基于网络拥塞控制的SACK算法研究

论文摘要

自上世纪九十年代以来,以TCP协议为基础的Internet呈爆炸式增长,新型网络应用不断涌现,用户数量迅速增加,使Internet的流量急剧增加,由此而引发的网络拥塞已经成为制约网络发展和应用的瓶颈问题。拥塞容易造成传输延迟和吞吐量等Qos(Quality of Service)性能指标下降,严重影响了带宽、缓存等网络资源的利用率,因此有效地解决拥塞问题对于提高网络性能具有重要意义,如何更好地预防和控制拥塞一直是近年来国际上网络研究领域的热点问题。在此背景下,本文针对SACK(Selective acknowledge)算法的缺陷及存在的问题,进行了比较系统、深入的研究,提出了一种改进的SACK算法。并通过理论分析和网络仿真试验结果说明:改进型的SACK算法在大多数的情况下确实能够改善网络性能。本文的主要工作为:首先介绍了目前拥塞控制算法的研究进展情况,其中着重介绍了基于源端和基于链路的拥塞控制算法。其次,本文对SACK算法进行了研究,并针对该算法的不足提出了一种改进的SACK算法。最后,采用NS(NetworkSimulator)网络仿真软件对所提出的改进型SACK算法在链路利用率,相对公平性,数据包丢弃率的性能进行了仿真验证。通过仿真可以看出改进型SACK算法可以在一定程度上弥补原算法的不足,改善网络传输性能。论文的研究工作和结论对于研究和解决Internet的拥塞问题具有一定的参考价值。由于还没有在广泛的网络环境中经过大量的试验验证,因此还有待进一步的研究和改进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 计算机通信网络的发展情况
• 1.2 TCP拥塞控制的研究概况
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 TCP拥塞控制的基本算法
• 2.1 拥塞控制的基本概念
• 2.1.1 拥塞产生的原因
• 2.1.2 拥塞控制算法的评价标准
• 2.2 基于源端的TCP拥塞控制算法
• 2.2.1 相关概念说明
• 2.2.2 基于源端的TCP拥塞控制算法的四个基本过程
• 2.2.3 几种主要的源端TCP拥塞控制算法
• 2.2.4 显式拥塞指示ECN（Explicit Congestion Notification）
• 2.3 基于链路的TCP拥塞控制算法
• 2.3.1 "队尾丢弃"策略
• 2.3.2 主动队列管理策略
• 第3章 SACK算法的研究与改进
• 3.1 标准SACK算法的研究
• 3.1.1 标准SACK算法的简介
• 3.1.2 标准SACK算法的缺陷
• 3.2 改进型SACK算法
• 3.2.1 改进型SACK算法的提出
• 3.2.2 改进型SACK算法的理论分析
• 第4章 改进型SACK算法的仿真
• 4.1 仿真工具NS的简介
• 4.1.1 仿真工具的选择
• 4.1.2 仿真工具NS的网络模拟方法
• 4.2 两种SACK算法的仿真及结果分析
• 4.2.1 链路利用率的仿真及结果分析
• 4.2.2 丢包率的仿真及结果分析
• 4.2.3 带宽损失的仿真及结果分析
• 4.2.4 相对公平性的仿真及结果分析
• 结论
• 1.研究成果与经验总结
• 2.存在的问题与改进思路
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 研究生履历