異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸控制關(guān)鍵問題研究.pdf

1、近幾年來，Internet持續(xù)保持高速增長，其發(fā)展主要?dú)w功于萬維網(wǎng)的發(fā)展和多媒體應(yīng)用的層出不窮。同時(shí)，隨著通信硬件和蜂窩技術(shù)的突飛猛進(jìn)，在異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)上支持Internet業(yè)務(wù)成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。移動(dòng)主機(jī)要與Internet中的固定節(jié)點(diǎn)通信或者移動(dòng)主機(jī)之間跨越固定網(wǎng)絡(luò)通信，端到端的傳輸都必然要跨越有線和無線兩種媒體。所以異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸控制機(jī)制就成為研究的熱點(diǎn)之一。 擁塞控制是傳輸控制的一個(gè)重要組成部分，本文的主要目標(biāo)就是研究異質(zhì)

2、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下TCP/IP性能，以提供一種適應(yīng)于異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、穩(wěn)定性、鏈路利用率等方面的性能。 由于無線信道的傳輸特點(diǎn)和有線信道有很大的差異，所以傳統(tǒng)的擁塞控制機(jī)制在應(yīng)用于異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下時(shí)會(huì)因?yàn)闊o線鏈路的高誤碼率、高時(shí)延、受限帶寬、移動(dòng)切換等因素的影響而導(dǎo)致其性能的急速下降。 針對(duì)上述問題本文主要做了以下兩個(gè)方面的工作： 一：首先對(duì)目前存在的TCP方案進(jìn)行了分類研究，針對(duì)不同類型

3、的方案進(jìn)行整體的性能分析，并給出幾種常見的TCP改進(jìn)算法的技術(shù)比較。其次在此基礎(chǔ)上，針對(duì)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸控制的特點(diǎn)，提出了一種提高異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)TCP性能的改進(jìn)方案WMTCP。該策略保持了TCP協(xié)議端到端的語義和完整性。WMTCP算法引入了兩個(gè)參數(shù)：單向相對(duì)延遲和主動(dòng)探測(cè)模塊。通過統(tǒng)計(jì)分析單向相對(duì)延遲的值，可以有效地識(shí)別異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生丟包的位置，即區(qū)分有線鏈路或無線鏈路；主動(dòng)探測(cè)模AP的設(shè)計(jì)則是為了解決移動(dòng)切換造成的數(shù)據(jù)包丟失問題。本文對(duì)WMTCP

4、方案的設(shè)計(jì)目標(biāo)、主要思想、解決的問題、參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算、算法的流程等問題作了詳細(xì)的描述。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)證明該算法在異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中與TCPNewReno算法相比提高了系統(tǒng)的吞吐量，并且具有良好的公平性和友好性。 二：圍繞主動(dòng)隊(duì)列管理機(jī)制AQM展開工作。在探討現(xiàn)有主動(dòng)隊(duì)列管理機(jī)制的基礎(chǔ)上提出了一種適用于異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的主動(dòng)隊(duì)列管理算法ERQ，該算法采用ECN與AQM相結(jié)合的思想，改進(jìn)了原有ECN策略采用基于速率和隊(duì)列長度的主動(dòng)隊(duì)列管

5、理機(jī)制，該算法能夠在路由器端較準(zhǔn)確地識(shí)別擁塞狀態(tài)，并及時(shí)向端系統(tǒng)發(fā)送鏈路狀態(tài)信息。本文給出了該算法的主要思想、參數(shù)、算法流程等主要設(shè)計(jì)，最后通過仿真實(shí)驗(yàn)證明，ERQ降低了對(duì)參數(shù)minth、maxp的敏感性，提高了算法適應(yīng)性，并且在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、系統(tǒng)吞吐量、鏈路利用率等方面的性能均高于RED算法。 NS-2是目前國際上應(yīng)用廣泛的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，在分析和評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)性能方面發(fā)揮了重要作用，本文的所有實(shí)驗(yàn)均是在NS-2中進(jìn)行仿真分析的。