無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)下“鄰居區(qū)域RED”的仿真及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、無(wú)線adhoc網(wǎng)絡(luò)具有許多不同于有線網(wǎng)絡(luò)的特性，而由這些特性帶來(lái)的大量的問(wèn)題至今為止并沒(méi)有得到完全解決，從而導(dǎo)致TCP業(yè)務(wù)在無(wú)線adhoc網(wǎng)絡(luò)中的性能不如在有線網(wǎng)絡(luò)中那么令人滿(mǎn)意。為了解決無(wú)線adhoc網(wǎng)絡(luò)中TCP流公平性問(wèn)題，洛杉磯加州大學(xué)的許開(kāi)心博士針對(duì)無(wú)線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，提出了一種網(wǎng)絡(luò)層解決方案——鄰居區(qū)域隨機(jī)提前檢測(cè)(NRED)機(jī)制。該機(jī)制將有線網(wǎng)絡(luò)中RED隊(duì)列管理機(jī)制擴(kuò)展到分布式鄰居區(qū)域隊(duì)列上，提前檢測(cè)擁塞，通知鄰居節(jié)點(diǎn)，并按照各

2、流占用信道的比例丟包，來(lái)提高TCP的公平性。但是，許開(kāi)心博士在仿真中采用了在MAC層測(cè)量信道利用率的方案間接實(shí)現(xiàn)了NRED機(jī)制，使得該方案變成了一個(gè)跨層的解決方案，違背了NRED機(jī)制提出的初衷，而且若不修改無(wú)線網(wǎng)卡，則很難在實(shí)驗(yàn)床上實(shí)現(xiàn)。 為了驗(yàn)證NRED機(jī)制的有效性和實(shí)用性，同時(shí)避免跨層，該文在仿真和實(shí)驗(yàn)床上都實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)層廣播隊(duì)列長(zhǎng)度的NRED方案。仿真和實(shí)驗(yàn)都證明了該實(shí)現(xiàn)方案的性能表現(xiàn)不能很好的與NRED理論相吻合。這主要

3、是由兩個(gè)原因造成的：首先，基于廣播隊(duì)列長(zhǎng)度的NRED機(jī)制的廣播報(bào)文投遞并不可靠，尤其是在擁塞嚴(yán)重的鄰居區(qū)域內(nèi)這種廣播更加不可靠；其次，由于實(shí)驗(yàn)中各點(diǎn)實(shí)際的鄰域隊(duì)列長(zhǎng)度和通過(guò)MAC層信道利用率間接計(jì)算出來(lái)的并不一致，這造成了擁塞程度的判斷與理論不一致。所以該文認(rèn)為基于廣播隊(duì)列長(zhǎng)度的NRED實(shí)現(xiàn)方案很不理想。 為此，該文又提出了兩種新的基于被動(dòng)測(cè)量的公平性解決方案——基于傳輸延遲測(cè)量的方案和基于帶寬測(cè)量的方案?；趥鬏斞舆t測(cè)量的方案

4、是對(duì)NRED機(jī)制的改進(jìn)，該文讓每個(gè)節(jié)點(diǎn)測(cè)量自身數(shù)據(jù)包從離開(kāi)MAC層緩沖區(qū)到成功收到ACK的時(shí)間延遲，并以此作為判斷鄰域擁塞情況的標(biāo)準(zhǔn)，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)丟包率，以減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，達(dá)到提高公平性的目的。文章給出了該方案的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，關(guān)鍵算法和基于Linux實(shí)驗(yàn)床的實(shí)現(xiàn)方案。基于帶寬測(cè)量的方案中是全新的網(wǎng)絡(luò)層公平性解決方案，該文讓每個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)通過(guò)該節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流的吞吐率，當(dāng)達(dá)到某一閾值時(shí)，該文就認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)在信道競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該暫停傳輸數(shù)據(jù)，給其它節(jié)