無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)TCP性能優(yōu)化研究.pdf

1、無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)(Wireless Ad hoc Networks)是由一組帶有無(wú)線收發(fā)裝置的終端組成的臨時(shí)性自治系統(tǒng)，特別當(dāng)這些終端節(jié)點(diǎn)具有移動(dòng)性時(shí)，稱之為移動(dòng)無(wú)線自組網(wǎng)MANET(Mobile Wireless Ad hoc Networks)。節(jié)點(diǎn)不僅能作為終端主機(jī)工作同時(shí)還具有路由功能，兩個(gè)不在通信范圍之內(nèi)的節(jié)點(diǎn)間通信，可以通過(guò)多跳的中間節(jié)點(diǎn)的路由傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)。MANET配置簡(jiǎn)單、搭建快速、既可獨(dú)立存在又能作為末端子網(wǎng)接入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，

2、這使其廣泛地應(yīng)用于民用軍事通信領(lǐng)域。 然而，無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的鏈路競(jìng)爭(zhēng)劇烈，節(jié)點(diǎn)難以預(yù)期的移動(dòng)性造成路由變化頻繁，通信介質(zhì)不穩(wěn)定，這是一系列有別于傳統(tǒng)穩(wěn)定的有線網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題。TCP協(xié)議作為支撐上層應(yīng)用的經(jīng)典傳輸層協(xié)議，在無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中同樣面臨著一系列的問(wèn)題。提高TCP的傳輸性能，以使一些基于TCP的高層應(yīng)用能夠在無(wú)線Ad hoc環(huán)境中順利工作，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文的主要工作分為兩個(gè)方面： 第一，在

3、MANET中，節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性造成路由變化頻繁，然而原始TCP無(wú)法識(shí)別非擁塞丟包，于是在換路過(guò)程中盲目縮減窗口造成吞吐率的不必要下降。搶先式路由方法能提高路由穩(wěn)定性，它力圖在路由被預(yù)言即將斷開的時(shí)候向源節(jié)點(diǎn)發(fā)出警告，讓其在舊路由斷開之前完成換路。本文發(fā)現(xiàn)在該方法中，警告發(fā)起的時(shí)機(jī)是一個(gè)重要的因素。為提高預(yù)警精度，本文使用了一種基于鄰居節(jié)點(diǎn)移動(dòng)信息的更為精確的鏈路狀態(tài)描述手段，并分析了預(yù)警換路過(guò)程所需的反應(yīng)時(shí)間。通過(guò)這兩點(diǎn)，本文改進(jìn)了搶先式路

4、由的路由機(jī)制。 第二，在靜態(tài)的無(wú)線Ad hoc場(chǎng)景中，造成鏈路不穩(wěn)定的首要因素是競(jìng)爭(zhēng)性，這是由802.11協(xié)議和Ad hoc網(wǎng)絡(luò)特性決定的。鏈路的競(jìng)爭(zhēng)造成路徑的延遲帶寬乘積BDP(Bandwidth-Delay Product)遠(yuǎn)大于實(shí)際的容量。BDP是原始TCP協(xié)議增窗的指標(biāo)，它應(yīng)該是對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量的反映，然而在無(wú)線場(chǎng)景中，TCP協(xié)議將會(huì)使得窗口的增長(zhǎng)輕易超越網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際容量。過(guò)速增長(zhǎng)的窗口使得競(jìng)爭(zhēng)劇烈，丟包增多，路由中斷，窗口復(fù)位