基于NS-3的MQTT协议仿真研究

如今,制造业数字化转型中采用消息队列遥测传输（MQTT）协议已成为趋势,而工业场景中往往存在大量的传感器等设备。考虑到实际部署的复杂性,在工业场景中实际部署MQTT前,进行必要的模拟以获取网络性能等数据是不可或缺的,这将更有利于工业场景中的链路设计和网络规划。而NS-3作为当前最流行的网络仿真器之一,提供了丰富的网络模型,非常适合像工业场景这种大型复杂网络的仿真,但目前利用其模拟部署MQTT仍是一项困难的工作。针对该问题,提出了一个适用于NS-3的扩展仿真框架ns3-mqtt,该框架由多个MQTT组件构成,能够以软件包的形式集成到NS-3中,并且提供简洁易用的仿真接口,使得扩展后的NS-3可较容易地对MQTT进行模拟部署并获取相关数据,以此研究不同工业场景下MQTT协议的性能,指导MQTT的实际部署。仿真测试结果证明了提出的ns3-mqtt框架的正确性和有效性。     

基于NS-3的机会网络路由协议仿真

文章使用NS-3网络仿真工具模拟搭建了机会网络,实现了机会网络中Epidemic路由协议仿真代码的编写和调试,并介绍了相关背景知识和仿真实验的具体过程。利用NS-3网络仿真工具,可以在不同网络环境下,对Epidemic路由协议算法进行模拟仿真。通过对仿真结果的分析,评测Epidemic路由协议算法在各种环境下的性能。     

卫星链路TCP协议的跨层设计

为了进一步提高时延大和误码高的同步通信卫星传送数据包效率,提出了一套卫星数据通信传送控制协议（TCP）的跨层设计方法。论述了TCP协议层的流量控制机制和介质访问控制（MAC）协议层的差错控制机制。通过构建的跨协议层的卫星链路网关仿真模型,实验验证了所提方法的正确性,结果表明该设计方法比以往只改进TCP层协议做法,在传输层统计吞畦量提高约三倍多。     

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。     

基于OPNET的TCP拥塞控制仿真

论文分析慢启动、拥塞避免、快速重传、快速恢复等四个拥塞控制阶段的特点。利用OPNET Modeler软件构建了一个简单的网络模型,在此基础上分别对Tahoe,Reno,New Reno,SACK等拥塞控制算法进行仿真,对比研究了它们各自的不同点。     

基于仿真的TCP拥塞控制研究

研究了几种不同的TCP拥塞控制算法原理。通过对于TCP Reno和TCP Vegas协议的实验仿真,研究在不同的数据流和不同的网络条件下算法的性能差异。提出了一种改进的RTT估计方法,在拥塞避免阶段,采用时延的指数滑动平均值取代瞬时的RTT。实验表明,这种改进增强了TCP Vcgas对于时延扰动的鲁棒性。     

TCP拥塞控制综述

一、引言 TCP已成为应用最为广泛的传输协议。TCP的拥塞控制是其成功的关键,近年来一直是一个活跃的研究领域。目前的TCP实现中的基本拥塞控制机制主要包含了“慢启动”、“拥塞避免”、“快速重传”和“快速恢复”等四个算法。但是这些基本的算法并不尽善尽美,在实施中会有很多细节问题,尤其在新的网络环境(无线,移动等)中,这些为传统的有线网络设计的算法需要一些修正和改进,例如选择性确认(SelectiveAcknowledgement,SACK)、显式拥塞通知ECN(ExplicitCongestion Notificatfon)等。已有的和正在进行的改进的主要目标是:努力避免不必要的重传计时器超时、纠正对错序或者迟到的报文段的不好的快速重传,以及改善TCP对非网络拥塞引起的数据丢失的处理能力,以提高TCP拥塞控制的健壮     

基于GEO卫星链路丢包区分的TCP Westwood改进算法

在分析TCP Westwood (TCPW)算法优缺点的基础上,针对其应用于同步轨道(GEO)卫星链路时存在的不足,结合Vegas、Veno及LogWestwood+等改进算法的优势,基于预测的下一时刻的网络带宽,把窗口调整与带宽利用情况相结合,提出了一种新的适合于GEO卫星链路的基于丢包区分的TCP Westwood改进算法。改进算法将每个阶段的窗口调整与带宽估计、网络状态紧密联系起来,结合网络状态和带宽估计判断拥塞窗口的合理性,动态地调整拥塞窗口,使拥塞即将发生时,窗口能及时下降到适宜的水平,尽量避免由于拥塞而导致的分组丢失。仿真结果表明,改进算法提高了TCP westwood在GEO卫星链路中应用时的性能,具有较好的吞吐量、公平性、友好性和较低的丢包率。     

基于Opnet的TCP拥塞控制仿真

文章介绍了功能强大的网络仿真软件Opnet,分析了其仿真特点和功能,重点讨论了如何使用Opnet进行网络建模。结合TCP拥塞控制的实例,介绍了基于Opnet的TCP拥塞控制仿真的建模方法、业务应用配置以及各种网络参数的配置,并分析了各种网络环境参数对网络性能和仿真结果的影响。     

基于TCP端口的拥塞控制算法研究

随着计算机网络的快速发展,人们对网络资源的要求也越来越高,尤其是近年来如语音,图像等多媒体流在网络上大量涌现,网络拥塞问题也随之变得严重,而网络拥塞也一直是计算机网络研究的重点和热点问题之一。该文将阐述目前基于TCP/IP协议的几种典型拥塞控制算法,并指出其优缺点,同时给出两种拥塞控制方法的比较。     

基于快速传输协议实现卫星TCP性能的改善

在经由卫星通信系统的网络应用中, TCP的性能较低。分段连接机制作为应用最广的一种性能优化方案,可以改善TCP端对端的性能,而在此机制中,卫星链路部分采用何种传输协议直接决定性能改善的效果。XTP协议是一种应用于有线网络的高速传输协议,但经过深入研究发现：XTP协议同样也非常适用于卫星通信系统。所以建议：在分段连接机制中,采用XTP协议作为卫星链路的传输协议。性能测试结果表明采用该建议非常显著地提高了端对端TCP的性能。     

窄带无线信道的TCP优化性能研究

针对标准TCP业务在窄带无线信道上传输效率低下的问题,提出一种基于算法择优的信道匹配传输方法,该方法将带宽、时延、丢包率作为信道特征标识,通过匹配不同的拥塞控制算法提高传输效率。仿真结果证明,该方法对于带宽为2 Kb/s、20 Kb/s、2 Mb/s的无线信道具有不同程度的优化效果,与标准的TCP传输相比,吞吐量可提升1.2倍~3倍。     

基于分布式PEP的卫星网络TCP性能增强协议

提出了一个基于分布式性能增强代理的卫星网络专有通信协议：XP协议,用于解决卫星网络环境中因长时延、高误码率和非对称信道带宽等因素所导致的TCP传输性能低下问题．协议的设计考虑到了与地面链路上TCP连接的接口关系和多连接共享同一卫星信道时的带宽分配问题．主要贡献包括两路半握手连接建立机制,速率控制和基于测量的动态带宽分配算法,以及基于发送方主动请求的延迟确认技术等．仿真和真实环境实验表明,分布式性能增强代理和XP协议的使用可显著提高网络中下行卫星链路的吞吐量,多数情况下带宽资源利用率可提高至85％以上,且在多连接共享带宽的情况下能够保持较好的公平性．     

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。     

基于NS-3的VANETs路由协议性能仿真研究

分析了车用自组织网络(VANETs)仿真工具的应用现状,讨论了将NS -3引入VANETs仿真领域的优势.针对VANETs的实际特点,研究了基于NS -3的VANETs仿真平台的构建方法与步骤.依据真实的车辆间通信环境,设计并实现了AODV和OLSR两种路由协议的网络仿真测试方案,并进一步分析了端到端平均时延、分组投递率、吞吐量和时延抖动4项网络性能参数.仿真结果表明,在VANETs应用场景当中,节点运动速度对网络性能的影响较大,而节点密度对网络性能的影响较小;OLSR协议的性能总体要优于AODV协议.     

基于NS-2的网络半实物仿真平台实现

NS-2是一款广泛使用的网络仿真软件,但针对它的半实物仿真方法研究较少。针对这一问题,通过实际实时业务流与虚拟仿真网络的映射,提出并实现一种新的基于NS-2的网络半实物仿真HIL-NS平台。在详细描述HIL-NS平台构成基础上,讨论并解决了其实现的关键技术。在车载通信网络（VANET）实例下对802.11b无线MAC协议性能进行仿真,结果表明HIL-NS平台不但能与NS-2纯仿真的结果趋势保持高度一致性,并且在支持传统数据分析的同时,能有更直观的仿真性能实时输出。     

一种新型的端到端TCP拥塞控制机制

拥塞控制机制是决定TCP协议性能的重要因素。传统拥塞控制机制在卫星网络中运用时会导致TCP性能的大幅下降。本文提出了一种新的适应于卫星网络大延时特点的端到端拥塞控制机制,通过观察连续的不同长度的数据包的RTT的变化来确定网络带宽和适宜的拥塞窗口。实验结果证明,这种新机制在吞吐量、公平性、友好性方面均好于当前主流的端到端拥塞控制机制。