论文摘要
随着无线技术的逐渐成熟,无线网络已经融入互联网络,并成为其中的重要组成部分。从发展现状看,互联网络在其边缘出现了无线化的特性,传统的传输控制协议因此出现了新的问题。无线/有线混合网络中除了拥塞丢包之外,物理层特殊传输介质的中断、链路层媒体接入控制的失败、网络层动态路由的变化,都可能引起丢包,传统TCP把所有的丢包原因简单归结为网络拥塞而盲目采取控制策略,这样就极大地降低了TCP的性能。因此在由不同特性的链路组成的混合网络中如何优化TCP的传输性能,是一个值得研究的重要问题。本文在分析无线/有线混合网络环境的基础上,针对传输控制协议存在的问题展开研究,围绕丢包区分、拥塞感知和跨层优化等方面寻找解决问题的途径。主要研究工作包括:1、提出了一种基于队列管理的自适应丢包区分算法A BQM,通过动态调节与拥塞丢包特征相匹配的显式标记方式,提高了丢包区分的能力。实验表明,该算法能够适应网络状态的变化,区分准确率高且实现简单。2、提出了基于ECN反馈序列进行拥塞概率统计的CP ECN方法,该方法能够对网络状态进行更为合理的预测。实例及实验均证明预测的结果与混合网络的实际情况相符。3、将CP ECN方法应用到两种TCP协议:Reno和Westwood中,并分别在NS2和基于Linux的试验床上进行了性能测试,结果表明该方法能够进一步提高TCP在混合网络中的传输效率,协议的公平性和友好型也较为理想。4、提出了一种跨层显式拥塞反馈机制,通过提取MAC层拥塞测度,将拥塞感知的范围扩大到无线网络低层。同时能够与有线部分原有的显式拥塞反馈机制共同作用,自适应地优化混合网络拥塞控制的性能。5、针对距离基站不同跳数的TCP流之间不公平性问题,提出了一种基于跨层显式拥塞反馈的解决方案。该机制建立在拥塞控制的基础上,同时满足了网络资源分配的高效性和公平性,与已有的解决方法相比,具有更好的吞吐量和公平性。建立高效的差错控制机制和使用丢包区分算法能够保证混合网络的传输效率,精确的拥塞感知和跨层的优化设计将显著提高混合网络的服务质量。本文从以上几个方面展开了深入的研究,提出了实用的方案,获得了预期的效果。本文的工作能够有力推动边缘无线化网络的发展。随着研究成果应用于移动产品,可以抵抗恶劣的网络环境,为用户提供更加丰富、稳定的服务。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 无线/有线混合网络概述1.2 网络拥塞控制1.3 本文主要工作1.4 论文的结构第二章 传输控制协议研究现状2.1 面向Internet的传输控制技术2.2 面向高速网络中的传输控制协议2.2.1 基于丢包反馈的协议2.2.2 基于路径延时反馈的协议2.2.3 基于显式反馈的协议2.3 面向无线网络中的传输控制协议2.3.1 链路层策略2.3.2 基站策略2.3.3 端到端策略2.4 几种典型TCP协议的性能比较2.4.1 网络性能测试环境2.4.2 TCP协议在Linux下的实现2.4.3 Linux测试床中TCP的性能分析2.5 小结第三章 一种基于队列管理的丢包区分方法3.1 相关研究工作3.1.1 基于端到端测量的丢包区分3.1.2 基于底层信息的丢包区分3.1.3 基于显式反馈的丢包区分3.1.4 全局控制的方法3.1.5 总结和比较3.2 BQM方法及其存在的问题BQM方法'>3.3 ABQM方法BQM思路'>3.3.1 ABQM思路BQM描述'>3.3.2 ABQM描述BQM理论分析'>3.3.3 ABQM理论分析3.4 性能测试3.4.1 不同实验中区分正确率的比较3.4.2 影响区分准确率的因素分析3.4.3 TCP性能的比较3.5 小结第四章 基于ECN的拥塞感知机制4.1 ECN的拥塞感知策略4.1.1 AQM机制4.1.2 ECN及其实现4.2 ECN机制与TCP的相互作用4.2.1 ECN行为建模4.2.2 ECN机制对TCP行为的控制4.2.3 WECN机制对TCP行为的控制4.3 拥塞概率及其预测4.3.1 拥塞概率的定义4.3.2 拥塞概率与网络拥塞状态相关性研究ECN方法描述'>4.3.3 CPECN方法描述4.3.4 两个场景的分析ECN影响的讨论'>4.4 标记方法对CPECN影响的讨论4.4.1 单个TCP流的队列模型4.4.2 多个TCP流的队列模型4.5 小结ECN在TCP协议中的应用及其性能测试'>第五章 CPECN在TCP协议中的应用及其性能测试5.1 混合网络TCP存在的主要问题ECN在Reno和Westwood中的应用'>5.2 CPECN在Reno和Westwood中的应用5.3 Linux测试床上的性能测试5.3.1 ECN机制在Linux操作系统上的实现5.3.2 Linux测试床的结果分析5.4 NS2中的性能测试5.4.1 没有链路丢包时TCP的吞吐量分析5.4.2 存在链路丢包时TCP流吞吐量分析5.4.3 加载UDP流后TCP吞吐量分析5.4.4 公平性和友好性分析5.5 小结第六章 融合跨层拥塞通告的TCP设计6.1 无线网络中的跨层设计6.2 跨层的显式拥塞反馈机制6.2.1 无线网络MAC层拥塞测度的提取6.2.2 基于跨层显式拥塞反馈的TCP协议6.2.3 跨层显式拥塞反馈的实现6.3 实验数据及其分析6.3.1 单跳无线/有线混合网络的性能分析6.3.2 多跳无线/有线混合网络中的性能分析6.4 小结第七章 无线Mesh网中保障公平性的跨层TCP协议设计7.1 无线Mesh网络及其问题概述7.1.1 无线Mesh网络的结构和特点7.1.2 无线Mesh网的问题及分析7.1.3 不公平性问题的研究现状7.2 基于跳数的不公平性问题及其分析7.3 基于跳数的跨层ECN方法7.3.1 跨层ECN方法的应用7.3.2 基于跳数的跨层ECN方法7.3.3 协议设计7.4 性能分析7.4.1 典型拓扑中的性能测试7.4.2 多分支拓扑中的性能测试7.5 小结第八章 结论与展望8.1 主要结论8.2 后续工作展望致谢参考文献攻博期间参与科研项目情况及发表论文情况
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标签：拥塞控制论文; 主动队列管理论文; 跨层设计论文;
