基于MPTCP的數(shù)據(jù)調(diào)度研究.pdf

1、多路徑并行傳輸?shù)乃枷胧?以資源共享的方式，把數(shù)據(jù)流分發(fā)到多條鏈路上來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，從而降低網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備成本，實(shí)現(xiàn)接入技術(shù)多樣化，使利用多網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多路徑并行傳輸成為可能。2009年10月，IETF組織成立MPTCP WG工作組，負(fù)責(zé)multipath TCP(MPTCP)的標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。MPTCP是傳統(tǒng)TCP的擴(kuò)展，允許在一個(gè)連接中創(chuàng)建多個(gè)子路徑并行傳輸數(shù)據(jù)，提供多路的TCP服務(wù)。MPTCP能夠兼容傳統(tǒng)TCP和現(xiàn)有中間件

2、，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 目前，盡管多路徑并行傳輸有很多相關(guān)的研究和成果，但由于這些相關(guān)協(xié)議不支持現(xiàn)有的中間件，商用成本高，并沒(méi)有大范圍的使用，而MPTCP對(duì)現(xiàn)有中間件的支持使其大范圍使用成為可能，受到業(yè)內(nèi)學(xué)者的高度重視。
　　 本文通過(guò)研究現(xiàn)有的多路徑并行傳輸技術(shù)和MPTCP相關(guān)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，分析了MPTCP為實(shí)現(xiàn)多路徑并行傳輸而面臨的問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)有的研究成果，考慮到由于路徑擁塞引發(fā)的超時(shí)或重傳等問(wèn)題，將出現(xiàn)亂序而降

3、低傳輸效益，研究并給出了基于兩級(jí)隊(duì)列及發(fā)送窗口數(shù)的數(shù)據(jù)調(diào)度算法(DQS)，將發(fā)送端的數(shù)據(jù)包隊(duì)列分為兩級(jí)，利用發(fā)送窗口數(shù)并結(jié)合該子路徑的性能參數(shù)，合理分配各條子路徑需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包個(gè)數(shù)，減少亂序包的出現(xiàn)，降低接收端因數(shù)據(jù)包亂序?qū)е碌木彺孀枞?，提高傳輸吞吐?研究并給出了一種接收端流量控制策略(FCR)，將亂序的數(shù)據(jù)包暫存在子路徑的接收緩存中，利用TCP的窗口通告機(jī)制降低子路徑發(fā)送速率，避免路徑擁塞，在子路徑接收緩存耗盡時(shí)采用隊(duì)頭傳輸機(jī)制，

4、避免子路徑傳輸停滯，合理分配接收端緩存資源。本文重點(diǎn)研究了MPTCP協(xié)議的特性及當(dāng)中存在的問(wèn)題，為解決亂序和緩存阻塞問(wèn)題，給出DQS和FCR策略，同時(shí)給出了關(guān)鍵的策略思路及算法描述和詳細(xì)的流程圖。
　　 在現(xiàn)有的NS-3仿真軟件中，還沒(méi)有加入MPTCP協(xié)議模塊，本文在NS-3上加入由Google維護(hù)和更新的MPTCP協(xié)議模塊。根據(jù)DQS算法和FCR策略，修改相應(yīng)的協(xié)議模塊，并與傳統(tǒng)MPTCP機(jī)制進(jìn)行仿真和分析對(duì)比。仿真結(jié)果表明，