高速網(wǎng)絡(luò)擁塞控制研究.pdf

1、重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目高速網(wǎng)絡(luò)擁塞控制研究碩士研究生趙文波指導(dǎo)教師型登割巡學(xué)科專業(yè)鹽箕扭軟佳當(dāng)理詮論文提交日期2QQ窆笙壘且論文答辯日期坦2：』：!i論文評(píng)閱人答辯委員會(huì)主席2009年4月lO日重慶郵電大學(xué)碩士論文摘要摘要隨著高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益廣泛，擁塞控制機(jī)制的研究變得越來(lái)越重要。擁塞控制至少應(yīng)該包含兩部分：首先是要有源端算法響應(yīng)路徑中的擁塞，動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送速率；另一方面，要有一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)管理機(jī)制能有效地預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)路徑中

2、的擁塞程度，通過(guò)顯式或隱式的方法在擁塞發(fā)生前及時(shí)警告源端。目前研究適合高速網(wǎng)絡(luò)的TCP擁塞控制機(jī)制成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，一些研究者提出了一些新的算法如：STCP，HTCP等。這些協(xié)議都是通過(guò)修改發(fā)送窗口的增加減小模式來(lái)提高TCP在高速網(wǎng)絡(luò)中的性能。其中TCPW是以可用帶寬測(cè)量為基礎(chǔ)的新的TCP協(xié)議，對(duì)原有TCP協(xié)議改動(dòng)較小，具有較好R]盯公平性和較好的TCP友好性，在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中易于實(shí)現(xiàn)，但是TCPW仍存在一些性能缺陷。由于TCPW窗口增

3、長(zhǎng)仍采用線性增加模式，因此不能像其他協(xié)議一樣快速獲得更大的發(fā)送窗口，而且在該算法的慢啟動(dòng)階段仍然采用指數(shù)增長(zhǎng)模式，從而導(dǎo)致大量突發(fā)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，造成擁塞。中間節(jié)點(diǎn)控制由路由器擁塞控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)，主動(dòng)式隊(duì)列管理機(jī)制(AQM)是IEFT推薦的基于路由器擁塞控制關(guān)鍵技術(shù)，它和TCP端到端的擁塞控制相結(jié)合，是解決目前網(wǎng)絡(luò)擁塞控制問(wèn)題的一個(gè)主要手段。RED算法是AQM的一個(gè)典型，但其在算法穩(wěn)定性和參數(shù)敏感性方面存在缺陷。本文基于以上兩個(gè)算法，開展了

4、以下三個(gè)方面的工作。首先對(duì)TCPW算法進(jìn)行改進(jìn)，主要集中在以下兩點(diǎn)：一是在慢啟動(dòng)階段發(fā)送窗口較原有算法能較快的到達(dá)10個(gè)包左右，之后窗口增長(zhǎng)速度較原有算法有所減慢，這樣有利于短流傳輸和避免突發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)生，從而減緩擁塞；二是在擁塞避免階段采用基于當(dāng)前擁塞窗口大小的先快后慢的非線性增長(zhǎng)方式，使之更適合于高速環(huán)境。通過(guò)建立新算法的數(shù)學(xué)模型分析其穩(wěn)定性、RTT公平性和對(duì)TCP友好性，在此基礎(chǔ)上分別對(duì)以上兩點(diǎn)改進(jìn)采用NS2仿真方法加以驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)算法

5、較原有算法在高速環(huán)境下有更好的吞吐量和更有利于短流數(shù)據(jù)傳輸。另外本文在分析RED算法基礎(chǔ)上，提出了一種新的改進(jìn)型AQM算法——DRED算法。DI也D相對(duì)RED算法，能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整己。。參數(shù)，并且采用非線性函數(shù)代替原有的丟包率計(jì)算方法。通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整己。。來(lái)調(diào)整向源端發(fā)送擁塞通知的速率，維持隊(duì)列的穩(wěn)定；通過(guò)新丟包率計(jì)算方式，提高緩沖的利用率和使隊(duì)列長(zhǎng)度盡量穩(wěn)定于期望值附近。最后通過(guò)仿真來(lái)驗(yàn)證新算法更適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量的變化，保持隊(duì)列長(zhǎng)度的穩(wěn)定和丟包