多路径传输协议缓存研究分析

首先介绍了MPTCP协议的技术原理,其次对TCP协议和MPTCP协议的缓存大小和吞吐量的关系进行研究分析,根据研究结果提出了一个针对低延时、高带宽场景的缓存数学计算模型,用于计算MPTCP缓存大小,最后设计了一组本地实验和NorNet Core测试床实验进行分析.实验结果表明,根据模型所设计的缓存取值仅为当前Linux内核缓存默认值的一半,大大减少了资源浪费的同时传输也达到了吞吐量的最大值.     

MANET中基于延时响应的乱序数据包处理算法

在MANET中,节点的移动性会导致在接收端产生大量的乱序数据包,影响TCP协议的性能.提出了一种改进的TCP协议(TCP-D),通过延时触发拥塞控制算法,来提高TCP协议在MANET中的性能.对延时响应TCP协议的吞吐量分析表明,当网络中不存在乱序数据包时,改进协议可以获得类似于标准TCP协议的吞吐量,保证对标准TCP协议的友好性.仿真实验表明,在网络中存在乱序数据包的情况下,改进后的TCP算法可以获得较标准TCP协议更高的网络吞吐量,而在无乱序数据包的情况下,改进协议仍具有很好的公平性和友好性.     

基于数据流特性的MPTCP数据流调度算法研究

基于广域网中使用MPTCP协议进行数据传输时,由于短流的传输数据量小,每条子流的拥塞窗口在其生命周期内保持很小的状态,这使得1个数据包的丢失也可能导致超时现象发生,从而增大数据流的完成时间,为此,提出一种根据MPTCP数据流特性进行MPTCP数据流调度的算法MPTCP-FSFSm(multi-path TCP flow scheduling based on flow size)。首先,MPTCP-FSFS算法根据MPTCP数据流需要发送的数据量将MPTCP数据流分类;然后,发送端根据当前每条路径往返时延进行MPTCP数据流调度:对于短流,选择往返时延最小的若干条路径进行数据流传输;对于长流,使用所有的路径进行数据流传输。研究结果表明:与MPTCP相比,MPTCP-FSFS在保证长流吞吐率的基础上,能够明显降低短流的数据流完成时间,同时提高数据流平均吞吐率。     

基于MPTCP路径管理算法性能分析

介绍了MPTCP的4种路径管理算法,给出了MPTCP路径管理性能评价指标-带宽聚合效益(B)因子量化公式,并用其评价测试数据结果以帮助MPTCP协议研究者定量分析MPTCP的多路径传输性能,最后根据不同网络场景测试,通过性能评价因子(B)的计算证明了Fullmesh路径管理算法在多路径传输中性能最优.     

小缓存状态下数据包大小对TCP流性能的影响

从路由器缓存容量为出发点,着重研究了在不同缓存空间下,TCP流的数据包大小对路由器性能的影响.首先,通过建立两条流的理论模型,结合路由器的队列管理机制,分析了TCP流数据包大小对丢包率的影响,发现数据包越大,丢包率越高;其次,基于NS2仿真软件,建立了相应的网络拓扑,通过实验得出TCP流的数据包越大,丢包率越大,但是吞吐量也有所增加.     

一种新型的高吞吐量路由量度

在期望吞吐量路由量度的基础上,研究路径负载状况和链路干扰范围对路径性能的影响,将介质访问控制子层(Media access control,MAC)接口平均等待队列长度和MAC层向物理层递交数据的速率作为节点负载加入到路由量度中, 提出一种用于无线Mesh网络(Wireless mesh network)的新型路由量度,并将该量度应用于动态源路由协议DSR(Dynamic source routing protocol)协议中;通过仿真实验研究该路由量度中权值系数β的取值对网络性能的影响,并在仿真网络性能β最优时,分析比较期望吞吐量度和新型路由量度在网络吞吐量和数据包端到端延迟方面的性能.仿真结果表明:在数据流量较大、网络负载较大的多射频多信道无线Mesh网络中,新型的路由量度能够提供比期望吞吐量路由量度更准确的链路及路径性能的估计,使得基于该路由量度的路由协议能够选择数据位总传输延迟最小和总节点负载最小的路径,能够避开网络中的繁忙路径和拥塞节点,从而有效地提高网络吞吐量,降低数据包端到端延迟,实现网络的负载平衡.     

基于SDN流量测量的数据中心多路径传输研究

为了避免链路出现拥塞,针对数据中心流调度策略在进行数据流迁移尤其是大流的迁移容易产生数据流丢包并出现接收端数据包乱序,从而造成网络吞吐量降低的问题,基于SDN/OpenFlow架构,提出了一种采用熔断机制的动态路由算法F-TAM;同时,设计了新的测量方法来获取精确的链路状态时效信息,当算法被触发时能及时计算出合理的熔断时间,从而能充分利用网络中存在的多路径进行负载均衡,并解决了由于传输路径的不同时延所造成的接收端数据包乱序问题.实验结果表明:F-TAM能够利用网络中的冗余链路进行细粒度负载均衡并提升网络吞吐量,且不会出现接收端数据包乱序的问题.     

Ad Hoc网络AODV路由选择协议的改进

在移动Ad Hoc网络环境中,链路失效和路由改变的事件经常发生.TCP应用在这样的环境中性能是低下的,因为它总是认为数据包的丢失是由于网络拥塞造成的.提出一种改进的AODV路由协议(E-AODV),此协议在选路时会选择一条稳定的路径,进而提高TCP的吞吐量.仿真结果表明E-AODV协议是有效的.     

基于卡尔曼滤波的移动MPTCP的路径选择算法

针对异构网络中链路特点的不稳定性,提出了一种基于卡尔曼滤波预测传输延时优化多路径传输控制协议性能的方法。使用卡尔曼滤波预测传输延时,并把评估结果作为MPTCP传输路径选择的依据。模拟结果展示了本提议对传输延时的快速变化取得了好的抑制,并可以快速追踪传输延时的变化,因此提高了MPTCP的吞吐量,减少了包的重排,从而提高了总体效益。     

基于稳定路由的Ad Hoc网络TCP性能的改进

在移动Ad Hoc网络环境中,链路失效和路由改变的事件经常发生。TCP应用在这样的环境中性能是低下的,因为它总是认为数据包的丢失是由于网络拥塞造成的。该文提出一种改进的AODV路由协议(E-AODV),此协议在选路时会选择一条稳定的路径,进而提高TCP的吞吐量;仿真结果表明,E-AODV协议是有效的。     

复杂供应链网络资源传输数据自动调度方法

为了解决传统方法实时性较差、公平性极低、容易造成复杂供应链网络崩溃,以及无法有效调度拥塞情况下数据,导致调度性能下降的问题。研究了一种新的复杂供应链网络资源传输数据自动调度方法。分析了传输数据过程中出现数据包乱序现象的原因,发现在复杂供应链网络出现拥塞的情况下,拥塞部分和网络路由部分会出现很大的改变。针对拥塞部分进行调度时,对数据传输过程中拥塞状态下数据调度问题进行描述。结合公平性考虑,通过粒子群算法进行求解。针对路由部分进行调度时,考虑带宽预测与前向传输时延。对各子路径接收端成功接收数据包数量进行预测,依据子路径往返时延,完成对子路径的排序,按照顺序调度数据传输。在出现丢包情况时,通过最大ssthresh优先法对丢包重传路径进行选择。结果表明:所提方法可动态自适应调度不同路径的传输数据,分配比率相对稳定;接收缓存空闲空间变化较少,乱序数据包数量明显降低,拥塞窗口数量最低;公平性因子值明显低于其他方法。可见所提方法调度性能优,可达到复杂供应链网络资源传输数据调度要求。     

TCP在数据包随机延迟网络中的性能分析

TCP数据包在网络传输中发生错误有两种形式:丢包与延迟.已有的成果大多只对TCP在丢包网络中的性能进行了建模,缺少对TCP在随机延迟网络中的建模问题的研究,为此提出了一个TCP在随机延迟网络中的性能分析模型.首先给出并证明了判断数据包流是否为正序的充要条件;然后利用该条件得出数据包流正序出现的概率;最后根据模型分析了TCP在随机延迟网络中的性能.实验结果表明,所得出的数据包流在发生随机延迟后正序的概率与实验网络基本吻合,所提出的模型与不考虑延迟的模型相比,对TCP最大拥塞窗口均值的预测误差降低了43%,对其网络吞吐量性能的预测误差降低47%.     

TCP连接传输速率限制因素的测量和诊断

TCP连接的传输速率是很重要的一个网络性能指标.由于很多应用的性能都取决于它,我们往往需要找出TCP连接传输速率的瓶颈并进而提高.然而,TCP连接传输速率受到多种因素如丢包、瓶颈带宽以及发送接收端缓存的限制,分析起来比较复杂.本文描述了我们设计的一个工具,它通过分析TCP数据trace文件来确定连接发送窗口的受限因素并测量连接的RTT,使我们很容易确定连接传输速率的受限因素.实际网络测量表明该工具能够分辨多种传输速率限制因素.     

无线网络中模糊自适应显式窗口流量控制

将显式窗口自适应技术应用于无线网络中，设计出一种基于模糊逻辑的显式窗口自适应流量控制算法．该算法依据基站缓存的变化量，通过模糊推理和判断，自适应地调整通知窗口，并将结果以显式的方式反馈给发送端，使发送端的发送窗口能够快速响应网络负荷状况，从而避免了发生网络拥塞和丢失数据分组．仿真结果显示，采用所提算法可以提高网络吞吐量，降低缓存用量，特别是当无线链路误码率较高时，其网络吞吐量比Snoop算法可提高2．3倍，而缓存用量只有Snoop算法的40%.     

跨层自适应无线资源分配方案

提出了一种新的跨层自适应资源分配方案,该方案不仅考虑了业务数据到达的随机特性、数据缓存队列状态、业务时延等MAC层的QoS要求,还考虑了无线信道的时变特性和功率限制,并通过自适应技术实现了系统性能的优化.仿真结果显示,该方案提高了系统频谱效率、功率效率和系统容量,可以满足多用户实时业务的QoS要求,是一种适用于时变选择性衰落信道的资源分配方案.     

基于公平策略的核心无状态公平队列算法

提出了一种基于公平策略的CSFQ (Core-Stateless Fair Queueing )算法,通过动态阈值缓存管理机制,根据缓冲资源的占用率和数据流的到达速率共同决定丢包概率,减少了无谓、不公平丢包现象.根据非响应流UDP数据包空间分布特点,当网络拥塞时增加CHOKe机制对缓存进行管理,有效解决了响应流TCP和非响应流UDP之间的不公平问题.NS仿真实验表明,该算法在现实网络环境下能显著提高缓冲资源的利用率,保证了带宽在TCP、UDP数据流之间的公平分配.     

无线传感器网络公平性算法的分析

为了保证无线传感器网络具有较好的公平性,同时拥有较高的吞吐量,提出了一种基于公平性的多数据包发送调度算法.在该算法中,数据包是按照信源识别的方式来存放的.距离网关一跳范围外的节点,采用改进的最大最小公平性调度算法;距离网关一跳范围以内的节点,每次成功竞争信道后,若节点内各个堆栈都有数据包,则节点一次发送多个数据包,每个堆栈都发送一个.否则,节点等待空闲一段时间.通过对比仿真实验,网络具有较好的公平性以及较高的吞吐量.     

基于最小反馈时延的多径应答路径选择算法

当前互联网多径传输协议没有充分考虑路径差异性对协议设计的影响,难以有效地改善路径性能差异环境下多径传输的吞吐率。该文通过对多径传输协议吞吐率模型的分析,提出了一种基于最小反馈时延的多径应答(ACK)路径选择算法MFD。MFD算法通过网络测量选出反向时延最短的路径来传输应答分组,从而有效减小了各条路经的往返时延,进一步提高多径传输的吞吐率。给出MFD算法吞吐率和多TCP流吞吐率加和的比值关系,并估计出其上界,还通过模拟实验验证了比值关系的正确性。模拟实验结果表明:与现有的多径应答路径选择算法相比,MFD算法能获得更高的端到端吞吐率。     

基于多个Markov信道的联合自动请求重发协议

讨论了三种在多个并行的Markov信道上进行实时数据传输时使用的选择重发式自动请求重发(SR-ARO)协议.构造了一个简单的多信道数据传输模型.以此为背景,在原有的独立多信道SR-ARQ(IMSR-ARQ)和循环联合SR-ARQ(RJSR-ARQ)的基础上,提出了针对Markov信道的交叉联合SR-ARQ(CJSR-ARQ)协议.并对这三种SR-ARQ协议的性能,主要是数据包的重发尝试次数和接收端的重排缓冲区占用情况,进行了理论分析和软件仿真.结果表明,在仿真中假定的信道条件下CJSR-ARQ可以在保持系统吞吐率不变的情况下,减小数据包重发的次数以及重发次数在不同数据包之间的差别,同时显著地减小了重排缓冲区的占用率.     

可变长光分组交换的短包优先调度

为了解决因可变长光分组交换的输出队头阻塞问题造成分组的平均排队时延增加,分析了可变长分组的长度分布特点,提出了基于抢占方式的短包优先调度(PSPF)算法,以减少分组在输入排队中的平均等待时间。在PSPF算法中,短包可以抢占长包的传输时间而获得优先服务。分析和仿真结果表明当到达业务负载较低或中等程度时,采用PSPF算法可使短包的平均排队时延接近0,所有分组的平均等待时延减小,还保证了实时性TCP业务较低的平均等待时延。