混合網(wǎng)絡中高誤碼率下TCP擁塞控制機制的研究.pdf

1、在過去的十幾年中，通訊網(wǎng)絡經(jīng)歷了巨大的變革。包交換技術(shù)最終使傳統(tǒng)的語音網(wǎng)絡和數(shù)字網(wǎng)絡融合到一起成為統(tǒng)一的多媒體網(wǎng)絡，其范圍進一步擴展，將有線，無線，蜂窩網(wǎng)絡融合一體。有線/無線混合網(wǎng)絡已經(jīng)成為一個現(xiàn)實，而且無線網(wǎng)絡正在越來越多的融入到我們的日常通信當中。一直以來，TCP是當前最主要的網(wǎng)絡協(xié)議，90％的網(wǎng)絡流被TCP傳送。而現(xiàn)在，蜂窩技術(shù)、廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)，無線局域網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)等構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡的革命使網(wǎng)絡超越了地理和區(qū)域的限制。在綜合網(wǎng)絡(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)絡協(xié)議構(gòu)架。而在當今的網(wǎng)絡中，TCP/IP是最主要的通信協(xié)議體系。現(xiàn)在，大多數(shù)網(wǎng)絡運輸(包括Web accesses，E-mails，大數(shù)據(jù)傳輸，遠程終端等等產(chǎn)生的運輸)都是被TCP完成的。因此TCP需要去更改它原有的有線網(wǎng)絡的設計，以適應無線網(wǎng)絡所帶來的挑戰(zhàn)。 如何改進無線網(wǎng)絡的TCP性能一直是個很熱門的研究方向。在無線或有線無線混合網(wǎng)絡中，TCP

3、性能降低的一個重要原因是由于不能區(qū)分丟包是因為擁塞還是無線鏈路錯誤。傳統(tǒng)的TCP擁塞控制機制在有線網(wǎng)絡中工作的很好，丟包主要是因為擁塞導致，而因為無線錯誤產(chǎn)生的丟包被忽略不計，或即使有，每個窗口最多也不超過一個丟包。然而，在有線無線混合網(wǎng)絡中，高的BER，信號衰退和中斷成為影響丟包不可忽略的因素，在有線無線混合網(wǎng)絡中，TCP造成吞吐量的大幅度下降。 本文中，我們首先介紹了當前混合網(wǎng)絡中主要擁塞控制算法的研究進展，探討了進一步增強

4、無線網(wǎng)絡環(huán)境性能應該注意的一些研究方向和研究趨勢。并對TCPW算法在高誤碼率無線環(huán)境下與各種傳統(tǒng)中間節(jié)點算法結(jié)合的性能進行了實驗分析，從仿真實驗中，我們可以看到：第一，不同的傳統(tǒng)中間節(jié)點算法對TCPW算法的性能沒有明顯影響，傳統(tǒng)的中間節(jié)點算法在高誤碼率無線環(huán)境中不再適用。第二，TCPW不能區(qū)分擁塞丟包和無線丟包，在高誤碼率無線環(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算法的包標記機制，以及當前X

5、CP和VCP的劃分擁塞程度的原理和實現(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線環(huán)境的簡單有效的包標記算法—CM算法，相對于傳統(tǒng)的中間節(jié)點算法，它能夠高效的將擁塞情況反饋給源端。仿真實驗證明新算法具有更好的性能。 最后，針對高誤碼率無線環(huán)境下TCP Westwood不能區(qū)分丟包原因和性能仍顯不足的問題，結(jié)合所提出的CM算法，在TCP Westwood算法的基礎(chǔ)