无线网络中基于自适应带宽估计的跨层拥塞控制算法

TCP是一种主动探索网络可用带宽的传输层协议,在无线网路中,实时准确地探测链路可用带宽,动态调节TCP拥塞控制机制,是提高无线通信系统性能的有效方法之一。本文基于带宽测量技术,提出了一种无线环境下跨层TCP拥塞控制机制,通过探测TCP确认信号ACK返回速率和往返时间RTT,结合链路拥塞和物理层突发错误分布,实时探测可用带宽,对拥塞滑动窗口大小进行动态控制,并根据当前网络状态,动态设置慢启动阀值,保证网络资源的有效利用。仿真结果证明,此算法能有效地降低误码丢包率,提高系统的可靠性。     

不对称链路中ACK优先调度算法的研究

在带宽不对称网络中,分析ACK密集对TCP传输带来的影响,采(用ACK优先调度算法来提高传输性能,通过仿真验证了分析的结论.仿真结果表明在带宽不对称环境下采用ACK优先调度算法,可以减小报文的突发,减小ACK延时,提高链路利用率.     

TCP带宽估计算法

在有线网络或者误比特率较低的环境中，分组丢失往往是由于网络拥塞造成的，因此传输控制协议（TCP）能够良好运行；然而当TCP运行在高误码环境中，并且在遭遇误码丢包时，TCP拥塞窗口依旧盲目减半，没有能够充分利用可用带宽，从而导致其性能大幅度下降．近年来，提出了不少对TCP拥塞控制机中带宽估计算法进行改进的方案，以用来改进TCP在随机丢包链路中的性能．文中首先分析了在TCP连接中发送端实现的带宽估计算法所面临的问题，然后重点分析了几种带宽估计算法的准确性及其性能，同时讨论了带宽估计算法的准确性对协议的公平性产生的影响．     

TCP拥塞控制在网格计算中的应用

目前IP网络所应用的TCP拥塞控制机制是基于1988年Jacobson所设计的算法(慢启动和拥塞避免),虽然TCP在许多不同类型的网络中应用得很好,但在网格计算中,现有的TCP拥塞控制算法已不能有效工作.文章分析了TCP传统算法在网格计算中的缺陷,并提出在网格计算中使用新的TCP拥塞控制算法--一个新的带宽增减算法.     

一种改进的TCP连接初始阶段的拥塞控制模型

本文对TCP连接初始阶段的拥塞控制模型加以改进,以避免初始阶段大量丢包现象的发生.在改进模型中,发送方根据最初收到的ACK动态估计网络可用带宽,并以此计算初始的慢启动阈值ssthresh,并将拥塞发生后的ssthresh调整为网络数据包总长度的3/4.本模型包含慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复四个阶段.最后,我们的测试结果表明了改进的模型获得了更好的性能.     

一种改善与TCP Reno兼容性的TCP Vegas改进算法

在分析TCP Vegas及其相关改进算法优缺点的基础上,针对TCP Vegas在与TCP Reno共享带宽时存在不兼容的问题,基于TCP Vegas-A算法,引入相对队列时延的拥塞状态判断方法,提出了一种Vegas改进算法TCP Vegas-A+.新算法将路由器缓存占用量和相对队列时延相结合,把网络状态进一步细分成拥塞增加和拥塞减轻状态,以更准确地判断网络拥塞情况、适时合理地调整拥塞窗口.分阶段对各算法的拥塞窗口大小、所传输的分组数进行数学计算,分析Vegas-A+连接与Reno连接的兼容性,并与Vegas+连接与Reno连接的兼容性进行比较,同时利用仿真实验进行验证.数学分析和仿真结果表明,Vegas-A+算法能更准确判断网络状态,改善了与TCP Reno的兼容性,能和TCP Reno较公平地竞争带宽.     

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.     

一种认知无线网络中TCP拥塞窗口的在线学习方法

在认知无线电中,改进传输层协议提高吞吐量的方法引起了业界的广泛关注。采用可用带宽测量技术,提出了一种基于ACK时间间隔的在线学习方法(TCP-Learning)。该方法能够快速地学习到网络链路中可用剩余带宽;并能够快速调整TCP拥塞窗口。仿真结果表明,在链路处于良好状态下,TCP-Learning吞吐量略优于Reno和Vegas等传统拥塞控制算法,但在链路较差情况下,TCP-Learning吞吐量明显优于Reno和Vegas等传统拥塞控制算法。     

Ad hoc网络中基于带宽延迟估计的TCP拥塞控制

借助跨层交互机制,提出了一种利用MAC层估计的可用带宽和数据包的往返延迟调整源端发送速率的TCP改进方案.静态场景和动态场景的仿真结果表明,该方法可以减少TCP的平均慢启动次数,吞吐率比传统的TCP显著提高.改进后的TCP增强了对Ad hoc网络环境的适应性,从而提高了网络的性能.     

一种基于神经网络的无线TCP性能改进机制

传统TCP拥塞控制机制由于无法区分拥塞丢包与无线误码丢包,使其在无线环境中传输性能急剧恶化。从避免无线误码丢包出发,提出一种利用传统拥塞控制机制得到的参数（往返时间、重传数据量、拥塞窗口等）,基于无线环境的误码情况和神经网络算法进行TCP段尺寸调整的TCP性能改进方案。仿真结果表明,基于神经网络的TCP改进机制性能得到明显改善。     

基于BBR的NDN拥塞控制算法

随着网络传输带宽以及用户对实时应用需求的增加,如何在充分利用瓶颈带宽的同时降低缓存占用率以及传输时延,成为传输控制的一个新问题.提出了一种基于瓶颈带宽以及往返时延(round-trip time,RTT)的命名数据网络(named data networking,NDN)拥塞控制算法.该算法不使用传统的基于丢包的拥塞感知与调节方法,而是主动控制注入网络的流量,使其匹配链路的传输能力.通过在接收端对一定时间范围内反馈的即时带宽和往返时延进行统计,估计传输链路的瓶颈带宽以及物理链路延迟的值,配合由状态决定的增益来控制Interest包的发送速率以及窗口的大小.在ndnSIM模拟器中实现了该算法,并与ICP(interest control protocol)拥塞控制算法进行对比,证明了在充分利用瓶颈带宽的同时,该算法能够实现更低的传输时延以及更快的收敛速度.     

基于跨层协同的MANET网络拥塞控制算法仿真研究

移动自组织网络MANET因大量数据包发送、节点信道同步适应和动态无线拓扑变化等原因,易发生传输拥塞.传统拥塞控制的主动式队列管理算法,如拥塞随机早期检测算法(Random Early Detection,RED),根据缓存占用情况监测和判断拥塞,无法适应MANET网络MAC层信道监控发送的特点.针对这一问题,基于链路层MAC802.11的RTS/CTS重传机制,结合网络层缓存占用情况检测网络拥塞,提出IRED(ImprovedRED)算法,该算法通过跨层协同的机制实现拥塞控制.最后,通过NS2网络仿真工具验证IRED算法的性能.实验结果表明,IRED较传统算法在吞吐率、延时和传输抖动等性能上都有显著提高.     

区分协议类型的RED公平性改进算法

由于UDP协议无拥塞控制功能,与TCP流量竞争带宽时具有优势.早期互联网绝大多数流量均使用TCP协议,但随着以网络视频为主的新兴网络服务的广泛应用,使得传统的TCP流量在拥塞链路带宽竞争中不公平.为了提高路由器对TCP流量的公平性,对路由器队列管理中的随机早检测算法RED进行了研究,提出了区分协议类型的RED改进算法Flow-RED,并且在NS-2网络模拟器中实现了该算法,使得在拥塞链路中使用TCP/UDP协议的吞吐量大致相当.实验结果表明,此方法能够改善TCP流量的服务质量.     

基于拥塞预测门限的主动队列管理算法

为解决Drop Tail网关在拥塞后性能剧烈下降的问题,使新算法能简单地实现,并能根据网络状况变化自适应调整参数,提出了一种带显式拥塞指示(ECN)的主动队列管理(AQM)算法——带宽-延时积队列(BDPQ).该算法通过监视瓶颈网关中的缓存队列长度来判断拥塞状况,以带宽-延时积作为拥塞预测门限,如果缓存队列超过该门限,则根据显式拥塞指示策略标记离开队列的分组来向源TCP通知拥塞.仿真结果表明,该算法具有高的链路利用率、较低的平均队列和丢失率,以及较好的公平性能.     

基于RTCP的实时流式传输拥塞控制算法

提出了一种基于RTCP报告的实时流式传输拥塞控制算法——RCC算法(RTCP-based Congestion Control),解决了在传统IP网络中传输实时流媒体时的拥塞问题.算法以Padhye吞吐率模型为基础,利用RTCP报告携带的相关信息进行拥塞控制,一方面为发送速率的短期大幅变化进行了平滑处理,提高了流式传输的质量,另一方面使多媒体流的传输在与TCP流共存的时候具有较好的TCP友好性和较小的侵略性.     

无线Mesh网络中的传输层跨层设计研究

为了改善无线Mesh网络的传输性能,提出的跨层设计思想打破原有的网络模块化、标准化设计思想,在已有的各种支持无线Mesh传输层QoS跨层设计方案的基础上,分析总结了传输层TCP跨层设计的相关参数、设计方法,提出了一种联合传输层、MAC层、物理层TCP拥塞控制策略.通过RTT(往返时间)值,实时估计网络当前可用带宽,优化TCP拥塞控制策略.实验结合数据报文成功传输率与位误码率,提高了网络有效资源的利用率,改善了无线网络的性能.     

卫星网中基于时间戳的TCP拥塞控制算法研究

TCP(传输控制协议)拥塞控制机制直接使用在卫星网中存在很多不足。针对卫星网通信时延长、网络环境变化复杂的特点,利用TCP协议中的时间戳扩展选项,设计实现了一种改进的TCP重传和拥塞控制算法,能够根据RTT(RoundTripTime,往返时间)的变化对网络情况进行预测,从而及时重传数据包并调整窗口大小,仿真实验证明改进算法能够很好地提高TCP性能。     

一种适合校园网网内服务的拥塞控制算法

针对校园网拓扑结构和连接带宽的特点,提出了一种适合校园网内部服务器的TCP拥塞控制方法.该方法结合校园网的特点,利用已知的网络连接信息和网络拓扑信息,使拥塞控制的方法更加有效.仿真结果表明,改进的拥塞控制算法能够提高网络的传输效率.另外,该算法仅在发送端对协议进行修改,该算法的采用对整个网络几乎没有影响.     

不对称链路中ACK优先调度算法的研究

在带宽不对称网络中，分析ACK密集对TCP传输带来的影响，采用（用ACK优先调度算法来提高传输性能，通过仿真验证了分析的结论。仿真结果表明：在带宽不对称环境下采用ACK优先调度乍法，可以减小报文的突发，减小ACK延时，提高链路利用率。     

无线多跳网络中TCP拥塞控制性能改进策略

将TCP协议应用于无线多跳网络时,由于无线多跳网络的一些固有限制,TCP协议的效率较为低下.据此,提出一种无线多跳网络中TCP性能改进机制.该机制的基本思想是使用往返时间（RTT）,在发送方用自适应的速率调节算法,使用RTT计算相应的发送速率并据此来控制发送速度,从而达到改进拥塞控制的目的.仿真试验结果验证了该算法的有效性,表明新算法可以有效地提高TCP在无线多跳网络中的性能.