擁塞控制端算法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是高帶寬時延乘積網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，現(xiàn)有的TCP擁塞控制機(jī)制已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)新網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求，越來越多的科學(xué)工作者投入到研究TCP擁塞控制的工作中，使其成為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究的一個熱點。 雖然Floyd等人提出將路由器參與到網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制中，以使端節(jié)點可以得到更準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，但這將使得路由器的任務(wù)過于繁重，并且在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實現(xiàn)起來也有很大的困難。因此，最近幾年人們對擁塞控制端算法的研究反而變得異?；钴S。

2、這些年出現(xiàn)的比較優(yōu)秀的擁塞控制端算法主要有：HSTCP、STCP、BIC-TCP、CUBIC-TCP、H-TCP和Fast-TCP。這些算法從不同的側(cè)重點出發(fā)，旨在提高網(wǎng)絡(luò)控制擁塞的能力，使網(wǎng)絡(luò)能快速地響應(yīng)和解除擁塞，并且能保持整個網(wǎng)絡(luò)的魯棒性、各數(shù)據(jù)流之間的公平性、收斂性和高的帶寬利用率等。這些端算法都使用了和式增長積式減少（AIMD）的方式來調(diào)節(jié)擁塞窗口，所不同的是窗口的增長參數(shù)和遇到擁塞時的減少參數(shù)β的取值，也正因為這兩個參數(shù)的差

3、異使得各算法的性能大相徑庭。 本文基于通用的AIMD模型和各算法的響應(yīng)函數(shù)從理論上研究了影響算法性能的各種因素，指出了算法存在的不足，另外，還使用模擬工具NS-2進(jìn)行模擬實驗驗證理論分析的結(jié)果。理論和實驗都表明H-TCP算法的綜合性能比較優(yōu)秀。但在對H-TCP算法的理論分析、實驗過程中，發(fā)現(xiàn)H-TCP算法的RTT公平性和TCP友好性不好，不同RTT的流在運(yùn)行過程中差異很大，在H-TCP流與TCP流共存時會搶占TCP流的帶寬。正是

4、基于這兩點，本文最后對在諸多算法中綜合性能最好的H-TCP進(jìn)行了改進(jìn)?？偟膩碚f，本文的研究主要包括以下三點： 1.基于Low等人給出的TCP Reno的流模型求出了幾種重要端算法的流方程和響應(yīng)函數(shù)，針對目前通用的AIMD模型的擁塞控制端算法進(jìn)行分析并給出了AIMD模型中相鄰兩次擁塞的擁塞窗口的關(guān)系式。 2.利用算法的響應(yīng)函數(shù)、通用的AIMD模型和模擬工具NS-2來對新提出的這些端算法從收斂性、穩(wěn)定性、公平性、TCP友

5、好性、RTT公平性、帶寬利用率和窗口調(diào)整方式的影響等方面來比較分析，結(jié)果表明H-TCP的綜合性能最好。 3.針對H-TCP的不足之處，提出了一個新的改進(jìn)算法RH-TCP。RH-TCP從兩個方面來改進(jìn)H-TCP算法，一是通過引入公平因子的方法來消除一段時間內(nèi)增長參數(shù)中RTT的影響來增強(qiáng)算法的RTT公平性，二是為了保證低帶寬時協(xié)議的TCP友好性引入了關(guān)系式 =3(1-β)/(1+β)來保證與TCP流一樣的發(fā)送速率。試驗證明RH-T