MANETs中可靠组播本地恢复与拥塞控制的联合设计

论文摘要

移动自组织网络(MANETs)中许多应用需要可靠组播业务来实现,而无线通信环境的特性对组播的实现造成了诸多限制。如何保证MANETs中组播的可靠性同时降低丢失恢复时延并提高网络吞吐量是可靠组播协议设计中最核心的问题。本文首先分析了在MANETs组播中本地丢失恢复与拥塞控制相结合的必要性。先以验证的方式结合SRM与CALM协议来分别剖析了本地恢复与拥塞控制机制对组播性能的影响。总结其各自工作的优点与不足之后,提出将二者结合起来,考虑如何有效的区分随机丢失与拥塞丢失的数据分组,从而针对不同类型的丢失来驱动不同的丢失恢复机制。这样的设计避免了源端不必要的降速,又保证了拥塞不会被进一步加重。针对设计中的关键问题,本文提出了具体的解决方案,包括了在本地恢复中如何减少冗余重传分组的数量,降低重传的次数。在拥塞控制部分提出了对数拥塞控制算法,来合理的控制组播拥塞控制阶段数据的传输速率。基于该联合设计思想,本文设计了在MANETs中的“联合本地恢复与拥塞控制机制的可靠组播”(Reliable Multicast protocol with Joint Local Recovery and Congestion Control,ReMLoC)协议,该协议是建立在树形组播组结构的基础上的。本文具体阐述了协议中的各种控制包在不同的组播组节点上的处理过程以及包头信息在处理中的改变。本地恢复与拥塞控制的结合在ReMLoC的各种包传输处理过程中得以实现,保证了两种机制的有效融合。最后,我们阐述了在NS中实现ReMLoC的方案。介绍了NS的实现结构,并讲解了ReMLoC中包的设计、接收端与发送端关键技术的实现。验证了其TCP友好性与在传输可靠性、丢失恢复延迟等性能方面的提高,证明了联合设计思想对MANETs组播中网络性能的改进。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和课题意义
• 1.2 主要工作与贡献
• 1.3 论文组织
• 第二章 MANETs 组播中本地恢复与拥塞控制的研究
• 2.1 MANETs 组播中本地丢失恢复策略研究
• 2.1.1 引入本地恢复策略的必要性
• 2.1.2 SRM 协议介绍
• 2.2 MANETs 组播中拥塞控制策略研究
• 2.2.1 组播中的拥塞控制策略
• 2.2.2 MANETs 组播拥塞控制协议CALM
• 2.3 在MANETs 组播中将本地恢复与拥塞控制机制相结合的必要性
• 第三章 ReMLoC 协议的设计
• 3.1 ReMLoC 的拥塞控制机制
• 3.1.1 ReMLoC 接收端的拥塞估计
• 3.1.2 ReMLoC 中接收端代表的选择
• 3.1.3 ReMLoC 发送端拥塞窗口控制
• 3.2 ReMLoC 的本地恢复机制
• 3.3 ReMLoC 具体流程
• 3.3.1 ODATA 的处理流程
• 3.3.2 NACK 的处理
• 3.3.3 RDATA 的处理
• 3.4 ReMLoC 的流程设计
• 第四章 ReMLoC 在NS 中的实现
• 4.1 仿真工具与环境
• 4.1.1 NS 中嵌入的Tcl、OTcl 与TclCL 介绍
• 4.1.2 N52 的应用场景与设计
• 4.1.2.1 C++对象的创建与删除
• 4.1.2.2 访问C++对象的属性
• 4.1.2.3 调用C++对象的方法
• 4.2 ReMLoC 在NS 中的实现
• 4.2.1 ReMLoC 发送端的实现
• 4.2.2 ReMLoC 接收端的实现
• 第五章 ReMLoC 性能分析与比较
• 5.1 ReMLoC 与PGMCC 的性能比较
• 5.1.1 不同丢失率下吞吐量的比较
• 5.1.2 ReMLoC 的TCP 友好性证明
• 5.1.3 接收端数量带来的影响
• 5.1.4 带宽限制带来的影响
• 5.2 ReMLoC 与UDP、SRM 的性能比较
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间主要研究成果