Hoc网络中基于EPLN对TCP协议的跨层改进

无线AdHoc网络中基于EPLN对TCP协议的跨层改进学生：宋亚东导师：葛卫民开题报告内容选题背景相关领域研究现状EPLN简介具体目标进度安排重要参考文献选题背景近年来无线AdHoc网络越发受到重视，已出现相关应用，且潜在应用很多；如军事无线通信、移动会议、紧急服务、传感器网络。在其诸多应用中，需要可靠数据传输。可靠传输协议TCP在无线环境下性能表现不佳。研究人员在通过跨层信息交互方式改进TCP性能方面进行了相关探索，取得了一些成果，但跨层思想仍是一个值得研究的开放领域。开题报告内容选题背景相关领域研究现状EPLN简介具体目标进度安排重要参考文献TCP不能区分拥塞丢包和路由失败丢包频繁的路由失败无线信道竞争问题⑩(隐藏终端、暴露终端等)现有方案试图解决的主要问题：主要跨层方案(涉及TCP):TCP-F③(TCPFeedback)ELFN④(ExplicitLinkFailureNotification)ATCP⑤(AdHocTCP)TCP-BUS⑥(TCPBufferingandSequenceinformation)－主要处理区分拥塞丢包和路由失败丢包－在TCP和路由层之间交互－使用路由层的反馈调整TCP可调CWL⑦(Adaptivecongestionwindowlimit)－主要处理无线信道竞争丢包－使用来自路由协议的RTHC动态调整CWL开题报告内容选题背景相关领域研究现状EPLN简介具体目标进度安排重要参考文献EPLN简介(1)概述EPLN⑧(EarlyPacketLossNotification)现有文献中一种跨层改进TCP性能的方案基于ELFN致力于处理因Mobility丢包对TCP的影响EPLN简介(2)基本思想以前的文献③④⑤⑥集中在让TCP仅得知路由失败当检测到路由失败，该节点会丢掉接口队列中去往下一跳的所有包，而TCP会因丢包超时。EPLN提出让路由协议得知丢失了哪些数据包路由协议将数据包信息(流,顺序号等)回送到SenderSender的路由协议将信息跨层反馈到TCPTCP进行Freeze，并发探测包收到ACK后，TCP退出Freezing状态，快速重传。对DSR中RouteError信息的扩展EPLN通过RouteError信息传递丢包通知在RouteError格式中增加可选字段conn_listconn_list字段中一个或多个conn_info结构每个conn_info记录包含来自同一个连接的丢包信息conn_info结构包含的字段：源节点地址、目的节点地址源端口、目的端口丢失数据包的顺序号集合其他EPLN简介(3)EPLN简介(4)TCPSender的行为：跨层交互当接收到的是ICMP包•若该ICMP包中携带的SN小于最大的已确认的SN或大于拥塞窗口所允许发送的最大SN，则丢弃该ICMP包•若此时TCP尚未frozen，则Freeze它；若解冻计时器空闲，则启动它，将thaw_seqno设置为ICMP包内的SN。如果数据包确定已丢，立刻重传。•若此时TCP已经frozen，并且SN小于等于thaw_seqno，则将thaw_seqno更新为ICMP包内的SN。如果数据包确定已丢，立刻重传。•若此时TCP已经frozen，并且SN大于thaw_seqno，如果数据包确定已丢，则在数组lost_pkt里记录它而不立刻重传。当收到ACK•TCP退出frozen状态，恢复CC机制，重传记录在lost_pkt里的数据包。开题报告内容选题背景相关领域研究现状EPLN简介具体目标进度安排重要参考文献工作目标概述在已有方案的基础上提出改进无线AdHoc下TCP性能的一种方案基于EPLN的跨层方式对EPLN进行扩充，并修改TCP的反应方式在NS2中实现该改进策略，进行仿真比较具体目标(1)MAC层区分造成LinkFailure的两种不同主要原因移动性无线信道竞争依据：移动性是移动AdHoc网络造成链路失败的主要原因①信道竞争对静态AdHoc网络链路失败起主要作用⑩前述的跨层方案中(TCP-F,ELFN,ATCP,EPLN等)都没有涉及MAC层，没有区分造成链路失败的原因。EPLN主要针对移动AdHoc网络，在静态AdHoc网络下性能提高相对不如前者具体目标(2)区分LinkFailure原因的方法选择在每个节点收集保存邻节点的相关信息分析下一跳节点最近历史信息依据Mobility造成LinkFailure时表现出渐变性，而ChannelContention则不是文献中有不少提前预测Mobility造成路由断裂的方法，其基本思想是分析最近一段时间的某些信息(如功率)的特征，做出预测可以借用其方法，监视并保存一定时间段的历史信息，当发生LinkFailure，分析是否可能是移动性造成的，做出判断后，在向路由层反馈时做出提示。具体目标(3)对DSR的RouteError信息中的conn_info进行再扩展以携带LinkFailure原因信息说明就是在conn_info中增加一个字段Sender的DSR在向上层发ICMP包时要包括该字段具体目标(4)Sender的DSR对应于该字段的动作若是Mobility，同EPLN的动作若是Contention，DSR并不删除”失败”路由，认为其继续有效，并将该路由的跳数值包含在ICMP包中向上传递给TCP具体目标(5)Sender的TCP对应于该字段的动作若是Mobility，同EPLN动作，FreezeTCP若是Contention，不Freeze，而是降低cwnd，将其设置为CWL，并以此为阈值继续AI过程；然后快速重传丢失的数据包说明CWL(CongestionWindowLimit)是可以动态调整目的是在充分使用网络容量的同时而避免网络拥塞CWL根据RTHC⑦(RoundTripHopCount)得来RTHC(RoundTripHopCount)决定CWL的原理BDP≤S*(n+m)＝S*RTHCBDP定义为：为充分利用网络capability应该设置CWL*S＝BDPCWL*S≤S*(n+m)＝S*RTHC当考虑MAC层协议是IEEE802.11时,RTHC/8≤CWL≤RTHC/4,取经验值1/5⑦具体目标(6)在NS2中实现该改进方案TCP选用Reno和NewReno路由协议使用改进后的DSRMAC协议仍使用CMU扩展的802.11/b在NS2中添加一个独立于协议栈的跨层模块，用于路由层、MAC层、PHY层之间的信息交互开题报告内容选题背景相关领域研究现状EPLN简介具体目标进度安排重要参考文献工作进度安排2006.5–2006.8阅读相关文献，熟悉NS2中TCP、MAC层实现2006.9–2006.10总结分析当前已有机制的特点和不足，提出改进策略2006.11–2007.3在NS2中分步实现改进方案，同时进行评估，并不断改进2007.4–2007.5撰写毕业论文参考文献(1)[1]A.Al-Hambali,E.Altman,P.Nain,“AsurveyofTCPovermobileadhocnetworks”,INRIAresearchreportN.5182,May2004.[2]X.Chen,H.Zhai,J.Wang,andY.Fang,“TCPperformanceovermobileadhocnetworks,”CanadianJournalofElectricalandComputerEngineeringCJECE)(SpecialIssueonAdvancesinWirelessCommunicationsandetworking),vol.29,pp.129–134,2004.[3]V.Kawadiaetal.,“AFeedback-BasedSchemeforImprovingTCPPerformanceinAdHocWirelessNetworks”,ICDCS’98,May1998[4]G.HollandandN.Vaidya,“AnalysisofTCPPerformanceoverMobileAdHocNetworks,”ACMWirelessNetworks,vol.8,no.2,Mar.2002,pp.275–88.[5]J.LiuandS.Singh,“ATCP:TCPforMobileAdHocNetworks,”IEEEJSAC,vol.19,no.7,pp.1300-1315,July2001.[6]D.Kim,C.Toh,andY.Choi,“TCP-BuS:ImprovingTCPPerformanceinWirelessAdHocNetworks,”J.Commun.andNet.,vol.3,no.2,June2001,pp.175–86.[7]K.Chen,Y.Xue,andK.Nahrstedt,“OnsettingTCP’scongestionwindowlimitinmobileadhocnetworks,”inProc.IEEEICC’03,Anchorage,Ala.,May2003.[8]X.Yu,ImprovingTCPPerformanceoverMobileAdHocNetworksbyExploitingCross-LayerInformationAwareness,inProc.ofACMMOBICOM,Philadelphia,PA,USA,September2004.参考文献(2)[9]D.Johnson,D.Maltz,andJ.Broch,“DSR:Thedynamicsourceroutingprotocolformulti-hopwirelessadhocnetworks,”inAdHocNetworking,editedbyC.E.Perkins,pp.139–172,Addison-Wesley,2001.[10]Z.Fuetal.,“TheImpactofMultihopWirelessChannelonTCPThroughputandLoss,”Proc.IEEEINFOCOM,SanFrancisco,USA,Apr.2003.