EHSTCP:改进的高速TCP算法

TCP在高带宽时延积网络中不能获得良好的性能,主要表现为低的吞吐量和大的窗口震荡.HSTCP算法解决了传统TCP算法在高带宽时延积网络下的性能瓶颈,但HSTCP在拥塞点时会产生大量的数据包丢失,同时当队列管理为去尾算法时,存在着严重的RTT不公平性问题.针对HSTCP算法的性能缺陷,该文提出一种在拥塞避免阶段进行拥塞避免模式切换的改进算法,称为EHSTCP.基于拥塞窗口历史值的端到端可用带宽预测方法,利用拥塞窗口历史信息来判断拥塞避免切换点.同时引入RTT公平因子,消除了HSTCP的RTT不公平性问题.NS2仿真实验验证了算法的有效性.     

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.     

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.     

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。     

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。     

TCP New Veno:一种改进的TCP拥塞控制机制

TCP Veno协议通过对慢启动、拥塞避免和快速恢复的修改,改进了传统的TCP Reno的性能。然而,TCP的不公平性的问题仍然有待于解决。参与竞争的TCP流之间的不平衡可能造成某些通信源垄断队列空间。例如,当长RTT和短RTT流共存时,网络流量会逐渐集中于短RTT链路上。提出了一种新的TCP拥塞控制机制——TCP New Veno。其基本思路是通过引入带宽预测和动态窗口变化的思想进一步改进TCP Veno的性能,并导出其数学模型。数学分析和仿真实验都证明,改进后的算法在保证吞吐量的基础上提高了原算法的公平性。     

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。     

新TCP拥塞窗口调整策略

互联网的稳定性和鲁棒性离不开拥塞控制,然而目前TCP传输中广泛使用的AIMD算法因窗口波动剧烈,致使丢包明显、系统吞吐量及带宽利用率偏低。为此提出了一种新的TCP拥塞窗口调整策略A-Cwnd。该策略依据RTT采样值构建正态分布函数式,动态更新下一拥塞窗口值,能较好地适应网络实时变化特点,具有不错的响应性。从数学角度对新策略的合理性与可行性进行了分析证明。NS3仿真结果表明新策略可有效稳定窗口波动、增大发送速率、降低丢包率,同时对系统吞吐量及带宽利用率的提高也有一定贡献。     

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。     

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。     

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.     

TCP-BM:一种适用于异构网络的TCP协议改进策略

针对异构网络中的拥塞控制问题进行了研究,以传统的TCP Reno协议为基础提出一种改进算法TCP-BM。利用往返时延值将慢启动阶段分为三个部分;利用往返时延值将拥塞避免阶段分为正增长和负增长两个过程。网络发生丢包后,通过往返时延值与历史记录的比较以及估计的带宽值的比较,区分丢包原因,从而对拥塞窗口和慢启动阈值采取不同调整策略。仿真验证证明,改进后的TCP算法性能优于传统的TCP Reno协议。