论文题目: 基于IPv6数据包标记的网络拥塞控制算法的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 计算机应用技术
作者: 叶晓锋
导师: 程明
关键词: 网络拥塞控制,带宽估计,队列管理
文献来源: 天津理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在过去的十几年时间内,因特网得到了爆炸式的增长。虽然网络带宽容量也有了飞速的增长,但由于用户数量的增加和各种新型应用的出现,使Internet的流量急剧增长,网络负载反而比以前更加严重,甚至引发了网络拥塞。网络拥塞会导致传输延迟和吞吐量等QoS性能指标下降,严重影响带宽、缓存等网络资源的利用率。解决网络拥塞对于提高网络的性能和利用率具有重要意义。本文首先总结了网络拥塞控制的发展历程,分析了网络拥塞控制的研究现状和存在的不足。指出目前的网络拥塞控制策略从实施位置上可以分为基于终端的端到端拥塞控制和基于网络中间交换节点的队列管理算法。端到端的拥塞控制的核心思想是通过数据发送端的速率调节来适应网络的实际状态。最常用的拥塞控制算法包括了慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复,有很多学者对其进行了分析和改进,但加性增加倍乘减小的基本思想并没有发生变化。在这种控制策略下,网络被视为一个黑箱,算法探测性的调节发送速率以适应网络状态的变化。这种控制策略在今天的高速宽带网络环境下已经不能使终端能快速准确的使用网络状态的变化。本文根据目前拥塞控制算法中存在的不足,提出了一种端到端拥塞控制和队列管理相结合的拥塞控制策略。在数据发送端,当其得知网络的状态变化时,立即根据等效估计带宽调节发送速率,适应网络的变化。第四章介绍带宽估计算法的基本原理及实现方法。关于网络拥塞状态的检测,本文通过中间交换节点的队列管理算法实现。算法对队列中的数据包进行分析,统计节点所处理的数据流的数目。当节点所处理的流数目增加,网络负载加重时,节点通过包标记算法给相应的数据包加上标记,通知终端调节发送速率,及时适应网络状态的变化。由于基于IP的因特网是一个无连接的分组交换网络,这给中间交换节点数据流数目统计带来了问题,本文的第五章对此作了分析并提出了相应的解决方法。最后,我们在NS环境下对算法的性能作了仿真分析,取得了较为满意的效果。在第六章对本文的研究内容作了总结,并提出了进一步的研究方向。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究意义
1.2 拥塞控制的研究与发展
1.3 存在的问题
1.4 本文的内容及主要工作
第2章 TCP 拥塞控制
2.1 拥塞的定义
2.2 拥塞控制概述
2.3 流量控制与拥塞控制的关系
2.4 TCP 流量控制的基本原理
2.4.1 TCP 报文头
2.4.2 TCP 的滑动窗口机制
2.4.3 重传策略
2.4.4 确认策略
2.5 自同步机制
2.6 加性增加倍乘减小
2.7 重发超时管理
2.7.1 RTT 方差估计(Jacobson 算法)
2.7.2 指数RTO 退避
2.7.3 Karn 算法
2.8 窗口管理
2.8.1 慢启动
2.8.2 拥塞避免
第3章 基于模拟实验的TCP 拥塞控制算法的分析
3.1 TCP 拥塞控制算法
3.1.1 Tahoe TCP
3.1.2 Reno TCP
3.1.3 New-Reno TCP
3.1.4 SACK TCP
3.2 模拟实验
3.2.1 模拟实验场景
3.2.2 一个分组被丢弃
3.2.3 有2 个分组丢失的场景
3.2.4 3 个分组丢失的模拟实验
3.2.5 4 个分组丢失的模拟实验
3.3 小结
第4章 基于带宽估计的TCP 拥塞控制算法
4.1 等效链路带宽估计算法
4.1.1 基本原理
4.1.2 与Westwood 间的差异
4.2 等效链路带宽估计的实现
4.3 基于链路带宽估计的网络拥塞控制算法
4.4 小结
第5章 数据包标记算法
5.1 引入包标记的必要性
5.2 ECN ：显式拥塞通知
5.2.1 IP 中的显式拥塞通知
5.2.2 传输协议对显式拥塞通知的支持
5.3 基于流的包标记算法
5.3.1 包标记算法的协议支持
5.3.2 统计路由器中数据流的个数
5.3.4 包标记
5.4 仿真实验和性能评价
5.4.1 跟踪拥塞控制窗口cwnd
5.4.2 算法的改进过程
5.4.3 吞吐率的比较
5.5 小结
第6章 总结与展望
附录 网络仿真软件NS
参考文献
致谢
发布时间: 2007-08-01
参考文献
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