端到端實時通信業(yè)務(wù)的擁塞控制策略及改進.pdf

1、隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，作為第四媒體的網(wǎng)絡(luò)開始帶給人們更多形式的信息模式。實時通信業(yè)務(wù)在全球發(fā)展迅猛，基于IP的網(wǎng)絡(luò)己成為傳送實時通信業(yè)務(wù)的重要平臺。 TCP是IP網(wǎng)絡(luò)上主要的傳輸協(xié)議之一，其基于窗口的擁塞控制機制是目前Internet得以穩(wěn)定的一項重要保障。但是TCP協(xié)議和它的擁塞控制機制并不適于實時業(yè)務(wù)對于時延敏感和速率平滑的要求。于是另外一種重要的的傳輸層協(xié)議，即UDP協(xié)議被用來傳送實時業(yè)務(wù)。雖然UDP協(xié)議提供的是無連

2、接、不可靠的數(shù)據(jù)報服務(wù)，但是可以在它之上增加某些支持實時業(yè)務(wù)的協(xié)議和擁塞控制機制來滿足其對傳輸時丟包率、時延和平滑性的要求。 隨著實時業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上的迅猛發(fā)展，非TCP業(yè)務(wù)在Internet等網(wǎng)絡(luò)上的比例越來越大，以往不受擁塞控制限制的非TCP業(yè)務(wù)將不顧網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)維持自己的發(fā)送速率，可能導(dǎo)致TCP業(yè)務(wù)使用的帶寬越來越小直到停止，而且網(wǎng)絡(luò)中越來越多在中途丟棄并可能被重發(fā)的數(shù)據(jù)包甚至?xí)?dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的崩潰。因此，研究非TCP業(yè)務(wù)流的擁塞控

3、制機制，使之與TCP業(yè)務(wù)能夠公平地分配可用帶寬，即對TCP友好，有著重要的意義。 目前，已經(jīng)提出的用于對TCP友好的單播實時業(yè)務(wù)擁塞控制協(xié)議主要有RAP、LDA+和TFRC等。其中基于Padhye TCP吞吐率公式的TFRC（TCP Friendly Rate Control）算法是目前發(fā)展最好的TCP友好擁塞控制協(xié)議之一。其吞吐率的變化比較緩慢，適于傳輸實時業(yè)務(wù)，而且與TCP具有良好的公平性，已經(jīng)成為近年來研究工作的一個熱點。

4、 本文在仔細研究和分析了TFRC擁塞控制機制的基礎(chǔ)上，針對TFRC對于單向傳輸時延抖動缺乏針對性的控制，造成在擁塞的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中所傳送實時業(yè)務(wù)的質(zhì)量將受到數(shù)據(jù)傳輸時延抖動較大影響的問題，提出了改進算法TFRC-ODJ（improved TFRC algorithm aiming at controlling One-way Delay Jitters），以單向傳輸時延抖動為反饋信號來修正TFRC的發(fā)送速率，加強了TFRC算法的性能

5、，使之更適應(yīng)端到端實時通信業(yè)務(wù)的要求。并以NS仿真實驗驗證了在保持TCP友好性的同時，TFRC-ODJ算法相對于TFRC顯著地提高了單向傳輸時延的平滑性。 另外，本文還提出了一種基于接收端計算的對TCP友好擁塞控制算法TFRC-BRC（TFRC Based on Receiver’s Computing），主要目的在于減少發(fā)送端的處理負擔(dān)，由接收端來進行速率計算，以滿足有此類需求的實時業(yè)務(wù)系統(tǒng)的要求。通過NS軟件仿真，將TFRC