無線Ad hoc網(wǎng)絡TCP連接容量與擁塞控制研究.pdf

1、無線自組織(Ad hoc)網(wǎng)絡是一種無需基礎設施且具有自組織能力的分布式臨時自治網(wǎng)絡系統(tǒng)。無線Ad hoc網(wǎng)絡的易部署、終端可移動、靈活便捷以及可擴展等特性使之具有廣闊的應用前景，同時也成為其它新興無線網(wǎng)絡的基礎，因而得到了廣泛的研究與快速地發(fā)展。
　　TCP協(xié)議(Transmission Control Protocol)作為網(wǎng)絡架構(gòu)中傳輸層協(xié)議的主導角色被廣泛應用于無線Ad hoc網(wǎng)絡。然而，無線Ad hoc網(wǎng)絡的鏈路競爭、節(jié)

2、點移動性、無線信號沖突與干擾、信道不穩(wěn)定等一系列有別于傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡的問題嚴重影響TCP的傳輸性能以及整個網(wǎng)絡的性能。盡管大量已有的相關研究工作通過添加協(xié)議補丁、修改完善協(xié)議算法等方式，針對性地解決或緩解了許多TCP協(xié)議特別是TCP擁塞控制機制應用于該網(wǎng)絡時所產(chǎn)生的問題，但是，TCP依然面臨著無線Ad hoc網(wǎng)絡中各種問題的挑戰(zhàn)，這些問題需要更深入地發(fā)掘與研究以提高TCP性能。
　　本文研究主要分為如下兩個方面:
　　第一，T

3、CP連接瓶頸通常作為TCP擁塞控制的依據(jù)。然而，在基于IEEE802.11的無線Ad hoc網(wǎng)絡中，我們發(fā)現(xiàn)即使在節(jié)點靜止的情況下，也會有頻繁的路由失敗/變化，它們會使得TCP連接瓶頸不斷變化進而影響擁塞控制的準確性。在本文中，我們首先對路由失敗/變化問題進行深入研究，包括問題的實驗驗證，問題的主要導致因素分析以及問題對TCP性能的影響分析。其次，為了解決這一問題，取代傳統(tǒng)的限制路由變化的方法，我們充分利用按需路由協(xié)議在路由可變方面的動

4、態(tài)特性，并基于此為TCP流提出一個新的虛擬路徑(VRP，Virtual Routing Path)的概念，虛擬路徑是在路由多變情況下對TCP連接的每條可能路徑的瓶頸質(zhì)量的綜合權衡考慮，我們給出簡單有效的方法來評測虛擬路徑的質(zhì)量從而獲得準確的TCP連接瓶頸。基于評測結(jié)果，我們設計一個新的TCP擁塞控制機制稱作VRP-TCP來調(diào)整TCP發(fā)送狀態(tài)。
　　第二，TCP連接容量通常以帶寬時延積(BDP，Bandwidth-Delay Pro

5、duct)的形式來研究以提高TCP性能。然而，在無線Ad hoc網(wǎng)絡中，所發(fā)現(xiàn)的往返時延（RTT，Round Trip Time）劇烈抖動的問題會嚴重影響B(tài)DP的準確性，同時會影響TCP擁塞控制導致其對擁塞窗口的不合適調(diào)節(jié)以及重傳超時定時器(RTO，Retransmission TimeOut)的不準確計算，因而嚴重降低了TCP性能。在本文中，我們重新詮釋TCP連接容量的含義并將其定義為虛擬連接容量，基于此來分析RTT抖動具體如何影響T