网络拥塞控制算法研究综述.doc

《网络拥塞控制算法研究综述.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、网络拥塞控制算法研究综述［导读］在木文中，作者着重阐述了TCP拥塞控制和IP拥塞控制中的典型算法以及目前一些较有影响的拥塞控制算法，分析了当前拥塞控制算法设计过程中存在的不足，并给出了一个有意义的研究方向。摘要：在本文屮，作者着重阐述了TCP拥塞控制和IP拥塞控制屮的典型算法以及目前一些较冇彩响的拥塞控制算法，分析了当前拥塞控制算法设计过程屮存在的不足，并给出了一个有意义的研究方向。关键词：TCP拥塞控制IP拥塞控制控制理论0引言近二十年來，计算机网络经历了飞速的发展，使得信息的交流变得方便和快捷，然而由于网络数据流量的激增，拥塞问题随ZWj产生，R变得越来越严重，己经成

2、为制约网络发展和应用的一个瓶颈，如何更好的预防和控制拥塞是近年来网络研究的热点问题之一［1,2］o产生网络拥塞的根木原因在于用户（或叫端系统）提供给网络的负载人于网络资源容量和处理能力，表现为数据包延时增加、丢弃概率增大、上层应用系统性能下降。1TCP拥塞控制据统计‘Internet上的95%的数据流使用的是TCP协议，因此TCP拥塞控制一直是网络拥塞控制研究的重点。1.1TCPTahoeTahoe是TCP的早期版本，它包括了最基本的TCP拥塞控制算法，由“慢启动”、“拥塞避免”和“快速重传'三部分组成。“快速重传”根据3个重复的确认分组来判断分组丢失的出现，从而减少等待

3、“重传时钟”超时的过程，捉高了分组的传输效率。除此之外，Tahoe对往返时间的计算也作了相应的改进,以便更准确地设定超吋重传的吋间。1.2TCPRenoReno在Tahoe的基础上增加了“快速恢复”算法来提高拥塞恢复的效率。当发送端收到一定数量的重复ACKZ后，即进入“快速恢复”阶段。源端在接收到足够多的重复的ACKZ后，用接着到来的重复ACK触发新数据分组的发送。只有在接收到新发分组的ACK后，源端才退出“快速恢复”阶段。Reno的“快速恢复”优化了单个分组从数据窗口。1.3TCPNew-RenoNew-Reno对Reno算法作了一些小改进，以消除冇多个分组从同一数据窗

4、II丢失时对重传定时器的等待。改进考虑到发送端在“快速恢复”阶段收到的“恢复ACK”是确认部分而不是全部出现在“快速恢复”阶段的分组。New-Reno直到所有在“快速恢复”阶段开始时出现的分组都被确认，才会退QT快速恢复”。1.4TCPSACKSack算法也是对Reno的改进，当检测到拥塞后，不用重传数据包丢失到检测到丢失时发送的全部数据包，而是对这些数据包进行有选择的确认和重传，从而避免不必要的重传，减少时延，捉高网络吞吐量。由于使用选择重传，所以在一个窗口中数据包多包丢失的情况下，Sack性能优于New-RenOo但是Sack的主要缺点是要修改接收端TCPo1.5TC

5、PVegasVegas对Reno进行了三项改进：首先采用新的重传触发机制，即只要收到一个重复的ACK就断定超时，以便及时检测到拥塞；而在慢启动阶段则采用了更加谨慎的方式来增加拥塞窗口cwnd,以减少不必要的分组丢失；改进“拥塞避免”阶段的窗口调整算法，通过观察以前的TCP连接屮RTT值改变情况来控制cwnd,当RTT变大时就认为发生拥塞，开始减小cwnd,如果RTT变小，就增加cwnd,解除拥塞，理想情况下cwnd就会稳定在一个合适的值上。这样使拥塞机制的触发不再依靠包的具体传输吋延，而只与RTT的改变有关。1IP拥塞控制在互联网这样的复朵系统中，不能指望所有用户在其应用

6、中兼容端到端的TCP拥塞控制机制，网络也需要参与资源的控制工作。因此，需要采用路由器的拥塞控制方法，即IP拥塞控制。2.1先进先tB(FirstInfirstOut,FIFO)FIFO是一种最简单的调度算法，又被称为“先到先服务”，即第一个到达路出器的数据包首先被传输，接着到达的数据分组在路由器中排队，等待输出，如杲包到达时缓存己满，那么路由器就不得不丢弃该包。这种方法的优点是实施简单，但没冇考虑被丢弃包的重要程度。由于FIFO总是丢弃到达队尾的包，所以乂称为“去尾”(droptail)算法。但“去尾”和FIFO是两个不同的概念。FIFO是一种包调度策略，决定包传送的顺序

7、；“去尾”是一种丢弃策略，决定哪些包被丢弃。2.2随机早期检测(RandomEarlyDetection,RED)RED解决的问题主要包括:①早期探测路由器可能发生的拥塞，并通过随机丢弃或标记分组来通知源端采取措施避免可能发牛的拥塞；②公平地处理包描突发性、持久性和间隙性的各种TCP业务流；③避免多个TCP连接由于队列溢出而造成同步进入“慢启动”状态;④维持较小的队列长度，在高吞吐量和低时延之间做出合理平衡。2.3显式拥塞指示算法(ExplicitCongestionNotification,ECN)在ECN算法屮，路由器采用