改进的tcp拥塞控制慢启动策略及仿真

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1、第8A期杨喜权等：改进的TCP拥塞控制慢启动策略及仿真·3·改进的TCP拥塞控制慢启动策略及仿真杨喜权1，闫洪森2，王大勇1(1.东北师范大学计算机学院，吉林长春130024;2.长春大学电子信息工程学院，吉林长春130022）摘要：针对现有TCP拥塞控制算法的慢启动策略会使拥塞窗口呈指数级增长，导致一个窗口中出现多个包丢失的情况，提出了一种能使拥塞窗口平滑地增长到慢启动阈值的新策略。该策略实现连接的平滑接入并能相对平滑的过渡到拥塞避免阶段。通过NS2仿真，新策略不仅能明显减少丢失包的数量还能有效地管理

2、路由器缓冲区中的队列。关键词：自相似；TCP拥塞控制；慢启动；NS2中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1000-436X(2007)8A-0168-04Improvingandsimulatingofslow-startforTCPcongestioncontrolschemesusingNS2YANGXi-quan1,YANHong-sen2,WANGDa-yong1(1.SchoolofComputerScience,NortheastNormalUniversity,Changchun1

3、30024,China;2.ElectronicInformationInstitute,ChangchunUniversity,Changchun130022,China)Abstract:Thecurrentslow-startofTCPcongestioncontrolschemeswaspresented.Anewstrategywaspresentedtoimprovetheoldslow-start.Itcanincreasethecongestionwindowgradually.Andt

4、hesimulationresultsoftheNS2showthatmodifiedconventionalcongestioncontrolalgorithmnotonlyreducepacketlossbutalsowillbethegoodhelperforthesolutionofunfairnesstolongRTTandburstizationoftraffic,thestabilityoftheTCPprotocolandnetworkutilitywasimproved.Keyword

5、s:self-similar;TCPcongestioncontrol;slow-startalgorithm;NS2第8A期杨喜权等：改进的TCP拥塞控制慢启动策略及仿真·3·1引言收稿日期：2007-06-12基金项目：国家自然科学基金资助项目（60473042）FoundationItem:TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(60473042)计算机网络是当今社会生活中的一个重要组成部分。其中TCP拥塞控制是Internet稳定发展的重要因素。自从

6、Internet首次发生崩溃以来[1]，这20年的时间里，人们对TCP拥塞控制进行了深入而广泛的研究[2~5]，提出了各种TCP拥塞控制算法，如确认ACK算法、队列控制算法、时延RTT算法等。虽然TCP拥塞控制算法种类繁多，但大体上由4个算法组成[6]：慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复。上述算法的基本思想是1988年Jacobson's提出的AIMD[7](additiveincreaseandmultiplicativedecrease)第8A期杨喜权等：改进的TCP拥塞控制慢启动策略及仿真·3·

7、。当时网络的数据流量少而且单一，今天网络流量增长迅猛并且种类多样。根据数据传输连接所经历的时间长短将连接分为长生存期连接和短生存期连接。研究表明[8]，Internet中的数据传输大多数是短生存期连接（如WEB）,但是数量占少数的长生存期连接（如FTP）则传送了大部分的数据量。短的连接往往在还没有进入稳定状态就已经终止，这就意味着短连接经常处于慢启动阶段。所以说，慢启动机制的性能直接影响了短连接的传输效率。对于长生存期的连接，慢启动机制作用于连接启动阶段和分组超时的重传阶段，所以慢启动机制的性能对长连接

8、也有一定的影响。因此，改善和提高慢启动的性能对于提高Internet的性能具有重要的意义。本文将分3个部分对慢启动进行研究，首先从理论上说明TCP流的自相似特性，其次分析现有算法及其缺点并提出一种改进的慢启动策略，最后通过网络仿真软件NS2对新策略进行仿真并与原算法在某些性能方面进行比较。2TCP流自相似特性利用ON/OFF模型从理论上解释TCP拥塞控制机制导致自相似现象的原因。通常TCP流是由N个(N=1,…,i,…,N)源聚合的ON/O