拥塞控制端算法的实验研究

利用网络模拟软件NS-2对最近提出的端算法HSTCP、STCP、BIC-TCP、H-TCP和Fast-TCP进行了实验研究,从收敛性、稳定性、协议内公平性、RTT公平性、TCP友好性和带宽利用率等方面来比较它们的性能.     

高速网络中TCP拥塞控制研究综述

通过分析现行TCP算法在高速网络中的局限性,介绍几种最新的高速网络拥塞控制算法:BIC TCP、FASTTCP、STCP、HTCP和HSTCP.从带宽利用率、公平性和友好性方面对上述算法进行分析和比较,指出算法存在的不足,提出研究方向.     

一种基于H-TCP的拥塞控制改进算法

针对H-TCP存在的RTT公平性和TCP友好性不好的缺点,提出了一种基于H-TCP的拥塞控制改进算法RH-TCP。NS-2模拟实验结果表明,RH-TCP明显提高了RTT公平性和TCP友好性,并且保留了良好的带宽利用率、稳定性、收敛性和公平性,在6个新TCP协议中RH-TCP的总体性能最好。     

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。     

FAST TCP公平性改进研究

FAST TCP是一种适用于高带宽长延迟的新型TCP拥塞控制协议,它能充分利用网络带宽,但存在比较严重的RTT不公平性.对FAST TCP的RTT不公平性进行了研究,通过仿真试验和数学分析,在原有算法中添加一个公平因子,从而显著改善其公平性和友好性.     

用于流媒体的平滑传输控制协议

为减小传输流媒体业务时的速率抖动,提出一种平滑传输控制协议（Smooth Transmission Control Protocol）。该协议的速率控制主要在接收端实现：接收端不断检测丢包,如果发生丢包,就通过丢包率和当前的发送速率估算端到端的实际传输能力,依据纯属能力减小发送速率;如果没有发生丢包,则模拟TCP的和式增加策略以提高发送速率。使用丢失率降低发送速率,避免了TCP中积式减小的过激行为,减小了速率抖动,获得平滑的发送速率。仿真实验表明,STCP发送速率平滑,时延抖动小,具有TCP友好性,适用于流媒体的传输控制。     

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。     

一种新的TCP/AQM模型的高带宽拥塞控制算法

TCPs/AQMs算法在多种环境下的组合研究已十分广泛,但主要采用TCP Reno与各种AQMs算法在低带宽下的组合。利用显示反馈的思想,提出一种以H-TCP/BLUE为基础模型的高带宽拥塞控制算法,称为H-TCP*/BLUE*。仿真结果表明,新的组合算法比基础算法提高了带宽利用率、RTT公平性和友好性。     

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.     

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。     

TCP Yuelu:一种基于有线/无线混合网络端到端的拥塞控制机制

无线链路传输数据的比特率出错导致TCP协议在有线／无线混合网络环境下性能低下,在改进算法TCPReno的基础上,文章提出了一种适用于有线／无线混合网络的拥塞控制机制,该机制包括一种分阶段平滑慢启动机制,改善了突发流量对网络性能的损害,引入网络测量技术获得了往返时间（RTT）、网络带宽、瓶颈链路队列长度等网络状态参数,区分网络拥塞和无线链路比特差错,避免了终端节点对网络状态不了解产生的盲目行为,有效改进了TCP的加性增加乘性减少（AIMD）窗口调节机制,提高了网络性能．同时,在仿真软件NS2中实现了该算法,进行了大量的仿真实验,实验结果表明TCP Yuelu有效降低了网络抖动,提高了网络传输性能,并保持了良好的公平性和对其它TCP流的友好性．     

高速TCP变种协议与DCCP协议的公平性研究

通过ns-2仿真,测试4种主流高速TCP变种与DCCP在不同网络环境下的公平性。仿真结果表明,在与DCCP的公平性方面,4个变种由优到劣依次为CUBIC,HS—TCRBIC,STCP。测试结果有助于更全面地评价各种高速TCP变种,可以指导新变种的设计。     

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.     

一种改进的高速TCP拥塞控制算法

Sally Floyd提出的高速TCP拥塞控制算法能提高TCP在高速网络中传送数据时的性能,但高速TCP与普通TCP(以目前使用最广泛的Reno TCP为例)共存时存在公平性的问题.本文系统研究了高速TCP拥塞控制算法,分析了高速TCP与RenoTCP共存时的公平性与效率性,提出了一种改进的高速TCP拥塞控制算法.最后,通过仿真证明该算法有效地改进了高速TCP与Reno TCP共存时的性能.     

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.     

一种基于RTT公平性的TCP慢启动算法

分析标准慢启动算法应用于包含GEO卫星链路的网络时存在的问题,提出一种基于RTT公平性的TCP慢启动改进算法。改进算法采用大初始窗口机制,慢启动初期窗口保持指数增长,慢启动后期引入窗口增长控制因子,使RTT较大的窗口增加较快,反之增加较慢。性能分析和仿真结果表明,改进算法可以在慢启动后期减缓拥塞窗口的增长速度,削弱RTT较小的TCP流竞争带宽的侵略性,在一定程度上保证不同RTT数据流共享带宽的公平性。     

一种基于HSTCP的拥塞控制改进算法

针对TCP Reno在高带宽大延迟网络中带宽的利用率不高和HSTCP拥塞控制算法的公平性缺陷,该文提出了基于HSTCP的改进算法mHSTCP。当网络带宽未充分利用时,mHSTCP的窗口增长采用HSTCP模式,当网络状况趋于拥塞时,mHSTCP的窗口增长采用TCP Reno模式。测试结果表明,改进的mHSTCP算法对高速传输中不同流之间的公平性有明显的改善。