基于網(wǎng)絡(luò)編碼的TCP協(xié)議(NCTCP)設(shè)計與研究.pdf

1、TCP協(xié)議是一種面向連接的、基于字節(jié)流的傳輸層協(xié)議，它是一種基于IP層服務(wù)的可靠的傳輸協(xié)議。由于其采用了擁塞控制，TCP能夠在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的時候，迅速地減少注入網(wǎng)絡(luò)中信息包的數(shù)量，因此保證了網(wǎng)絡(luò)在低誤碼率情況下有較高的吞吐量。但是如果網(wǎng)絡(luò)擁塞程度不高而誤碼率較高的時候，這種擁塞控制機制同樣會導(dǎo)致注入網(wǎng)絡(luò)中的信息包數(shù)量迅速減少，因此大大降低了此時的吞吐量，針對這種情況，本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)對TCP協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的協(xié)議能夠大幅度提高

2、了高誤碼率低擁塞率下TCP的性能，具體工作如下：
　　1．本文設(shè)計了利用網(wǎng)絡(luò)編碼層解決TCP在高誤碼率情形下吞吐量下降問題的新方法。網(wǎng)絡(luò)編碼層位于TCP層與IP層之間，能夠與TCP層和IP層進(jìn)行透明的交互。在發(fā)送端：TCP將數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)絡(luò)編碼層，網(wǎng)絡(luò)編碼層對來到的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地確認(rèn)，這樣TCP層就會不斷地將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)編碼層，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)編碼層接收到夠編碼的包數(shù)以后就立即進(jìn)行編碼。網(wǎng)絡(luò)編碼層同時直接與IP層進(jìn)行交互，編碼后的數(shù)據(jù)包直接遞交

3、到 IP層，發(fā)送端對接收到的反饋的 ACK時進(jìn)行屏蔽，這樣TCP層就仿佛在直接與IP層進(jìn)行交互，實現(xiàn)了對上層的透明服務(wù)。在接收端：網(wǎng)絡(luò)編碼層接收到IP層遞交的編碼數(shù)據(jù)包以后，將編碼包進(jìn)行分組緩存，待一組編碼包數(shù)量足夠解碼的時候立即解碼提交給TCP層，并向發(fā)送端發(fā)送解碼成功的信號，此時上層傳給網(wǎng)絡(luò)編碼層的數(shù)據(jù)包要根據(jù)用途的不同進(jìn)行不同的處理。
　　2．將隨機線性編解碼應(yīng)用到TCP數(shù)據(jù)流的傳輸中，設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)編碼層具體的應(yīng)答機制，包括分

4、組編碼、分組解碼、以及定時反饋等，保證了在誤碼率較高的時候編碼數(shù)據(jù)包能夠足數(shù)正確地到達(dá)接收端。論文還設(shè)計了發(fā)送端發(fā)送的流程，以及接收端接收的流程，并給出了具體流程圖。同時對網(wǎng)絡(luò)編碼首部格式進(jìn)行了具體的設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)編碼首部中包含標(biāo)志位、分組號和重傳數(shù)，保證了發(fā)送端以及接收端能夠?qū)κ盏降姆答伆途幋a包進(jìn)行相應(yīng)處理，接收端編碼包能夠正確分組解碼，如果不成功能夠重傳解碼需要的剩余個數(shù)。
　　3．基于 NS3網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，仿真了單跳情況與多跳