GEO卫星网络中基于带宽估计的Vegas算法研究

主要针对SCPS-TP协议中Vegas机制在大带宽时延积的卫星网络中,存在慢启动阶段结束过早、拥塞窗口过小,以及拥塞避免阶段窗口增长方式过于保守等问题,提出了一种改进的Vegas拥塞控制算法.该算法通过修订窗口增长速率因子ρ和判决因子D,并利用带宽估计来判断慢启动结束时机.仿真结果表明,该算法能使窗口大小迅速接近最大带宽时延积,从而提高了链路利用率.     

TCP端到端等效噪声模型及拥塞控制方法研究

针对传统TCP拥塞控制协议在有线/无线混合网络中存在的问题,采用通信系统加性噪声分析方法和信道容量理论,将端到端链路背景流量等效为加性噪声,建立了链路等效噪声模型。研究了基于等效噪声模型的端到端链路带宽估计方法,并提出了一种基于等效噪声模型的TCP拥塞控制算法(N-TCP)。理论分析和仿真结果表明所提出的带宽估计方法准确有效,新的拥塞控制算法和传统的TCP协议兼容性好,具有良好的抗随机丢失能力和公平性,适宜于存在随机丢失的无线/有线混合网络。     

基于状态确认的卫星链路拥塞控制算法研究

卫星通信中使用传统通信协议Vegas算法进行拥塞控制时，由于无法识别丢包的原因和位置，导致不能充分利用链路带宽，吞吐量降低。为此，提出一种基于状态确认的拥塞控制算法CD-Vegas,在数据传输过程中能够实时判断拥塞可能发生的位置，使得发送端对时延变化做出准确判断，及时调整拥塞窗口，预防并控制拥塞的发生。文中基于OPNET软件设计仿真模型并搭建卫星网络通信所需环境，以吞吐量和丢包率为评估指标，验证算法可行性。仿真结果显示，峰值吞吐量提高11%,最高丢包率降低7‰,有效减少反向拥塞对链路传输效率的影响。     

基于XCP与VCP的拥塞控制性能比较分析

针对拥塞控制是Internet研究的一个热点问题和难点问题,详细讨论了XCP与VCP这两个高速网络拥塞控制协议.XCP是一种联合端系统和路由器共同协作的协议,将拥塞控制从带宽分配策略中解耦.XCP比FCP在高带宽时延乘积网络的环境中有着更好的性能.对XCP协议与VCP协议的结构及执行过程进行了分析,通过仿真实验表明,VCP协议不仅取得了与XCP一样高的链路利用率,而且对现有的协议改动非常小,有利于逐步实施,在拥塞控制应用中VCP比XCP具有更高的应用价值.     

基于帧服务时延的拥塞控制算法

针对无线传感器网络介质访问控制(MAC)层存在的拥塞问题,提出一种拥塞控制算法。利用IEEE802.15.4协议MAC层帧服务时延对拥塞指示的有效性,在IEEE802.15.4协议的CSMA/CA算法中增加以帧服务时延为阀值的计时器,并根据计时器的值调整传感器节点的发射速率,可达到对MAC层拥塞进行控制的目的。仿真结果表明,与传统算法相比,网络中有40个节点时,新算法对网络拥塞大约有60%的改善。     

数据中心网络中一种基于ECN的TCP慢启动拥塞控制策略

在数据中心网络中,高带宽、低时延的链路和多对一的网络结构造成了TCP Incast吞吐率崩溃问题。现有的改进方法都关注于在TCP拥塞避免阶段改进其拥塞控制算法,而忽视了慢启动阶段中激进的指数增窗方式是造成Incast问题的关键原因。因此,该文提出了一种基于ECN的TCP慢启动拥塞控制策略（gentle slow sTart,GST）,利用已有的拥塞标志位动态反馈缓存拥塞状况,以调节慢启动阶段的增窗速率。实验结果表明,该方法帮助现有的数据中心TCP协议有效地避免了并发传输中的吞吐率崩溃现象,将并发度和吞吐率分别提升了3.4倍和85倍。     

网络非对称链路带宽的测量

研究了数据分组在IP网络中传输时RTT时延的组成,给出了RTT时延与分组长度的线性表达式。分析了传统利用UDP测量分组RTT时延与测量分组长度的线性关系进行链路带宽测量的算法,针对该测量算法不能对非对称链路带宽进行测量的缺陷,提出了一种新的非对称链路带宽测量算法Asy_pathchar。同时使UDP报文和ICMP报文作为测量报文,Asy_pathchar能够对测量分组所经过的每一跳非对称链路的带宽进行测量,实验结果验证了算法的正确性。     

BBR拥塞控制算法在无线网络中的性能改进

传统的拥塞控制算法已经不能满足当前复杂的网络环境,谷歌提出的BBR算法(Bottleneck Bandwidth and Round-Trip)为拥塞控制提供了一种新思路,它可以在具有一定丢包率的网络链路上充分利用带宽,并保证较低的时延.但是该算法存在以下问题:首先,当无线网络的时延剧烈抖动时,BBR具有很低的传输速率,即便网络不丢包且此时未发生拥塞,这一问题在以往的论文中还没有人提出过;其次,BBR对网络带宽的降低不够敏感.本文详细分析以上问题出现的原因,进而提出改进BBR算法:通过比较RTT的均值和标准差判断网络时延的抖动程度,在时延抖动很剧烈时,使用RTT的均值取代最小RTT来计算拥塞窗口;在网络不稳定时,降低PROBE_BW状态中平稳阶段的时间长度.在实际网络中的实验表明,改进后的BBR算法几乎不受时延波动的影响,随着时延波动程度的提高,改进后算法的传输速率基本保持不变,在BBR几乎不能工作时仍能保持正常的传输速率;而且改进后的BBR算法在网络不稳定时能够更快地探测到网络带宽的降低并收敛.     

一种基于XCP机制的主动拥塞检测控制算法

针对主动节点在参与拥塞检测和拥塞恢复时,虽去除了反馈延迟,但最终均是采取被动的丢包方式来缓减拥塞的情况,提出了一种基于XCP机制的主动拥塞检测控制算法。算法将关键的拥塞检测控制参数嵌入到每个主动包中,根据网络拥塞状况通过驻留在主动路由器中的拥塞检测控制代码对参数进行相应修改,以达到预防并控制拥塞的目的。实验结果表明该新的主动拥塞检测控制算法能使网络中的数据流有效、公平地利用带宽,且丢包率得到有效控制。     

一种动态概率标记的拥塞控制方法

随着网络技术的飞速发展,计算机网络越来越呈现出高度异构化的趋势.现有的在有线网络下表现尚好的TCP协议已经不能适应现在有线和无线混合的网络环境.该文在显式反馈拥塞控制算法ECN的基础上,借鉴TCP Westwood的带宽估计算法思想,并结合模糊控制理论对数据包进行非线性的概率标记,提出了一种改进的TCP算法.NS2模拟...     

基于Bayesian网IP网络拥塞链路定位算法

在借助E2E路径性能主动探测技术进行内部拥塞链路推理的网络层析成像方法中,传统的利用路径探测计算链路丢包率的方法涉及线性方程组求逆,其计算量过大可能导致算法失效。对此,该文提出一种基于布尔代数的IP网络拥塞链路定位算法,通过对求解先验概率的线性方程组构造满秩系数矩阵,从而计算出各链路拥塞先验概率,再借助贝叶斯最大后验概率算法推理定位当前时刻拥塞链路集合。实验验证了该算法的有效性及准确性。     

跨层负载感知的无线Mesh网络拥塞控制

为了解决无线Mesh网络(WMN)的网关拥塞控制问题,在已有的网络拥塞控制策略基础上提出一种新的基于跨层感知的逐跳拥塞控制(CCACL)算法.该算法根据监测到的节点拥塞信息,对上游节点的信息发送速率做出自适应的调整,同时对下一跳节点的拥塞极限阈值进行适当调整,使缓存空间以更快的速度清空,进而缓解网络拥塞.为了确保数据传输的可靠性,CCACL算法在逐跳的可靠性保证机制基础上给出了一种端到端的选择确认机制.仿真结果表明,新算法可有效解决WMN中的拥塞控制问题,提高了分组投递率和网络吞吐量,减少了分组的端到端延时.     

多目标融合势博弈无线自组网络拓扑控制算法

针对基于博弈论的无线自组网络拓扑控制算法存在个别"瓶颈节点"负载不均衡、冗余链路多、生存时间短的问题,提出了一种多目标融合的网络拓扑控制算法。首先通过分析网络的连通性、节点发射功率、剩余能量、节点度、链路质量和链路长度对节点负载的影响,设计了一种改进的综合效用函数;建立多目标融合的网络拓扑控制势博弈模型,并证明该模型是序数势博弈且存在纳什均衡解;在维持网络k-连通的基础上,再采用最小路集算法对博弈后的网络拓扑链路进行优化,剔除冗余链路。仿真实验及对比分析结果表明,所提算法在保证网络连通性的前提下,实现了网络负载均衡,消除了冗余链路,生存时间相较于分布式能耗均衡拓扑控制算法、能量平衡拓扑控制博弈算法和节能容错拓扑控制博弈算法分别提升了25.4%、92.6%、36.8%。     

基于蚁群优化算法的无线传感器网络跨层路由协议

针对无线传感器网络对实时性、鲁棒性及能耗平衡要求较高的特点,提出了基于蚁群算法和跨层优化的无线传感器网络路由协议ABCRO（Ant-Based＆Cross-layer Routing Optimization）。算法综合考虑各层之间的信息共享机制,将链路的通信开销和链路通信情况以数据的形式转换为网络性能优良的评估参数;通过将接纳控制网络节点机制、信息素禁忌表的双向更新、节点剩余能量信息维护及跳数更新等信息加入路由选择公式,有效增强算法的可扩展性,降低通信过程中的拥塞问题。仿真实验表明ABCRO算法能够较快的寻找出一条最优的路径,从而平衡网络能耗,降低冲突率,有效提高网络整体性能,延长网络寿命。     

一种基于会话管理的星间链路拥塞控制机制

LTP协议是一种适用于空间延迟容忍网络的传输协议,通过建立会话传输数据。针对星间链路数据传输过程中出现的拥塞问题,提出了一种基于LTP协议会话管理的拥塞控制机制SMCC,通过计算连通时间内会话开启的最大数量,限定LTP协议会话交付的数据量,减少链路的冗余数据,避免拥塞的发生;当拥塞不可避免时,通过下跳卫星对会话确认的反馈,调节会话窗口的大小,解除链路拥塞。仿真结果表明,和同类型的拥塞解除机制DCM、TBCC、FM相比,SMCC处理拥塞的效率最高,更适应星间链路数据传输环境。     

基于路由树的多信道多跳无线传感器网络资源分配算法

采用有效的多信道资源分配算法可以增强网络的稳定性,提高网络的通信效率.因此提出一种适用于大规模网络的资源分配算法,既可用于静态网络,也可用于动态网络.首先根据路由树的关系,依据提出的时隙复用规则,给出节点间的时隙分配.仿真与管载数据包算法比较,在不同的通信距离下,网络的吞吐率分别提高35.7%和18.4%.在动态网络中,恢复网络通信产生的通信量与节点个数的变化有关,与总通信量的比例要小于网络节点变化的比例.     

一种最大吞吐量的深空通信网络路由算法

针对深空通信网络中链路的高时延和间断连通性特征,提出了一种以路径吞吐量最大为准则的路由算法．该算法利用存储转发机制,构建端到端的多条路径; 以最大化利用链路的连通时段为目标,依据路径中各链路的连通时序图及链路连通时段的吞吐量,确定链路的最大有效传输时间段,构建端到端多跳最大吞吐量路径．理论分析与仿真结果表明,与传统的路由算法相比,该算法支持非实时连通链路的端到端通信,并得到最大吞吐量的端到端路由．     

基于DFSE的Ad Hoc网络拥塞控制算法研究

对Ad Hoc网络中的拥塞控制问题进行了研究,分析了网络拥塞状况,结合Ad Hoc网络自身的特点建立了Ad Hoc网络数据流量状态方程(DFSE),提出了基于DFSE的网络拥塞控制算法.通过对寻找路由路径中搜寻到的数据流量信息进行处理,控制流量的变化,从而有效地解决Ad Hoc网络的拥塞控制问题.实验结果表明,基于DFSE的网络拥塞控制算法能够较好地解决拥塞控制问题,提高了网络吞吐量.