無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中以發(fā)送端為中心的PI擁塞控制算法研究.pdf

1、近些年無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)的研究具有更加重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。傳統(tǒng)擁塞控制協(xié)議在無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中性能表現(xiàn)不佳,使得對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中擁塞控制協(xié)議的改進(jìn)成為了當(dāng)前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)研究中的一個(gè)重要課題。
　　傳統(tǒng)TCP協(xié)議在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中性能表現(xiàn)不佳的根本原因是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線鏈路的錯(cuò)誤率遠(yuǎn)高于有線鏈路。為此,將自動(dòng)控制理論中的比例積分(PI)控制器引入到端到端的擁塞控制中,與網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制相結(jié)合,提出了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中

2、以發(fā)送端為中心的PI擁塞控制算法——TCP PI協(xié)議。本算法修改了使用丟包作為擁塞信號(hào)的擁塞控制方法,因此很好地緩解無(wú)線鏈路錯(cuò)誤丟包帶來(lái)的不良影響;同時(shí),它是將自動(dòng)控制理論與網(wǎng)絡(luò)擁塞控制結(jié)合的一種新的嘗試。
　　本文首先分析了研究的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其模型,對(duì)其進(jìn)行了抽象,提出虛擬路由器概念,并闡述了使用RTT作為網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)反饋信息的可行性。然后,介紹了TCP PI協(xié)議的擁塞控制原理。TCP PI協(xié)議在假設(shè)網(wǎng)絡(luò)初始穩(wěn)定的情況下,在協(xié)議的

3、慢啟動(dòng)階段計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中RTT值以及PI控制器的參數(shù)值。進(jìn)入擁塞控制階段之后,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來(lái)估算虛擬路由器緩存中的數(shù)據(jù)排隊(duì)隊(duì)長(zhǎng),將估算的數(shù)據(jù)隊(duì)長(zhǎng)與預(yù)設(shè)的目標(biāo)隊(duì)長(zhǎng)進(jìn)行比較,根據(jù)偏差值使用PI控制器計(jì)算發(fā)送端的數(shù)據(jù)發(fā)送速率。使用計(jì)算出來(lái)的發(fā)送速率計(jì)算周期內(nèi)的擁塞窗口,用于數(shù)據(jù)包發(fā)送,從而達(dá)到擁塞控制的目的。
　　在QualNet3.7網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境中,基于TCP Lite協(xié)議源代碼實(shí)現(xiàn)了TCP PI協(xié)議。通過(guò)大量仿真驗(yàn)證了TCP PI擁塞控