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TCP_SACK在无线环境中的性能研究与改善作者：胡晗学位授予单位：重庆邮电大学相似文献(10条)1.学位论文徐昌彪无线网络下TCP核心技术研究2002当代通信技术的发展，极大地提高了人们传递信息和获取信息的能力。然而，迄今为止，仍然不能实现对任何人、任何时间、任何地点和任何内容的信息交换。显然，要改变这种状况，必须依赖于无线通信及移动通信技术的发展和应用。因为，第一、无线网络能极大地减少建设成本，如节省了铺设电缆和维护电缆的开支；第二，无线网络能够在有线网络无法实现的地方建立，这对偏远的乡村尤其具有实际意义；第三，无线网络实现了无处不在的互连网访问。与有线网络相比，无线网络通常表现出高误码率、传输时延及时延抖动大、有限的链路带宽以及移动终端的频繁移动等特性，使网络通信性能和业务服务质量难于保证。这样，传统的TCP/IP协议也就无法直接适用于无线环境。同样，目前针对话音业务设计的移动通信网也不适于传送数据和多媒体业务。对无线网络中关键理论与技术的研究已成了当前网络领域一个重要的研究课题。本文集中探讨了无线网络下的TCP核心技术，以期能为改善无线网络下的TCP性能提供有价值的参考。TCP是目前Internet中广泛采用的传输控制协议，为各主机之间提供可靠按序的传输服务，在保障网络通信性能方面起着非常重要的作用。TCP设计主要针对系统稳定性、协议兼容性、业务公平性、资源利用率以及拥塞控制等问题。正如上面所述，由于无线网络具有一些有别于有线网络的固有特性，使基于有线网络而设计的TCP技术无法直接适用于无线网络。下面是本文在无线TCP方面完成的主要研究工作：1.探讨了无线网络下的TCP策略。主要涉及TCP差错控制策略、基于拥塞丢包的TCP拥塞控制策略以及基于误码丢包的TCP速率调节策略；2.讨论了无线网络下的TCP拥塞裁决技术和无线网络下的TCP隐式丢包检测技术；3.提出了一种显式误码丢包通知机制。即便是在高误码率、多段无线链路下，此机制亦能够有效快速地将误码丢包信息显式地告之数据源端；4.提出了两种基于拥塞丢包的TCP拥塞控制机制：DAIMD和基于资源加权分配的TCP拥塞控制。DAIMD主要解决TCP存在的数据发送速率波动性较大的问题；基于资源加权分配的TCP拥塞控制能够实现TCP业务间网络资源的加权分配，从而可有效实现服务质量的相对保证，改善网络的通信性能；5.提出了两套基于误码丢包的TCP速率调节方案：基于速率和基于窗口的TCP速率调节。其中每一套速率调节方案又可有多种具体的实现方式。短期内误码丢包较严重时，可以通过数据发送速率的降低来有效避免不必要的误码丢包，从而提高数据发送的可靠性，减少移动设备不必要的能源消耗和系统的额外开销，同时又不会过多降低系统吞吐量和加大系统时延。本文内容安排大致是这样的：第1章概述无线网络通信、无线TCP技术研究现状以及本文的主要工作；第2章简要介绍OSI参考模型与TCP/IP模型；第3章介绍基于有线网络而设计的TCP技术；第4章探讨无线网络中的TCP策略，主要涉及TCP差错控制策略、基于拥塞丢包的TCP拥塞控制策略以及基于误码丢包的TCP速率调节策略；第5章讨论无线网络下的丢包检测技术，详细分析一种显式误码丢包通知机制；第6章讨论无线网络中基于拥塞丢包的TCP拥塞控制，详细分析两种拥塞控制方案，给出仿真结果分析；第7章讨论无线网络中基于误码丢包的TCP速率调节，详细分析两套速率调节机制，给出仿真结果分析。2.期刊论文刘纯丽.LiuChunli移动无线网络中TCP协议改进研究-池州学院学报2009,23(6)TCP是Internet最常见的传输控制协议.本文首先介绍TCP协议的传输控制原理;然后讨论为什么传统TCP协议不适合移动无线网络,并分析移动无线网络中改善TCP协议的三种典型方法;最后总结出针对移动无线网络TCP协议改进的思路.3.学位论文奇兰涛Adhoc无线网络中TCP公平性的研究2003Adhoc无线网络具有一些有线网络所没有的特性,而由这些特性带来的大量的问题至今为止并没有得到完全解决,从而导致TCP业务在Adhoc无线网络中的性能不如在有线网络中那么令人满意.近年来人们已经在提高Adhoc无线网络中TCP的效率(即提高TCP的吞吐率)上作了大量的工作,而我们将研究的重点放在TCP公平性方面.我们发现在Adhoc无线网络中TCP流间存在着严重的不公平性,甚至出现独占信道(channelcapture)的现象,同时发现在有线网络中提出的公平性的定义和公平指数不可直接用于Adhoc无线网络.为此我们提出了关于Adhoc无线网络中TCP流的邻居区域最大最小公平性(NeighborhoodMaxMinFairness)的定义,及相应的公平指数.与Adhoc无线网络中公平性相关的因素有许多,其中最重要的两个因素是:空间复用约束特性以及空间位置相关性,这两个因素也是Adhoc无线网络独具的特性,因此在我们给出的上述定义中充分考虑了这两个因素.此外,我们还从传输层的角度,分析了Adhoc无线网络中TCP流不公平性的原因.并提出了一种网络层的解决方案——NRED机制.在NRED机制中我们将一个节点及其干扰节点看成一个邻居区域,并认为邻居区域所有节点的队列形成了邻居区域的分布式队列,同时,我们将有线网络中RED队列管理机制扩展到分布式邻居区域队列上,通过提前检测拥塞,通知邻居节点,并按照一个流占用信道带宽的比例丢包,来提高TCP的公平性.而且这种机制是在网络层实现的,不必对MAC层协议进行修改.仿真实验证明NRED机制可以极大的提高Adhoc无线网络中TCP的公平性,当然这种公平性的提高是以吞吐量的下降为代价的,文中也简要解释了吞吐量下降的原因.4.学位论文屠昊无线网络中TCP拥塞控制机制的研究与实现2006TCP协议是因特网上使用最为广泛的协议，它为用户提供了可靠的、健壮的端到端数据通信服务，其中TCP拥塞控制机制一直是保证因特网正常运行的关键技术之一。但是传统的TCP拥塞控制机制已经无法适应链路质量较差的无线网络环境，因为TCP最初是按照有线网络来设计的，在有线网络中网络拥塞基本上是分组丢失的唯一原因，因此TCP假设所有丢包是由网络拥塞引起，相比之下，无线网络具有较高的传输误码率，容易因传输出错而引起分组丢失，因此网络拥塞不再是数据丢失的唯一原因，如果继续沿用传统的TCP拥塞控制机制，就会造成传输速率的不必要降低，结果导致网络性能严重下降。因此在无线网络下如何有效改进TCP性能自然成了一项非常重要的网络研究课题。本文提出了一种基于自适应带宽估计的拥塞控制算法(AdaptiveBandwidthEstimationCongestioncontrol，ABEC)。该算法根据TCP确认报文返回信息来估计当前网络的实际可用带宽，在丢包时不盲目降低拥塞窗口，而是根据当前可用带宽来设置拥塞窗口，从而提高TCP吞吐量和网络利用率，改进TCP在无线网络下的性能。该算法相比以前算法有三个方面的重要改进：通过判断报文丢失的原因来选择合适的采样间隔时间，在丢失原因可能为网络拥塞时，增加取样间隔时间，以避免Westwood带宽估计偏高的问题，提高新算法和传统TCP算法之间的公平性，在丢失原因可能为传输出错时，缩短间隔时间，以尽量提高网络的利用率；根据网络状态自适应选择TCP的带宽估计响应程度，如网络抖动较剧烈，则尽量降低响应速度，保持TCP的稳定，如网络可用带宽发生永久变化，则提高TCP的响应速度，迅速适应这种新的变化，保证带宽估计的准确性；通过观察往返时延的变化来探测网络中路由的变化，带宽估计类算法需要准确获知端到端的最小往返时延，而路由的改变会使计算到的最小往返时延失效，导致带宽估计值偏低，因此本文通过观察往返时延的变化来判断路由是否发生变化，如发生变化，则更新最小往返时延，提高带宽估计的准确性。本文通过NS2仿真软件对ABEC算法进行了大量的实验，在各种不同网络环境中观察它的性能，并和其他的拥塞控制算法进行比较。仿真实验结果表明，ABEC算法不但能有效提高TCP在无线网络中的吞吐量和链路利用率，同时也能保证它在有线网络中和传统TCP的公平性，解决了Westwood带宽估计偏高、RE算法在无线网络中吞吐量偏低等问题，并且能够避免确认报文压缩、路由改变等特殊网络环境带来的影响。最后我们在Linux系统上将ABEC算法实现为一个内核模块，通过内核模块我们能够实时的切换Linux系统上的拥塞控制机制。实现后我们又在实际网络中对其进行了测试：无线网络中的传输性能和有线网络中与传统TCP之间的公平性。结果表明，ABEC算法能够在保证有线网络中和传统TCP保持公平的前提下充分利用无线网络中的链路资源，这个结果也是ABEC算法设计的出发点。本文的工作对于TCP拥塞控制机制的研究有着重要的意义，ABEC算法除了性能优越，公平性好之外，只需修改TCP的发送端，可部署性强，因此有应用到现实网络中的实际意义和进一步研究的借鉴价值。5.期刊论文徐昌彪.隆克平.杨士中无线网络下一种改进的TCP拥塞控制机制TCP_RD-通信学报2003,24(3)本文探讨了无线网络下误码丢包对TCP性能的影响,认为短期内误码丢包严重时,可以通过数据发送速率的降低来有效避免不必要的误码丢包,从而提高数据发送的可靠性,减少移动主机不必要的能源消耗和系统的额外开销.基于此,本文提出了一种改进的TCP拥塞控制机制TCP_RD,此机制实现简单,系统额外开销小,既能有效提高数据发送的可靠性,又不会过多降低系统吞吐量和加大系统时延.6.学位论文邓颖姝无线网络中TCP性能的改进方案2009TCP协议为因特网上的用户提供了可靠的、健壮的端到端数据通信服务，其中的TCP拥塞控制机制更是保证因特网正常运行的关键技术，无线网络中分组丢失和延迟通常是由于链路误码、本地重传或切换等原因造成的，传统的TCP把所有的分组丢失简单归因于网络拥塞策略的盲目性严重恶化了无线网络环境中TCP的性能，造成网络带宽的浪费和利用率低。鉴于传统TCP的基本假设在无线环境下不再适用，如何提高TCP在无线网络中的性能变成为目前研究的热点问题。论文首先对TCP协议的相关工作做了简要介绍，然后，深入研究了TCP在无线移动网络中的性能问题，并介绍了当前几种常用的TCP性能改进方案，包括端到端、分段连接、链路层的解决方案，对它们的优点、缺点和尚待解决的问题进行了综合的分析评价。之后详细介绍了ADHOC方案的思想，在借鉴了ADHOC的某些设计思路的基础上，提出一种新的基于端到端TCP改进方案。新方案可以区分拥塞、链路差错和路由更新三种状态，其判别主要在TCP目的端进行，并随时将判别的状态和检测到的事件通过数据包的ACK反馈给源端，从而使TCP源端采取相应的措施，以有效地提高TCP在无线网络中的性能。论文采用网络仿真工具NetworkSimulator(NS-2)对新方案的执行效果进行仿真，并将它与TCPNewReno、TCPELFN和ADHOC进行比较，实验结果验证了本论文提出的改进方案的正确性和有效性，通过对不同的移动拓扑环境下的仿真结果进行分析，确认了改进方案在无线网络环境下与传统TCP协议相比有很大的性能提高。而与其他现存的改进方案比较，由于本论文提出的改进方案是基于端到端状态检测，不需要中间节点的配合，并简化了算法的计算复杂度，使得其更易于实现。7.期刊论文陈作田.周金芳.陈抗生.CHENZuo-tian.ZHOUJin-fang.CHENKang-sheng无线网络TCP协议纯端到端解决方案研究-计算机应用2005,25(7)针对无线环境中误码率偏高的特点,着重讨论改善TCP协议性能的方案,并重点研究了纯端到端解决方案中的两种典型TCP协议:TCPW和TCP-Real协议.纯端到端解决方案保持了TCP协议端到端的语义.通过不同误码率下传输性能的仿真,表明两种协议在无线环境下性能均明显优于其他TCP协议.8.学位论文黄浩基于TCPW的无线网络TCP改进算法研究2008传输控制协议(TCP)被广泛应用