混合網(wǎng)絡(luò)中高誤碼率下TCP擁塞控制機(jī)制的研究.pdf

1、在過(guò)去的十幾年中，通訊網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了巨大的變革。包交換技術(shù)最終使傳統(tǒng)的語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)融合到一起成為統(tǒng)一的多媒體網(wǎng)絡(luò)，其范圍進(jìn)一步擴(kuò)展，將有線，無(wú)線，蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合一體。有線/無(wú)線混合網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一個(gè)現(xiàn)實(shí)，而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)正在越來(lái)越多的融入到我們的日常通信當(dāng)中。一直以來(lái)，TCP是當(dāng)前最主要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，90％的網(wǎng)絡(luò)流被TCP傳送。而現(xiàn)在，蜂窩技術(shù)、廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)，無(wú)線局域網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)等構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡(luò)的革命使網(wǎng)絡(luò)超越了地理和區(qū)域的限制。在綜合網(wǎng)絡(luò)(W

2、AN＋LAN＋3G蜂窩)系統(tǒng)中，絕大多數(shù)數(shù)據(jù)和多媒體通信傳輸依靠已存在的端到端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議構(gòu)架。而在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)中，TCP/IP是最主要的通信協(xié)議體系。現(xiàn)在，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸(包括Web accesses，E-mails，大數(shù)據(jù)傳輸，遠(yuǎn)程終端等等產(chǎn)生的運(yùn)輸)都是被TCP完成的。因此TCP需要去更改它原有的有線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，以適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。 如何改進(jìn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的TCP性能一直是個(gè)很熱門(mén)的研究方向。在無(wú)線或有線無(wú)線混合網(wǎng)絡(luò)中，TCP

3、性能降低的一個(gè)重要原因是由于不能區(qū)分丟包是因?yàn)閾砣€是無(wú)線鏈路錯(cuò)誤。傳統(tǒng)的TCP擁塞控制機(jī)制在有線網(wǎng)絡(luò)中工作的很好，丟包主要是因?yàn)閾砣麑?dǎo)致，而因?yàn)闊o(wú)線錯(cuò)誤產(chǎn)生的丟包被忽略不計(jì)，或即使有，每個(gè)窗口最多也不超過(guò)一個(gè)丟包。然而，在有線無(wú)線混合網(wǎng)絡(luò)中，高的BER，信號(hào)衰退和中斷成為影響丟包不可忽略的因素，在有線無(wú)線混合網(wǎng)絡(luò)中，TCP造成吞吐量的大幅度下降。 本文中，我們首先介紹了當(dāng)前混合網(wǎng)絡(luò)中主要擁塞控制算法的研究進(jìn)展，探討了進(jìn)一步增強(qiáng)

4、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境性能應(yīng)該注意的一些研究方向和研究趨勢(shì)。并對(duì)TCPW算法在高誤碼率無(wú)線環(huán)境下與各種傳統(tǒng)中間節(jié)點(diǎn)算法結(jié)合的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，從仿真實(shí)驗(yàn)中，我們可以看到：第一，不同的傳統(tǒng)中間節(jié)點(diǎn)算法對(duì)TCPW算法的性能沒(méi)有明顯影響，傳統(tǒng)的中間節(jié)點(diǎn)算法在高誤碼率無(wú)線環(huán)境中不再適用。第二，TCPW不能區(qū)分擁塞丟包和無(wú)線丟包，在高誤碼率無(wú)線環(huán)境下，TCPW算法還有很大的性能提升空間。 接著，我們分析了RED和ECN算法的包標(biāo)記機(jī)制，以及當(dāng)前X

5、CP和VCP的劃分擁塞程度的原理和實(shí)現(xiàn)方法，在此基礎(chǔ)上，基于它們的思想，利用IP頭中已有的空間位，無(wú)需修改現(xiàn)有的包結(jié)構(gòu)，提出了一種能適用于高誤碼率無(wú)線環(huán)境的簡(jiǎn)單有效的包標(biāo)記算法—CM算法，相對(duì)于傳統(tǒng)的中間節(jié)點(diǎn)算法，它能夠高效的將擁塞情況反饋給源端。仿真實(shí)驗(yàn)證明新算法具有更好的性能。 最后，針對(duì)高誤碼率無(wú)線環(huán)境下TCP Westwood不能區(qū)分丟包原因和性能仍顯不足的問(wèn)題，結(jié)合所提出的CM算法，在TCP Westwood算法的基礎(chǔ)