PSTCP：小缓存高速网络拥塞控制算法

针对当前网络拥塞控制算法在极小缓存高速网络中带宽利用率差的问题,研究了TCP机制本身造成的突发流量现象,提出一种新的拥塞控制算法——PSTCP。在整个网络连接过程中,该算法采用“隔开”平滑发送的思想;在网络拥塞发生时,采用公平因子c和减少因子decrement对窗口进行实时微调。实验表明,PSTCP在小缓存区、高带宽网络环境下,保障了高的带宽利用率,有好的收敛性和公平性。     

BBR拥塞控制算法延迟及带宽探测优化

传统基于丢包的拥塞控制算法因为其高丢包率和引发缓冲区膨胀问题已经不能满足许多应用对网络性能的要求。谷歌提出的BBR(Bottleneck Bandwidth and Round Trip)算法以其抗丢包、高带宽利用率和低延迟等特性受到广泛关注与研究。但是BBR还存在排队延迟仍然较高、在RTT(Round Trip Time)较小环境下表现不佳、带宽探测不及时等问题。本文对BBR排队延迟和收敛性进行分析,进而提出改进方法:限制在外数据包数,并根据网络反馈适时减少拥塞窗口大小来降低延迟;在RTT较小环境下,将探测RTT阶段之前的带宽估计延续到探测RTT阶段之后;设置平稳状态最长保持时间及时退出平稳周期并进入探测周期。在NS3中的仿真实验结果表明,改进BBR降低了RTT及其抖动,提高了算法的收敛速度;能够在RTT较小环境下高效利用带宽;改进BBR能够显著提高长RTT流的带宽探测频率。     

基于带宽估计的TCPW改进算法

TCP Westwood (TCPW)协议在误码率较高、带宽不稳定的无线网络环境下,已经表现出比传统TCP更为优越的性能,但它不能区分丢包的原因,在带宽利用率及性能上仍显不足.针对此问题,提出了TCPW改进算法TCPW-J,基于带宽估计值的变化情况划分网络拥塞等级,以区分拥塞丢包和无线丢包.仿真结果表明,TCPW-J算法提高了网络带宽利用率,并保持了较好的公平性和友好性.     

一种抑制高带宽流的主动队列管理研究

针对随机早期检测RED存在的网络带宽分配不公平现象,提出了一种主动队列管理算法,该算法是基于对高带宽流的抑制而实现网络带宽分配公平性的;通过对路由器丢包历史的分析,检测出高带宽流,采用提前丢弃高带宽流的方法保证网络的公平性能;该算法仅需保留被鉴别出的高带宽流的状态,因此路由器额外增加开销较少,易于实现;仿真实验表明,这种基于抑制高带宽流的主动队列管理,是一种较好的网络拥塞避免机制,改进了RED的性能,减少了回路响应时间,提高了网络的公平性能。     

一种基于周期的公平队列拥塞控制机制

分析了网络拥塞时适应流与非适应流之间的差别,及路由器拥塞控制机制在带宽分配公平性方面的不足,提出了一种基于周期的公平队列拥塞控制机制(PBFQ).采用周期性选择丢包的策略,通过合理的动态设置周期大小进行丢包选择来实现对不同数据流提供带宽分配的公平性.仿真实验证明,该算法能保证链路带宽在适应流与非适应流之间公平分配,保护适应流.     

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.     

考虑频谱利用率的无源光网络多业务带宽动态分配方法

随着越来越多的终端节点接入无源光网络，产生的业务量也随之增多，仅有的带宽资源逐渐无法满足业务处理要求。为了提高带宽资源利用率，提高无源光网络的通信性能，提出一种考虑频谱利用率的无源光网络多业务带宽动态分配方法。在该研究中具体描述了带宽分配问题，将频谱利用率考虑其中，结合带宽利用率，组成多目标函数，在6条约束条件下，利用改进灰狼算法求取多目标函数最优解，得出带宽动态分配方案。结果表明：相比对照方法，所研究方法求取的带宽动态分配方案应用下，综合效益指数(0.92)、带宽利用率(0.84%)以及频谱利用率(0.78%)达到最高值，说明所提方法能够有效提高带宽利用与分配效率。     

基于路由器反馈拥塞控制机制的研究

随着网络的不断发展,传统的TCP拥塞控制机制已经不能很好地适应现有的网络环境;文中在分析了不同反馈信息的价值的基础上提出了一种新的基于路由器反馈的拥塞控制机制RSCP,部署方便,不需要额外包头;该机制创造性地提出了信号包的方法与路由器交换信息,并以公平带宽和公平剩余带宽为反馈信息,在以公平带宽为基点的基础上根据公平剩余带宽的变化调整发送速率,同时采用快速启动机制使连接能够快速达到公平带宽;仿真实验证明RSCP在单瓶颈网络中能取得高利用率、低队列长度和零丢包以及良好的收敛性能.     

基于改进BBR的数据报拥塞控制协议

数据报拥塞控制协议(Datagram Congestion Control Protocol,DCCP)是提供拥塞控制和不可靠传输特点的实时多媒体基础协议,DCCP中的CCID2算法仍然采用AIMD的控制机制,这种传统的Loss-Base拥塞控制模型已经不适用于目前高BDP的网络环境,容易引起缓冲区膨胀现象,导致网络延迟增加和抖动等问题.与Loss-Base的算法相比,BBR算法可以有效地控制网络延时,最大限度避免网络排队的情况,在丢包率较高的情况下仍可以保持一定的带宽利用率和较低的链路延时,因此适合于DCCP实时流媒体的应用的协议.本文在DCCP中引入了BBR算法并做相应的改进,增加了丢包率检测模型,使用延时与带宽积模型的拥塞控制算法对上述问题进行改进.通过模拟实验证明,本方法在高负载情况下连接的平均延迟相比CCID2降低了20%,在丢包率较高的环境下也能保持良好的吞吐量.     

TCP Vegas的公平性问题及其解决办法

网络的不公平性引发了关于公平分配带宽的大量研究。为了研究异构网络环境下TCPVegas和TCPReno共享带宽的问题,本文推导了吞吐量和Jain公平指数的解析表达式。结合基于显示拥塞通告(ECN)技术和随机早期探测(RED)算法,提出了TCPVegas的一个改进算法,保证了和TCPReno的兼容性。最后用NS-2模拟了这个改进的算法,模拟结果表明改进的算法很好地限制了TCPReno不公平地占有TCPVegas的带宽。