TCP友好多播拥塞控制算法研究

随着多播应用在因特网上广泛开发，多播拥塞控制变得越来越重要。本文首先讨论了多播拥塞控制的主要任务，分析和比较了现有各种多播拥塞控制算法，指出了其中存在的问题，并提出了一种新的、基于速率的TCP友好多播拥塞控制机制。     

一种基于分群的移动自组网多播路由协议

为提高多播协议的可扩展性,提出一个基于分群的高效多播路由协议(ECMRP)。采用改进的基于权重的分群算法对移动自组网中的移动节点进行分层管理,并应用软状态方法在群首间建立多播树,减小当网络拓扑结构动态变化时重构、维护多播树结构的控制开销。仿真实验结果表明,该算法在路由开销和分组投递率上均优于多播按需距离矢量和按需多播路由协议,更适合于高动态、大规模的自组网。     

面向分布式实时仿真的应用层多播系统DVSCast

多播通信已经成为可缩放RT-DVS的一个重要支撑技术。针对IP多播部署的局限性和现有应用层多播系统的不足,本文提出了适用于分布式实时仿真的应用层多播系统DVSCast。DVSCast综合考虑了广域网组通信中的可靠性、时延争端到端的流量控制等需求,在层叠网路由算法、可靠多播和端到端的拥塞控制方面具有良好的可伸缩性,可支持大规模组应用。     

结合分布式与集中式特点的动态多播路由算法

针对在多播成员动态变化的环境中的多播路由树的建立和调整等问题,本文提出结合分布式和集中式特点的动态多播路由算法,在新节点加入多播会话时,采用分布式的方法搜索新节点到当前多播树的满足QoS约束的最优路径。而在成员节点离开多播会话时,根据其对多播会话质量的影响程度,决定是否执行多播树的重构操作。与静态多播路由算法比较,该算法具有更好的适应性和灵活性。仿真结果验证了算法的有效性。     

一种动态多播组成员管理策略的研究

在研究了多播组成员管理协议以及当今多播路由协议的基础上,依据延迟休假队列模型提出了一种新型动态组管理策略.在一个网络中,尽管在某一时间范围内一个特定的组成员数量为0时,多播路由器不是简单地把该多播组从多播路由器中分离,而是采取一种智能的相关因子的方式决定多播路由器是否从特定的多播组中分离,从而可以减少在组成员维护时的代价.应用随机服务系统理论对该策略进行了建模并进行了理论分析.     

多播拥塞控制综述

多播拥塞控制在避免网络拥塞崩溃和保证与单播之间公平竞争带宽资源中是必须的．多播拥塞控制可以用一个参数元组{通信量调节，多播组管理，数据分层与编码，差错控制)描述出来．本文分析了这些参数不同取值的优点和缺点．对目前提出的一些多播拥塞控制方案进行比较和评估，并总结出目前最新的研究情况．根据对不同公平标准的分析，新提出的控制方案必须保证TCP友好公平，以免产生TCP在带宽资源竞争中饥饿．此外讨论了多播拥塞控制中的一些典型问题，最后指出多播拥塞控制的研究趋势和方向．     

基于单密钥的特定源多播安全机制

由于多播网络体系结构中多播数据发送不是点对点的方式,因此传统的端到端的安全不适合多播网络体系结构.在多播数据发送前,多播数据的接收者只要公布自己的公/私钥对中的公钥以及在发送加入组成员消息时告诉多播数据的发送者它的一个密钥,而无须知道多播源发送数据的加密密钥;多播数据发送者在每一次发送多播数据时,随机地选出一个密钥对发送的信息进行加密,但该密钥不是直接告诉多播数据接收者;接收者在进行解密数据时,首先必须利用自己的私钥以及发送给多播数据发送者的密钥求得加密数据的密钥,然后才能进行原文解密.     

基于区分服务的蛛网结构应用层多播模型

提出一种高效的蛛网结构的应用层多播模型,该模型以环形结构为基础,具有混乱情况下自愈性强、传输数据速度快等优点;在数据转发时根据实际应用采取push或pull的策略,同时取消了分层多播模型中的层中控制节点,降低了结构的复杂性;并根据网络状况动态优化系统的拓扑结构.通过仿真试验得知,应用该模型的应用层多播其性能得到提高.     

基于P2P网络的动态QoS多源多播模型

针对服务质量(QoS)约束的覆盖网络多播问题,提出了一个适合有多个数据源的多播模型。该模型中每个数据源不必维护一个以它为根的多播树,每个节点只需维护局部状态信息,多播信息以类似洪泛的方式传输。通过控制,信息的传输路径形成树型结构,多播树可动态调整来适应以不同源节点发起的满足QoS要求的多播应用。实验结果表明,该模型的节点多播覆盖率高,通过控制节点的子节点数,可使多播树的调整代价达到最低。     

移动Ad Hoc网络中基于分簇结构的多播路由协议

随着移动计算设备的普及和面向组计算的需求上升,移动Ad Hoc网络的多播路由问题成为研究热点.但网络中节点可任意移动、加入或离开多播组,使得多播组的管理以及链路的维护变得十分困难,对此提出了一种基于分簇结构的多播路由协议.该协议首先根据节点ID号和标识对网络进行分簇,然后按需建立多播树,在维护过程中控制报文只在与多播分支相关的局部簇内进行转发.仿真实验表明,该协议能保持较高的分组递交率以及稳定的控制报文开销,为大规模网络中的多播通信提供了一种有效的途径.     

基于TRAC的显式速率组播拥塞控制协议

针对现有的组播拥塞控制协议计算量大、实现复杂且实际控制效果不好的缺点,提出一种简单高效的显式速率组播拥塞控制协议。该协议只在组播树的发送端和接收端执行,通过计算拥塞吞吐率来监控拥塞、调节发送速率,避免了对所有往返时延和丢包率等复杂参数的计算,各节点只需少量内存来维护必要的数据和状态信息。NS2仿真证明该协议具有良好的TCP公平性和扩展性,可有效跟踪最拥塞链路,解决“反馈内暴”和“drop to zero”等问题。     

基于AIMD算法的分层多播拥塞控制

提出了一种基于AIMD算法的分层多播拥塞控制算法．算法借助AIMD算法具有的良好TCP兼容性和稳定性，采用慢增慢减的速率调节原则来防止TCP中速率减半策略所带来的速率振荡．为避免反馈处理带来的复杂性和可扩缩性问题，提出了无须反馈的收方至发方间往返时延估计方法．算法采用类似TCP的慢启动算法来提高链路的利用率和收敛速度．通过仿真评估得出，算法对TCP流、不同多播流均表现出理想的公平性，并有很高的带宽利用率和良好的稳定性．     

一种新的固定速率分层组播拥塞控制协议

提出了一种新的固定速率分层组播拥塞控制算法FLMCC。组播会话中的每层按照固定速率发送数据包。各接收端根据估计的期望速率累计订购数目不等的层，从而获得不同的吞吐量。为准确估计期望速率并实现TCP友好性，各接收端采用在接收端实现的窗口机制，即在每层独立维护拥塞窗口，利用GAIMD算法调整窗口，并根据窗口值计算期望速率。为测量RTT，采用了一种精确测量和粗略测量相结合的策略；为避免RTT精确测量时产生的反馈内爆问题，采用了基于随机定时器机制的反馈抑制策略。协议实现简单。仿真表明，算法具有良好的TCP友好性、响应性和协议内公平性，且链路利用率高。     

Ad Hoc网络中基于DRMR协议的拥塞控制方案

近年来，Ad hoc网络的组播路由协议研究受到广泛关注，但在大规模应用之前必须解决拥塞控制问题.目前已经提出了许多组播路由协议，其中动态广播环组播路由协议（DRMR）在降低控制开销的基础上，能够取得较好的分组递交率和扩展性,但DRMR没有考虑大数据量时的拥塞控制策略，本文提出了DRMR协议上的拥塞控制方案，包括拥塞检测、反馈通知和速率控制一套完整的拥塞控制机制，给出了各参数的计算公式和算法,最后，利用NS2仿真软件对扩充的DRMR协议进行仿真，结果表明，扩充的DRMR协议较好地保证了在高负载下的服务质量．     

TFAMCC:TCP友好的自适应分层多播拥塞控制机制

满足接收端异构性的分层多播传输机制,源端一般只用于编码及各层数据流的传输,而拥塞控制主要在接收端来完成。这里提出一种源端与接收端协同作用共同完成多播的拥塞控制机制。源端根据接收端的反馈调节多播层次数目及各层传输速率,接收端根据TCP吞吐量模型计算本地允许带宽,进行层次的接收及形成对源端调节的反馈。经试验证明,此机制具有TCP友好性、接收端带宽充分利用及良好的可扩展性。     

基于QPID-AVQ的组播拥塞控制机制

针对现有多媒体组播拥塞控制协议的不足,提出基于QPID虚拟队列管理的组播拥塞控制机制QPID-MCC。QPID-MCC在瓶颈路由器中采用QPID-AVQ队列管理策略,结合显式拥塞指示(ECN),按照一定的概率标记新到分组。接收端依据标记概率计算期望的TCP友好速率。发送端依据接收端的反馈信息并结合多媒体的最小带宽需求调整发送速率。仿真结果表明,QPID-MCC具有平滑稳定的发送速率、较好的公平性和较快的拥塞响应速度,并能满足最小带宽要求,保证多媒体业务的服务质量。     

MTCP: scalable TCP-like congestion control for reliable multicast

We present MTCP, a congestion control scheme for large-scale reliable multicast. Congestion control for reliable multicast is important, because of its wide applications in multimedia and collaborative computing, yet non-trivial, because of the potentially large number of receivers involved. Many schemes have been proposed to handle the recovery of lost packets in a scalable manner, but there is little work on the design and implementation of congestion control schemes for reliable multicast. We propose new techniques that can effectively handle instances of congestion occurring simultaneously at various parts of a multicast tree.Our protocol incorporates several novel features: (1) hierarchical congestion status reports that distribute the load of processing feedback from all receivers across the multicast group, (2) the relative time delay concept which overcomes the difficulty of estimating round-trip times in tree-based multicast environments, (3) window-based control that prevents the sender from transmitting faster than packets leave the bottleneck link on the multicast path through which the sender's traffic flows, (4) a retransmission window that regulates the flow of repair packets to prevent local recovery from causing congestion, and (5) a selective acknowledgment scheme that prevents independent (i.e., non-congestion-related) packet loss from reducing the sender's transmission rate. We have implemented MTCP both on UDP in SunOS 5.6 and on the simulator ns, and we have conducted extensive Internet experiments and simulation to test the scalability and inter-fairness properties of the protocol. The encouraging results we have obtained support our confidence that TCP-like congestion control for large-scale reliable multicast is within our grasp.     

Extending TCP congestion control to multicast

This paper proposes a new single-rate multicast congestion control scheme named PGMTCC, which has been implemented and investigated in PGM. The primary idea of PGMTCC is to extend Sack TCP congestion control mechanism to multicast in order to make multicast perform almost the same as Sack TCP under all kinds of network conditions. To achieve this goal, first of all, the sender should accurately select a receiver with the worst throughput as a representative (acker) by a simplified equation of TCP throughput. Then the Sack TCP congestion control mechanism, with some modifications to be adapted to multicast, is deployed to take charge of congestion control between the sender and the acker. Moreover, in our scheme, the problem of the feedback suppression is considered and solved by a selective suppression mechanism of feedback. NS2 is used to test and investigate the performance of our scheme. As expected, PGMTCC performs almost like Sack TCP under all kinds of conditions. We believe that it is TCP-friendly, robust and scalable.     

一种基于组播路由的拥塞控制改进算法

本文融合了网络层组播与应用层组播以及隧道技术,在可靠组播差错恢复算法的基础上引入拥塞控制,使组播的一些中间接收者充当虚拟组播源,在拥塞发生处进行灵活的速率调节,从而灵活有效地解决异构网络中组播的拥塞控制问题,通过仿真试验对组播拥塞控制算法的评价指标进行有效的验证。     

基于单次CLR的分层组播机制在虚拟课堂中的应用

在虚拟课堂目前的开发中,广泛采用了分层组播技术解决多媒体数据的传输问题。分层组播技术是异构网络中传输多媒体实时数据的一个重要解决方案。文章分析了现有分层组播拥塞控制的优缺点,引入单次CLR分层组播机制,合理设置速率下降阈值和CLR选择条件。该算法简单易行,不会造成过多的网络反馈负担,能够保证虚拟课堂分层组播网络的稳定性。