Achieving high throughput and TCP Reno fairness in delay-based TCP over large networks

The transport control protocol （TCP） has been widely used in wired and wireless Intemet applications such as FTP, email and HTTP. Numerous congestion avoidance algorithms have been proposed to improve the performance of TCP in various scenarios, especially for high speed and wireless networks. Although different algorithms may achieve different performance improvements under different network conditions, designing a congestion algorithm that can perform well across a wide spectrum of network conditions remains a great challenge. Delay-based TCP has a potential to overcome above challenges. However, the unfairness problem of delay-based TCP with TCP Reno blocks widely the deployment of delay-based TCP over wide area networks. In this paper, we proposed a novel delay-based congestion control algorithm, named FAST-FIT, which could perform gracefully in both ultra high speed networks and wide area networks, as well as keep graceful faimess with widely deployed TCP Reno hosts. FAST-FIT uses queuing delay as a primary input for controlling TCP congestion window. Packet loss is used as a secondary signal to adaptively adjust parameters of primary control process. Theoretical analysis and experimental results show that the performance of the algorithm is significantly improved as compared to other state-of-the-art algorithms, while maintaining good faimess.     

TCP Reno,TCP Vegas,Fast TCP性能比较研究

介绍了传输控制协议(TCP)的拥塞控制技术。分析了三种典型TCP控制算法,在ns仿真环境下对这三种TCP控制算法进行了仿真,并分析总结了三种算法的优缺点。     

一种改进的高速TCP拥塞控制算法

论文在深入分析了高速TCP协议的缺点和不足的基础上,提出了一种基于双重拥塞避免的高速TCP拥塞控制算法DA-HSTCP,并对改进算法进行了深入分析。测试结果表明改进后的算法提高了高速TCP协议的传输性能。     

一种新的适用于异构网络的TCP算法

提出了一种新的适用于异构网络的传输控制协议（TCP）算法。该算法不仅能够动态寻求网络中的性能最优点,尽量使网络流量保持在该点,而且能够判断网络中数据包丢失的原因,合理地调整参数,避免了TCP-Reno中盲目将发送窗口减半的机制。仿真实验的结果表明,新算法的性能优于TCP-Reno和其他同类改进协议。     

Improving fairness among TCP flows by stateless buffer control with early drop maximum

Transmission control protocol (TCP) has been recognized as the most important transport-layer protocol for the Internet. It is distinguished by its reliable transmission, flow control, and congestion control. However, the issue of fair bandwidth-sharing among competing flows was not properly addressed in TCP. As web-based applications and interactive applications grow more popular, the number of short-lived flows conveyed on the Internet continues to rise. With conventional TCP, short-lived flows will be unable to obtain a fair share of available bandwidth. As a result, short-lived flows will suffer from longer delays and a lower service rate. It is essential for the Internet to come up with an effective solution to this problem in order to accommodate the new traffic patterns.With a more equitable sharing of bottleneck bandwidth as its goal, a stateless queue management scheme featuring early drop maximum (EDM) is developed and presented in this article. The fundamental idea is to drop packets from those flows having more than an equal share of bandwidth. The congestion window size of a TCP sender is carried in the options field on each packet. The proposed scheme will be exercised on routers and make its decision on packet dropping according to the congestion windows. In case of link congestion, the queued packet with the largest congestion window will be dropped from the queue. This will lower the sending rate of its sender and release part of the occupied bandwidth for the use of other competing flows. By so doing, the entire system will approach an equilibrium point with a rapid and fair distribution of bandwidth. As a stateless approach, the proposed scheme inherits numerous advantages in implementation and scalability.Extensive simulations were conducted to verify the feasibility and the effectiveness of the proposed approach. As revealed in the simulation results, the proposed scheme outperforms existing stateless techniques, including Drop-Tail and Random Early Drop, in many respects, such as a fairer sharing of available bandwidth and a shorter response time for short-lived flows.     

无线局域网中实现TCP流公平的接入点缓存区大小的估计算法

研究了无线局域网的接入点(Access Point, AP)缓存区大小对TCP公平性的影响,并通过分析平均窗口与平均丢包率以及使用窗口与平均丢包率的关系,加上实现TCP公平性时的窗口限制条件,提出一种计算TCP上下行流公平时所需的AP缓存大小的方法。通过NS2仿真,验证了算法的准确性。     

TCP拥塞控制算法

针对广泛应用的TCP Reno慢启动算法与拥塞避免算法的问题,在研究分析TCP Reno拥塞控制算法的基础上,提出一种新的拥塞控制算法——在慢启动阶段采用线性增长算法,而在拥塞避免阶段采用基于拥塞窗口的对数增长算法,从而一定程度上解决了TCPReno慢启动不公平问题与拥塞避免阶段拥塞窗口增长过于激进的问题。通过NS仿真实验说明了新算法的可行性,并对其吞吐量、公平性、友好性进行评估,仿真结果表明了该改进的TCP拥塞控制算法的有效性。     

LEO卫星网中自适应的TCP方法

针对LEO卫星网中不同连接时延差别大、TCP性能降低、公平性较差等问题,提出基于路径中卫星数调节TCP初始窗口和窗口增大速度以改善较长时延连接性能的方法。推导出新的拥塞控制窗口增长公式,区别对待不同时延的连接,具有自适应能力。仿真结果表明,该方法能有效提高长时延条件下TCP的性能,在不同时延的连接间公平性指数接近于1,适用于多种版本TCP在LEO卫星网中的改进。     

一种新的多瓶颈网络环境下的TCP算法

TCP拥塞控制算法作为一种可靠的数据传输被广泛应用在因特网．在保证网络稳定和不发生拥塞的基础上，公平性又是算法设计的另一个重要的性能指标．根据网络层显示拥塞指示技术支持，提出一种公平窗口算法，使该算法在IP网络中得以实现．仿真结果证明．此算法在多瓶颈网络环境下能使TCP流达到较好的公平性．     

基于TCP Reno和TCP Vegas拥塞控制性能研究

介绍了传输控制协议(TCP)的拥塞控制技术,对两种典型的TCP拥塞控制算法TCP Reno和TCP Vegas进行了详尽的分析,对其性能进行了比较。同时对TCP Reno和TCP Vegas在混存网络环境下的性能进行分析,并针对TCP Vegas中的和参数进行修改,提出了Vegas-A+算法使它们能并存于网络中。在NS2仿真环境下对改进的控制算法进行了仿真,仿真结果表明了改进算法的有效性。     

一种改进的TCP拥塞控制算法

目前,TCP拥塞控制算法作为一种可靠的数据传输被广泛应用在因特网中.在保证网络数据传输可靠性的基础上,数据流之间的公平性是算法设计的重要的性能指标之一.在单瓶颈网络环境下对TCP数据流之间的研究算法已经被提出,但对多瓶颈网络环境下TCP数据流之间的公平性研究至今不多见.因此,根据网络层的显示拥塞指示Marking Relay ECN(explicit congestion notification, ECN)技术,研究了在多瓶颈网络环境下TCP数据流的公平性,提出了一种改进的TCP拥塞控制算法,并使该算法在IP网络中得以实现.仿真结果证明,此算法在多瓶颈网络环境下能使TCP流达到较好的数据流之间的公平性;而且所提出的算法与传统的TCP算法相比,有更高的吞吐量和更快的响应.总之,所提算法性能表现良好.     

一种高性能的TCP Vegas改进算法

TCP Vegas由于慢启动过早结束,拥塞避免阶段调整周期过长等原因,在与TCP Reno共存的网络环境中无法公平共享可用带宽。针对这些造成Vegas在竞争环境中过于保守的问题,本文提出一种高性能TCP Revised Vegas算法,该拥塞窗口控制算法采用平滑处理和增量因子的思想,增加Vegas的侵略性。通过数值分析和模拟实验,证明新算法在单一部署环境或者混合共存环境下,性能都得到提高,且公平性得到改善。     

基于TCP Vegas与TCP Reno的一种改进拥塞控制算法

因特网的快速发展带来了信息量的急剧膨胀,网络拥塞已经成为制约因特网发展的瓶颈。在众多TCP拥塞控制算法中,TCP Vegas表现出比其他算法更为优越的性能,然而自1995年提出至今,仍然没有取代TCP Reno成为现今最广泛使用的TCP拥塞控制算法。有研究表明,这是由于Vegas在与Reno共存的网络环境下不能公平地竞争到带宽,因此不能实实质性地提高网络性能。本文在分析Vegas与Reno如何在网络路由中占用带宽的基础上,提出一种在两者兼容环境下的拥塞控制方法,根据不同瓶颈缓冲区容量合理选择α、β等参数,实现了在Vegas与Reno共存环境下两者良好的兼容性,并通过仿真实验证明了该算法的有效性和正确性。     

面向无线多跳网络的TCP协议改进研究综述

无线多跳网络应用日益广泛,但它的特殊性如共享无线信道、多跳连接、节点移动等,使得针对有线网络设计的TCP协议不能很好地工作在该网络环境中,经常误判网络拥塞状况而且反应迟钝,严重损害了网络性能。本文深入分析无线多跳网络中影响TCP性能的因素,总结目前提高TCP性能的改进方案并对这些方案进行比较,为无线多跳网络中TCP的研究方向提供参考。     

一种基于比例因子的TCP Vegas慢启动策略

TCP Vegas在慢启动阶段保守的拥塞控制策略和以指数方式增长的拥塞窗口使其容易在拥塞窗口不够大时过早地结束慢启动过程。针对此问题,提出一种基于比例因子的TCP Vegas慢启动策略。该策略延长了慢启动时间,使得TCP Vegas在转入拥塞避免阶段时拥塞窗口相对比较大,提高了占领带宽的能力。实验表明,新策略能明显提高网络吞吐量,利于网络资源的利用。     

TCP Reno与TCP Vegas竞争性分析的数学模型

提出了一种对TCP Reno与TCP Vegas的竞争进行分析的嵌入式马尔科夫模型。该模型不但能对Reno和Vegas的慢启动阶段、拥塞避免阶段和快速重传/快速恢复阶段进行精确的描述,还能对在一个窗口内发生多次丢包对性能的影响进行区分。此外,该模型还能方便地扩展到延迟确认和NewReno的情况,以及多个流并存的情况。对于网络中流的规模较大时,提出了一种Monta-Carlo模拟算法。用NS-2仿真软件对模型的准确性进行了验证,结果表明该文的数学模型的平均误差不超过6%,使用Monta-Carlo模拟的平均误差不超过8%。     

支持传输公平性的TCP拥塞控制机制研究

理论上 TCP窗口的和式增加积式减少的算法可以使拥塞窗口的大小收敛到一个理想的状态 ,且不同的结点可以公平共享带宽 .然而实验和分析表明 :TCP在不同的路由路径中是不会共享公平的连接的 .本文用实验验证了这种不公平性 ,并用一个算法消除了这种不公平性 .这个算法的思想就是对所有的 TCP连接能够找到一个共同的更新时间 .这样它们就可以以相同的速率去更新它们的窗口 ,从而消除了它的不公平性     

多跳Ad Hoc网络环境下的TCP性能分析

文中首先介绍了几种TCP版本的基本拥塞控制机制,包括Reno、NewReno、SACK、VegasTCP,另外还选择了DSACK作为有DA机制的TCP的代表;其次对无线多跳adhoc网络环境下的各种TCP的性能进行了仿真,通过比较和分析仿真结果,得出了结论。     

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．     

TCP Vegas-b:TCP Vegas改进算法

针对TCP Vegas存在的过早结束慢启动进入拥塞避免阶段,导致带宽利用率下降;与TCP Reno共享一条链路时不能公平的竞争到带宽等不足,提出了改进算法TCP Vegas-b。该算法改进了慢启动阶段的窗口增加方式并且在拥塞避免阶段中动态调整、的值。实验结果表明,改进后算法有效的解决了慢启动过早结束的缺陷,提高了吞吐量,并且实现了Vegas和Reno在共存环境下两者良好的兼容性。