长距离高带宽环境下FAST TCP的结构与性能分析

FASTTCP是一种全新的面向长距离高带宽环境的TCP协议,它从根本上改变了传统TCP的拥塞控制机制。本文详细介绍了FASTTCP的结构组成,并从带宽利用率、TCP友好性以及公平性等多个方面对它的性能与传统TCP进行了比较分析。证明了它在长距离高带宽环境下较传统TCP具有非常大的优势。     

大数据量TCP友好视频流传输拥塞控制研究

分析TCP友好的拥塞控制机制.通过分析实时视频流传输过程中丢包事件的发生率来预测网络负载状况,并根据网络负载动态调整接收缓冲区大小.提出一种基于RTCP反馈的TCP友好(TCP-Friendly)拥塞控制方法,运用NS-2对该控制方法的TCP友好性、视频的回放质量进行试验和结果分析.     

基于FAST TCP稳定性参数选择改进方案

针对FAST TCP协议参数选择指导方案存在的缺陷,建立了包含窗口更新周期参数和指数滤波环节的FAST TCP网络拥塞控制时滞模型.通过分析得出其超越方程特征根分布在左半平面条件,提出了一种根据控制器增益参数、窗口更新周期和网络相关参数,来选择合适协议参数确保FAST TCP系统稳定的改进指导方案.NS2仿真验证表明,和相关指导方案相比,该改进方案具有更准确的选择范围和更广泛的应用范围.     

TFRC拥塞控制算法的改进研究

本文对TCP友好速率控制协议TFRC进行研究。针对算法中服务端在计算回路响应时间RTT所出现的抖动性问题,通过对历史RTT进行拉格朗日插值来计算下一RTT,一定程度上增强了对拥塞反映变化的平稳性。同时,利用网络模拟软件NS2对改进算法NTFRC进行仿真分析,结果表明NTFRC在TCP友好性、速率稳定性以及网络动态响应性等方面要优于TFRC。     

TCP友好速率控制算法及其在无线环境中的性能局限性

TCP友好的速率控制协议是为在Internet有线环境中的流媒体传输提供平滑数据发送率并和TCP协议兼容所设计.本文将分析和比较TCP友好的速率控制协议在有线和无线环境中的性能,并针对TCP友好的速率控制协议在无线环境中的局限性作相应分析.     

TCP友好速率控制算法及其在无线环境中的性能局限性

TCP友好的速率控制协议是为在Internet有线环境中的流媒体传输提供平滑数据发送率并和TCP协议兼容所设计.本文将分析和比较TCP友好的速率控制协议在有线和无线环境中的性能,并针对TCP友好的速率控制协议在无线环境中的局限性作相应分析.     

一种限定非TCP友好流最大界的网络拥塞模型

针对非TCP友好流不遵守拥塞控制协议,易抢占TCP友好流带宽的不公平性,设计一种保证TCP友好流传输公平性的(TCP-Friendly)的网络模型.首先分析非TCP友好流的传输特点,给出非TCP友好流传输模型,并且估计出其传输流量的最大值.然后在设计控制器时将非TCP友好流考虑成等价干扰,并在线估计其传输带宽从而限定其的最大带宽,设计控制律时利用不确定项的等价干扰方法,以便抵消网络不确定性的影响.仿真结果验证了该模型能有效地保证了TCP友好流的传输带宽的公平性且保持在网络参数变化时更好的鲁棒性.     

基于AIMD算法的TCP拥塞控制机制改进

基于AIMD算法的随机模型推导了当网络采用主动队列管理时的TCP吞吐率公式,提出了一种改进的TCP拥塞控制机制,新机制在发送端采用了修改过的AIMD算法,在接收端采用了RTT预测补偿机制,仿真结果表明,它在与现有TCP竞争带宽时具有TCP友好性,与普通TCP相比,其流量抖动较平缓并且可以在TCP连接具有不同RTT时提高宽带分配的公平性,因此适合于承载多媒体应用。     

基于历史特征的FAST TCP公平性改进算法

新建和已存在的旧FAST TCP连接估测的传播延时不同,它们无法公平地分配瓶颈链路的带宽。为了解决新旧FAST TCP连接的公平性,提出了一种改进估测FAST TCP传播延时的算法。在各连接无法通信的情况下,该改进算法利用新连接建立时,旧连接会表现RTT逐步增大和拥塞窗口逐步减小的特征。当旧连接发现这一特征出现时,就同步计算新的“传播延时”,从而使新旧连接具有相同的“排队延时”,公平地分配瓶颈链路带宽。NS-2仿真实例验证了该改进算法的有效性。     

一种基于最优层速率分配算法的动态分层多播方案

针对多播接收者的可用带宽异构性问题,提出了一种动态分层多播拥塞控制算法(DLM),DLM运用最优化层传输速率分配算法来自适应地满足接收者的异构性。DLM可以根据网络情况动态地调整分层的数量以及每一分层的层传输速率。仿真实验表明,该算法TCP友好,同时它可以提高系统的吞吐量。     

高速长时延拥塞控制的系统稳定性研究

对高速长时延拥塞控制的FAST TCP拥塞控制算法中的稳定性做了研究。提出了一种基于控制理论的网络流量数学模型,对方程线性化之后进行了拉普拉斯变换,得到一个带负反馈的线性窗口拥塞控制系统。对一条瓶颈链路上FAST数据流传输的情况,分析了窗口控制参数满足稳定条件下选择的范围,得出了参数满足稳定的充分条件。在分析结果之后,用ns2进行了仿真,结果与所得结论符合较好,证明了参数满足稳定条件所得出范围的正确性。     

An adaptive mechanism to guarantee the bandwidth fairness of TCP flows

End-to-end TCP (transmission control protocol) congestion control can cause unfairness among multiple TCP connections with different RTT (Round Trip Time). The throughput of TCP connection is inversely proportional to its RTT. To resolve this problem, researchers have proposed many methods. The existing proposals for RTT-aware conditioner work well when congestion level is low. However, they over-protect long RTT flows and starve short RTT flows when congestion level is high. Due to this reason, an improved method based on adaptive thought is proposed. According to the congestion level of networks, the mechanism can adaptively adjust the degree of the protection to long RTT flows. Extensive simulation experiments showed that the proposed mechanism can guarantee the bandwidth fairness of TCP flows effectively and outperforms the existing methods.     

面向高速对等网应用的拥塞控制机制

为改善现有拥塞控制机制在高速网络中带宽利用率偏低、稳定性不高和更好地应对急剧增长的对等网(P2P)应用流量,提出了一种以FAST为基础,应用大规模网络测量和模糊控制技术的拥塞控制机制.该机制利用分布在网络中的测量设施周期性获取网络状态信息,指导端系统选择适当的控制参数.单个和多个链路瓶颈条件下的仿真实验均表明,本文拥塞控制机制能够在高带宽时延积网络中获得更高的带宽利用率和稳定的排队时延,很适合于P2P等数据传输量大、连接持续时间长的流量的拥塞控制.     

基于性能服务的高速网络运输层拥塞控制解决方案

为改善高速网络拥塞控制性能,提出了一种2层结构的运输层解决方案。将TCP和UDP纳入同一个框架,利用上层的性能服务感知内部网络状态,然后在此基础上形成基于冗余分组的下层控制目标。由端系统组成的下层实体通过对时延和丢包的响应以窗口调节或速率调节的方式实现上层设定的公共目标。针对TCP和UDP协议,分别描述了下层端系统执行的拥塞控制算法。另外,为提高系统对测量误差的健壮性,控制目标推导过程使用了模糊推理技术。仿真实验表明,提出的拥塞控制方案,与TCP流竞争带宽的UDP流在达到TCP友好的同时保持了平滑的吞吐率输出,并且系统对合理范围内的测量误差表现出较强的健壮性。     

一类TCP网络系统的Minimax拥塞控制

研究一类带有用户数据报协议(user datagram protocol,UDP)流干扰的TCP网络系统拥塞控制问题.首先,建立了一个严格反馈非线性TCP网络系统模型,然后,利用反推(backstepping)技术和极小极大(minimax)理论,提出一个新的网络拥塞控制算法,并且给出了一个充分条件.在最大UDP流干扰存在的情况下,构建了一个状态反馈控制器,使得TCP网络系统渐近稳定.最后,对4种不同的情况进行了仿真,特别是在最大干扰存在时对4种控制方法进行了仿真对比,通过得到的仿真结果可以看出本文所提方法的可行性和优越性.     

无线网络接入点TCP流时间公平性

对无线网络接入点上下行TCP流存在的时间不公平性现象进行了研究,报告了无线网络接入有线网络存在的拥塞控制问题现状,提出了一种的无线网络TCP流公平调度算法。采用快速的TCP流优先发送方法,既保证了各流吞吐率公平性,又解决了慢速的TCP占用信道时间过多的问题,实现了各流占用信道的时间公平性。通过网络仿真实验证明,新的公平调度算法比传统的算法在性能上有较大的改进,达到了提高网络整体效率的目的。     

高速网络中基于AIMD的HSTCP拥塞控制算法的改进

HSTCP(高速传输控制协议)是高速网络中基于AIMD(加性增长和乘性减少)的一种新的拥塞控制算法,它能在高速度和大时延的网络中更有效地提高网络的吞吐率。文中针对HSTCP算法在公平性方面的缺陷对该算法提出了改进意见,改进算法通过引进参考因子r来动态预测拥塞的发生并调节窗口的增长方式,使窗口增长方式在TCP Reno模式和标准的HSTCP的方式之间切换。模拟结果表明HSTCP的改进方案对HSTCP流和TCP Reno流共存时的公平性有明显的改善。     

Logvegas:高速长距离网络中基于Vegas的拥塞控制机制

TCP Vegas是一个著名的传输控制协议,能在早期探测网络拥塞并成功阻止周期性的丢失数据包,但是在高带宽时延积网络中,TCP Vegas在包丢失后恢复到大窗口的行动迟缓,其拥塞控制算法的性能比较差;文章提出了TCP Vegas的一种改进版本的Logvegas,它基于历史拥塞窗口,允许在包丢失事件发生后按对数级速度恢复拥塞窗口;通过在ns2下进行的大量模拟实验表明,Logvegas可以取得比Tcp Vegas更好的传输性能.     

一种改进的核心无状态公平带宽分配机制

CSFQ(Core Stateless Fair Queue)算法在无状态网实现了如同有状态网那样好的公平带宽分配，但它的丢包算法是针对UDP流等非响应流导出的，不适用于TCP流．本文针对TCP流的特点提出了一种改进的CSFQ算法．算法主要改进有两点：(1)将缓存队列长度变化与丢包概率关联起来，用一种类似于RED(Random Early Drop)的缓存策略解决了缓存频繁溢出导致的一些问题，如公平共享速率的收敛问题；(2)对TCP流使用了与UDP流不同的丢包策略，彻底解决TCP流与UDP流的带宽分配公平性．仿真结果显示，当TCP流与UDP流共享拥塞链路时，在带宽分配的公平性方面，改进算法较原算法有了很大的性能提高．