制成为当前的研究热点。该机制基于RTP/RTCP协议,以ECN的方式将拥塞状况通知发送端,在路由器中采用RED队列管理策略,在端主机采用TCP友好的速率调节机制。ECNBCC机制具有TCP友好的特性并且可以对网络早期拥塞作出反应,从而降低丢包率和网络延时,该机制也可用于无线网络多媒体流的拥塞控制。     

基于差分服务的贪婪流问题解决算法

贪婪流问题是网络拥塞控制范畴的问题，泛指不遵从标准TCP拥塞控制机制的流。贪婪流给网络带来不公平性。提出了一种新的甄别算法，通过对目标流发送窗口随分组丢弃变化关系的分析，对不合规范的流进行检测。算法采用定长列表结构，具有实现简单、扩展性强的特点，提出了一种基于差分服务模式的体系结构，对传统Internet服务哲学进行了扩展，从根本上支持新型流式应用，实现了端到端的流量监管功能。     

基于源端控制规律的主动队列管理算法

将TCP源端的拥塞控制规律引入路由器端的拥塞控制问题,提出一种高性能的主动队列管理算法ERFU,综合考虑路由器输入流的流量速率与内部负载程度,无需设置多样的参数,直接依据TCP源端的拥塞控制规律,更新数据包的丢弃(标记)概率,具有较低的算法需求和优越的算法性能。通过仿真与ERED相比较,证明ERFU在随机流、突发流2种网络状况下均具有更优良的性能。     

一种基于TCP的简单实时端到端带宽测量技术

提出了一种简单实时端到端带宽测量方法。该方法基于TCP协议的应答(ACK)机制和滑动窗口机制,在源端记录每个分组的ACK返州时间,获取时间问隔,计算瞬时测量带宽,为消除时间扩展和压缩对测量值的影响,设计了指数加权移动平均滤波器,获得稳定带宽值,同时记录往返时间最小值并计算往返时间平均值,可为TCP协议拥塞控制,调节发送速率提供依据。该方法克服,基于TCP协议测量方法实现复杂的缺点。     

一种基于模型的实时媒体流拥塞控制机制

随着因特网上实时媒体流应用的不断增多，采用AIMD算法的TCP拥塞控制已显出其不足，研究一种适合于实时媒体传输且具有有效拥塞控制机制的TCP友好的传输协议，已成为因特网传输领域的一个重要课题。本文在分析了已有实时媒体流拥塞控制算法的基础上，提出了一种基于模型的实时媒体流拥塞控制机制MBCC。该机制采用TCP吞吐量模型，根据丢包事件率和对未来往返时间RTT的预测值较为平滑地调节发送速率。实验证明，该机制不仅能准确跟踪可用带宽，具有平滑的发送速率，而且是TCP友好的。     

控制端到端传输延迟抖动的改进TFRC算法

针对端到端实时通信业务对于网络传输的要求,提出基于速率控制的TCP友好性拥塞控制策略(TFRC)的一种改进算法——TFRC-CJUTD算法。该算法将单向传输延迟的抖动作为反馈信号来改进控制机制,降低业务传输过程中的单向传输延迟抖动,更好地适应实时业务。通过NS仿真验证,该算法取得较好的效果。     

延迟预警在TFRC拥塞控制中的应用

为避免基于速率控制的TCP友好拥塞控制策略在调整多媒体流的发送速率时变化波动较大的问题,提出一种新的改进策略——延迟预警算法,通过在发送端设置延迟预警信号,对TFRC流的发送速率进行调整,使其在与TCP流的竞争中变得更加平滑。仿真实验结果表明,该算法能够有效改善TFRC的性能,具有良好TCP友好性及速率平滑性。     

一种Ad Hoc网络端到端的TCP拥塞控制改进方案

传统的TCP协议是为有线网络而设计的,它假定数据包的丢失是由网络拥塞引起的,然而在Ad Hoc网络中,除拥塞丢包外,其它非拥塞因素也会引起数据包的丢失。分析Ad Hoc网络影响TCP性能的主要因素,在原有拥塞控制方案MMJI的基础上,提出了一种端到端的TCP拥塞控制改进方案（Imp MMJI）。该方案能根据前向路径跳数自适应调整拥塞窗口的大小,防止拥塞窗口过快增长,当发生路由改变或链路中断时,重新计算拥塞窗口cwnd和ssthresh的值,以确保路由重建前后TCP连接负载率的一致性;并在ACK应答包的TCP首部增加了状态标志位,结合多个度量参数联合判断网络状态,提高网络状态识别的准确性,使发送端实时采取相应的措施。仿真结果表明,该方案能使网络吞吐量得到明显的提高,改善了TCP的性能。     

无线自组网络中TCP流公平性的分析与改进

研究了TCP(transmission control protocol)流在多跳无线自组网络中的公平性问题,发现IEEE802.11DCF协议在此环境下会导致严重的不公平性,即部分节点垄断了网络带宽而其他节点被饿死.首先,通过仿真分析了产生TCP流不公平性的原因,指出其根源在于MAC(media access and control)协议的不公平性,同时,TCP的超时机制加剧了不公平性的产生;然后,利用概率模型定量分析了TCP不公平性与MAC协议参数之间的关系,发现TCP流的公平性与TCP报文长度直接相关,并且增加MAC协议初始竞争窗口的大小能够有效提高公平性.据此,提出了一种根据TCP报文长度动态调节初始回退窗口大小的自适应回退MAC协议改进算法.理论分析和仿真表明,该算法在很大程度上可以有效缓解不公平性问题的产生,并且不会引起网络吞吐量的严重降低.     

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.     

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.     

高速网络Fast TCP拥塞控制算法的改进

随着网络技术的飞速发展和接入性能的不断提高,如今全世界的互联主干网络呈现出一种高速网络的特性。在这种网络特性下,传统网络中的TCP拥塞控制协议已经开始显现出不适应性,发现了FAST TCP协议中＂持续拥塞＂的形成机制,建立了数学模型来准确的描述＂持续拥塞＂所导致数据流之间带宽分配不公平的问题,进一步利用优先服务队列的方法解决了FAST TCP在网络中的持续拥塞现象。     

无线自组织网络中TCP稳定性的分析及改进

在无线自组织网络中,基于IEEE 802.11的TCP流存在严重的不稳定性,其原因与MAC协议、路由协议和TCP本身均有一定的关系,但最根本之处在于MAC协议的不公平性以及假的链路失效消息导致了不必要的耗时的路由发现过程.结合IEEE802.11的MAC协议和DSR路由协议,对这些原因进行了深入的理论分析和仿真实验,并提出了针对MAC协议和路由协议的改进算法.仿真结果证明,提出的改进算法不仅能基本上避免TCP流的不稳定性,还能够极大地提高TCP流的平均吞吐量.     

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.     

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.     

一种提高TCP与UDP数据流公平性的拥塞控制机制

在UDP业务流逐步占据大部分网络带宽的情况下,如何在网络层对UDP包进行拥塞控制显得尤为重要。在网络拥塞时,由于UDP包本身缺乏反馈机制,将会产生严重的丢包或者UDP抢占TCP带宽的现象。文中提出了基于网络层的发送端缓冲队列管理的拥塞控制机制,可以均衡TCP和UDP的带宽使用,同时通过对路由器ICMP网络拥塞报文的处理,建立了高效的流量调节策略,并进行了网络仿真实验。实验结果表明,基于该机制的拥塞控制可以有效改善网络不同业务流带宽使用的不公平性。     

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.