基于NS2的无线网络拥塞控制仿真研究

传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)作为一种广泛采用的传输控制协议,其网络拥塞控制最开始时基于有线网络设计的。传统的TCP协议拥塞控制机制导致TCP协议在无线网中性能下降。本文通过对TCP网络拥塞和网络拥塞控制既有算法的分析研究,提出基于判断丢包原因和相应的错误恢复机制的TCP协议优化思路。并采用NS-2网络仿真器进行仿真实验进行验证。     

基于嵌入式TCP/IP协议栈的拥塞控制研究

结合计算机网络和嵌入式系统软件的发展现状,总结了嵌入式TCP/IP协议栈的一般特点和处理过程,进一步详细地讨论了协议栈中的拥塞控制机制,特别是TCP拥塞控制机制和IP拥塞控制机制的分类,以及它们的实现算法,做出了详细的分析和比较。明确地给出了当前嵌入式TCP/IP协议栈中的拥塞控制解决方法。     

基于嵌入式TCP／IP协议栈的拥塞控制研究

结合计算机网络和嵌入式系统软件的发展现状,总结了嵌入式TCP／IP协议栈的一般特点和处理过程,进一步详细地讨论了协议栈中的拥塞控制机制,特别是TCP拥塞控制机制和IP拥塞控制机制的分类,以及它们的实现算法,做出了详细的分析和比较、明确地给出了当前嵌入式TCP／IP协议栈中的拥塞控制解决方法。     

混合网络中一种基于拥塞概率预测的TCP协议

现有的TCP协议采用丢包事件、拥塞反馈信息或往返时延等信息启动拥塞控制,而这些基于单个数据包信息的方法进行丢包区分的能力较弱,使得有线/无线混合网络中的非拥塞丢包影响了TCP的拥塞控制行为.本文提出了一种新的TCP协议,PceReno(Probability of Congestion or Error),它通过对最近一段数据的拥塞概率预测来决定如何响应当前丢包事件,从而避免盲目的启动拥塞控制.这种先应式拥塞感知和后应式拥塞响应相结合的拥塞控制方法不需要增加额外的开销,完全依赖于原有的拥塞控制.实验结果表明PceReno能够较好地对抗随机错误,有效提高TCP在混合网络中的吞吐量.     

TCP/IP协议的拥塞控制探讨

随着网络技术的发展,目前Internet的主要通信标准是TCP/IP协议,这一协议基于IP形成TCP/IP协议簇,互联网的基本通信机制由TCP/IP协议簇来提供。TCP/IP协议包括网络互联网协议和传输控制协议两个部分,其中面向连接的、点对点的、全双工的、可靠的通信服务由TCP协议来提供,它能够保证数据可靠地、没有重复地、按照顺序到达。随着互联网用户越来越多,网络宽带等资源也在持续增加,但是用户的需求仍然不能得到满足,逐渐暴漏出网络拥塞问题。如何更好的预防和控制拥塞,使网络具有同时到达资源并且低延时和低丢包率的最大效用,针对这一问题该文进行探讨和研究。     

基于Vegas协议的包错误检测机制

为解决无线或异质网络中TCP拥塞控制性能不稳定的问题,提出一种基于Vegas协议的包错误检测机制。该机制扩展了TCP Vegas头部选项并允许接收端返回一个发生包错误的特殊ACK给TCP发送端,保留TCP Vegas机制端对端的语义,无须修改基站或中间节点。NS2模拟实验表明,该机制可区分包丢失的原因,能较好避免由包错误产生的超时重传,提高传输性能。     

TCP拥塞控制机制定量性能分析

TCP协议承载着因特网超过70%的传输流量,其拥塞控制机制可以有效地改善网络拥塞现象。剖析了慢启动、拥塞避免、快速重传、快速恢复等拥塞控制机制,研究了Tahoe、Reno、NewReno和SACK等几种常见的TCP拥塞控制算法。借助于网络模拟器NS2对这几种算法的性能进行了定量分析。结果证明：相对于Tahoe、Reno拥塞控制算法而言,NewReno和SACK TCP可以更快、更平滑地摆脱网络拥塞恢复到正常工作状态。     

一种丢包区分方法及其在Linux下的实现

针对传统拥塞控制机制在无线链路丢包的情况下出现的盲目降低拥塞窗口、TCP吞吐量下降的问题,研究无线/有线混合环境下基于该机制的一种丢包区分方法——WECN,在Linux操作系统下进行实现。搭建混合网络实验床仿真WECN与TCP Reno, TCP Westwood 2种协议相结合的网络模型。测试结果表明,WECN能扩展到已有的TCP协议中,提高含无线链路网络中TCP的吞吐量。     

无线网络中基于显式拥塞反馈的TCP协议跨层设计研究

无线网络的特殊性使得有线网络下TCP的拥塞控制方法不能直接应用在无线网络中,因此出现了一些跨层设计方法来优化TCP的性能.但是目前跨层优化的实现方法中没有充分考虑与已有TCP协议的相互融合,使得其应用受到一定的限制.为此,提出了基于显式拥塞反馈的TCP协议跨层设计模型,并详细讨论了其可行性、兼容性和扩展性.该模型对混合网络中的TCP协议的研究具有较好的参考价值.     

高带宽时延乘积网络中的TCP性能仿真分析

在高带宽时延乘积网络中,现有TCP协议由于其使用的拥塞控制机制使得数据流长时间以低速率发送数据,不能有效利用网络带宽,造成带宽利用率随着带宽的增大而下降。对高带宽时延乘积网络中TCP的性能进行仿真,结果表明在该网络环境中使用TCP传输数据不能有效利用网络带宽。最后详细分析拥塞控制机制造成TCP使用带宽利用率低的原因。     

MANET中TCP改进方案的性能分析与比较

TCP协议最初是为有线网络设计,它假设数据包的丢失都是由网络拥塞引起.但在MANET中,链路的高误码率和节点移动等都会引起数据包的丢失.如果不加改进地把传统TCP应用于MANET中,它会把非拥塞因素引起的数据包丢失也当作是网络拥塞,从而错误的触发拥塞控制,导致传输性能的下降.首先讨论了MANET中影响TCP性能的主要因素;然后从传输层、网络层和链路层3个层面,分别介绍了提高MANET中TCP性能方法的工作机制;并对这些方法进行了分析比较.最后指出了今后的工作方向.     

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。     

一种新型有效无线TCP协议设计

TCP协议是当前在固有网络上有效的端到端的传输控制协议,但在无线网络上却无法体现出其高效的性能.这主要由于TCP的错误控制机制并不适用于无线网络.课题分析当前存在的多类应用于无线网络的TCP协议,将M-TCP协议和TCP-Probing协议相结合,进而提出了一种新的适用于无线网络的TCP改进协议--EM-TCP协议.     

基于TCP友好的无线网络拥塞控制机制研究

网络实时多媒体业务的广泛应用对传统传输层协议提出了新的挑战:拥塞控制机制的缺乏使得UDP严重抢占TCP应用的共享带宽,从而降低网络的公平性,甚至导致网络拥塞.针对无线网络的高误码特性,将传输延时抖动引入到TFRC控制机制中,提出了一种基于速率控制的TCP友好拥塞控制算法TFRC-JI.该算法基于传输延时抖动有效区分无线链路的拥塞和误码,并以此反馈至发送端,实现不同的速率控制机制.实验结果表明,与传统的TFRC相比,改进的TFRC-JI在保持对TCP业务友好性的同时实现了链路的高效使用,并降低了传输时延抖动,从而较好地适应多协议共存的无线网络实时业务传输.     

FAST TCP协议研究及性能分析

FASTTCP是一种面向高速长延迟网络的新型TCP拥塞控制协议,它从根本上改变了传统TCP的拥塞控制机制。论文对FASTTCP进行了详细研究,讨论了其设计动机、体系结构和算法实现,在Linux2.4.22内核中嵌入了FASTTCP协议。在千兆以太网内设计了一系列实验,使用iperf网络测量工具,测试了传统TCP与FASTTCP的性能。实验验证了即使在延迟较小的局域网内FASTTCP较传统RenoTCP也具有一定的性能优势。     

TCP友好速率控制协议的分析及应用

传统的TCP由于采用速率减半的拥塞退避机制而使其在数据传输时易产生过大的速率波动,而UDP不具备拥塞退避机制,在拥塞的网络环境中,UDP流将大量抢占TCP流的网络带宽,同时自身的丢包也迅速增加,并可能带来系统拥塞崩溃的潜在危险,因此TCP和UDP都不能很好地满足实时流媒体业务的需要。文中研究了一个具有拥塞退避机制、网络吞吐量波动小,且能够与TCP协议公平分享带宽的传输协议———TCP友好速率控制协议(TFRC),并将其应用于实时多媒体流传输应用程序。研究测试结果表明采用TFRC后多媒体的实时播放较TCP平滑了许多。     

TCP友好速率控制协议的分析及应用

传统的TCP由于采用速率减半的拥塞退避机制而使其在数据传输时易产生过大的速率波动，而UDP不具备拥塞退避机制，在拥塞的网络环境中，UDP流将大量抢占TCP流的网络带宽，同时自身的丢包电迅速增加，并可能带来系统拥塞崩溃的潜在危险，因此TCP和UDP都不能很好地满足实时流媒体业务的需要。文中研究了一个具有拥塞退避机制、网络吞吐量波动小，且能够与TCP协议公平分享带宽的传输协议——TCP友好速率控制协议（TFRC），并将其应用于实时多媒体流传输应用程序。研究测试结果表明采用TFRC后多媒体的实时播放较TCP平滑了许多。     

高速网络拥塞控制协议VCP的研究

互联网正在逐步进入一种高带宽延时积的高速网络时代.当网络的带宽或者时延增大时,TCP协议的性能严重下降,最显著的就是网络瓶颈处带宽利用率很低.在高速拥塞控制方面比较理想的XCP协议却存在部署方面的问题.变结构拥塞控制协议(VCP)可有效地解决上述问题.VCP协议联合使用ECN机制的两个二进制来编码拥塞信息.根据来自接收端的拥塞信息,VCP协议的发送端选择控制算法来响应拥塞信号.仿真实验表明VCP协议与TCP协议、XCP协议相比不仅具有较高的链路利用率,并且对现有的协议改动非常小,有利于逐步地实施.     

改进TCP拥塞控制算法的仿真及应用研究

研究网络拥塞优化控制问题.由于网络承载量猛增,产生堵塞,延迟增加,使网络效率降低.传统网络的TCP拥塞控制算法不能区分网络拥塞和网络随机错误丢包,导致网络带宽利用率低,网络拥塞严重,甚至导致网络崩溃.为了降低网络拥塞的概率,提出了一种改进的TCP拥塞控制算法.改进的网络拥塞控制算法首先通过对网络状态进行预测,能够有效区分网络拥塞和网络随机错误丢包,同时对TCP网络拥塞控制算法的拥塞避免、快速重传和快速恢复机制进行改进,改善网络性能.最后采用NS2仿真器对算法进行仿真,实验结果表明,提高了网络平均吞吐量,带宽利用率更高,很好的避免了网络拥塞.     

反向业务流对TCP性能的影响研究

简要分析了TCP协议的拥塞控制机制,指出在网络中存在较大反向业务流时会对TCP业务产生严重的影响,通过仿真实验对TCP拥塞控制机制的3种拥塞控制算法:Reno算法,SACK算法和Vegas算法在存在大量反向业务流情况下的表现进行了比较,分析了它们性能下降的原因,提出了改进设想,为解决TCP拥塞问题提供了新的思路。