资源描述：
《可避免数据包乱序的网络层软切换方法及其性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、舒童等:可避免数据包乱序的网络层软切换方法及其性能分析17可避免数据包乱序的网络层软切换方法及其性能分析*舒童1,2,+,刘敏1,李忠诚11(中国科学院计算技术研究所网络技术研究中心,北京100190)2(中国科学院研究生院信息科学与工程学院,北京100190)*SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChinaunderGrantNo.60803140(异构无线网络垂直切换技术研究)andNo.60970133(基于干扰测量的多跳无线网络数据传输控制机制研究)
2、作者简介:舒童(1983－),女,北京人,博士研究生,主要研究领域为垂直切换技术,无线多跳网络频谱接入;刘敏(1976－),女,河南郑州人,博士,副研究员,中国计算机学会高级会员,主要研究领域为异构网络融合,移动性管理,端到端QoS技术;李忠诚(1962－),男,黑龙江哈尔滨人,博士,研究员,博士生导师,中国计算机学会高级会员,主要研究领域为计算机网络.+通信作者:电话+86-01-6260-0708;E-mailshutong@ict.ac.cn摘要:随着异构无线网络的融合和全IP网络的推广,网络层软切换方法不断演
3、进,用以提高垂直切换的性能.但是,现有的软切换方法在下行垂直切换过程中会造成严重的数据包乱序.为此,本文在讨论下行垂直切换时数据包乱序的原因之后,提出了一种新型网络层软切换方法——SHORDER.该方法根据移动终端与其家乡代理之间的交互信令对终端所收数据包进行适当的缓存,能有效避免移动终端因下行垂直切换接收到乱序的数据包.该方法所具有的网络层独立性使其能与各种传输层协议及其改进协议相兼容.此外,本文还从理论上定量地分析了所提方法对TCP应用的切换时延、有效吞吐量及拥塞窗口的影响,并与现有的典型网络层软切换方法进行了比
4、较.通过比较,本文得出了SHORDER机制的适用条件,并基于此,进一步改进了SHORDER方法.最后,在原型系统上的实验显示出了所提机制便于部署的优点以及该机制在其适用条件下的良好性能.此外,实验结果还显示出与数值分析结果的一致性.关键词:下行软切换;数据包乱序;TCP吞吐量;快速重传;异构无线网络中图法分类号:TP393 文献标识码:A随着无线通信技术的迅猛发展,各种无线通信网络突显出自身优势.但是,目前还没有一种单独的网络能够满足移动用户对覆盖无缝化与通信宽带化的双重要求.无线广域网(WWAN),以较低的数据
5、传输率可以保证移动终端任意时刻和无处不在的连通性.无线局域网以低廉的价格为高密度用户提供较高的数据传输率,但只能覆盖较小的范围.由于不同无线网络之间的互补性,4G网络将这两种无线技术整合起来,不仅可以更好地满足移动用户的各种需求,而且能给服务提供商带来更大的经济利益.为了实现一个真正的无缝移动环境,除水平切换(HHO)外,垂直切换(VHO)已成为4G网络实现的主要挑战.HHO是指移动终端在同构网络(基于同种链路层技术的网络)内不同接入点之间的切换,而VHO是指移动终端在异构网络(基于不同链路层技术的网络)之间的切换.
6、从无线重叠网络覆盖的角度,VHO又分为上行垂直切换(UVHO)和下行垂直切换(DVHO).UVHO是从覆盖面积小的无线网络切换到覆盖面积大的无线网络,如从WLAN切换到3G网络.DVHO则是从覆盖面积大的无线网络切换到覆盖面积小的无线网络,如从3G网络切换到WLAN[1].传统的切换一般为硬切换,即移动节点(MN)释放与先前接入点(AP)或基站(BS)的无线链路后,再建立起与新AP或BS的无线链路.MN如果使用硬切换,那么它在任何时候只能维护与一个AP或BS的连接[2].由于执行硬切换的MN先停止从先前网络接收数据包
7、再立即开始等待从新网络接收数据包,所以,有些发向先前网络的数据包会因尚在传输途中而无法被MN接收,这些数据包只能由数据源重新发送[3].软切换与硬切换不同,它是指MN先建立起与新AP或BS的无线链路之后,再释放与先前AP或BS的无线链路.执行软切换的MN在重叠切换区域可以维护与两个以上AP或BS的连接[2].MN位于双重覆盖区域是软切换实现的必要条件.而舒童等:可避免数据包乱序的网络层软切换方法及其性能分析17DVHO恰好满足这一条件.然而,软切换会带来数据包的乱序.众所周知,数据包乱序会降低上层应用的性能.Tand
8、jaoui等人讨论了乱序数据包到达MN后对TCP和UDP应用所造成的不良影响.他们认为乱序数据包不仅会引起TCP接收端返回重复的ACK,使发送端启用TCP的拥塞控制算法,并调用数据包重传过程;而且还会要求实时业务具备更多的缓冲区和更复杂的机制用于数据流的正确处理[4].为了避免VHO过程中的数据包乱序,本文提出了一种网络层的软切换方法SHORD
