一种基于回路响应时间的无线网络拥塞控制机制

论文摘要

随着无线网络应用的不断发展和无线服务种类的不断增多,无线网络用户数量也迅速增长,使得Internet的流量急剧增长,以前只需要在有线网络中才考虑的网络拥塞问题也逐渐在无线网络中暴露出来。无线网络中拥塞控制机制对保证数据传输的稳定具有十分重要的作用,实施拥塞控制也是Internet QoS机制正常工作的必要前提。TCP协议是因特网上使用最为广泛的协议,它为用户提供了可靠的、健壮的端到端数据通信服务,其中TCP拥塞控制机制一直是保证因特网正常运行的关键技术之一。但是传统的TCP拥塞控制机制已经无法适应链路质量较差的无线网络环境,因此本文在传统TCP拥塞控制机制和无线网络特点的基础上提出了一种基于回路响应时间的无线网络拥塞控制机制(RTTBC)。在研究和实现RTTBC算法时主要研究成果如下:·对传统TCP拥塞控制机制进行了深入研究,仿真分析了各种已经存在的控制算法中的优缺点,特别是Reno算法和TCPWestwood算法中的优点和局限性;同时结合了无线网络本身的特点,形成RTTBC算法研究的切入点;·提出基于网络回路响应时间的快速慢启动算法,以加快网络从拥塞中的恢复,并结合拥塞避免阶段保持算法,在网络运行承受能力允许的情况下,延长网络高速传输的时间;·提出最佳回路响应时间的概念以更好地设置慢启动阈值,并通过最小回路响应时间和发送速率的乘积来判断无线网络中数据分组的丢失原因,同时判断数据分组丢失时网络的状态。在此基础上提出基于网络带宽估计的丢包处理算法,对无线网络由于链路问题导致的数据分组丢失而网络状态又较好的情况进行弥补性的处理;·选择更加优化的带宽估计算法,对RTTBC算法在有线网络中与传统TCP的公平性进行了相关研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和研究对象
• 1.1.1 网络与 TCP协议的总体发展现状
• 1.1.2 无线网络简述及发展状况
• 1.2 本文研究的主要对象及方向
• 1.2.1 TCP协议的拥塞控制机能及其在无线网络中的局限性
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作和成果
• 1.4 论文的主要内容和组织结构
• 2 TCP协议及网络拥塞控制
• 2.1 TCP/IP协议栈和网络模型
• 2.2 TCP协议
• 2.3 滑动窗口机制和流量控制
• 2.4 拥塞控制机制
• 2.4.1 概述
• 2.4.2 拥塞检测
• 2.4.3 TCP拥塞控制机制
• 2.5 TCP的不同版本
• 2.6 NS仿真器
• 2.6.1 NS简介
• 2.6.2 NS编程基础
• 2.6.3 NS中TCP模块处理过程
• 2.7 有线网络中传输层各拥塞控制算法仿真比较研究
• 2.8 本章小结
• 3 TCP在无线网络中的应用及网络层拥塞控制
• 3.1 传统TCP在无线网络中的应用
• 3.1.1 IEEE 802.11介绍
• 3.1.2 无线网络特点
• 3.1.3 马尔科夫（Markov）误码模型
• 3.1.4 无线网络下TCP性能仿真
• 3.1.5 TCP技术直接应用于无线网络的局限性
• 3.2 网络层拥塞控制
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 几种护层拥塞控制机制
• 3.2.3 网络层拥塞控制仿真研究
• 3.3 本章小结
• 4 相关研究
• 4.1 无线网络丢包类型判断
• 4.1.1 非拥塞数据分组丢失检测算法（NCPLD）
• 4.1.2 k-SACK选择确认算法
• 4.1.3 仿真研究及局限性分析
• 4.2 基于带宽估计的拥塞控制算法TCP Westwood
• 4.2.1 带宽估计算法的理论依据
• 4.2.2 TCP Westwood算法
• 4.2.3 带宽估计算法
• 4.2.4 仿真研究
• 4.2.5 局限性分析
• 4.3 本章小结
• 5 基于回路响应时间的拥塞控制算法RTTBC
• 5.1 基于回路响应时间的“快速”慢启动
• 5.2 基于回路响应时间和最大拥塞窗口的拥塞避免
• 5.3 基于回路响应时间的丢包处理
• 5.3.1 判断丢包的原因及网络状态
• 5.3.2 最佳回路响应时间
• 5.3.3 基于TCP Westwood改进的RTT-PLA算法
• 5.4 仿真实验
• 5.4.1 公平性评价方法
• 5.4.2 性能比较
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表学术论文和参加科研项目情况
• 参考文献