卫星网络中tcp协议的研究及改进

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1、论文题目：卫星网络中TCP协议的研究及改进工程领域：电子与通信工程硕士生：(签名)高静指导教师：(签名)苏扬摘要随着网络通信技术的迅猛发展，人们可以通过互联网方便快捷地获得各种服务。而在人们对各种服务的需求呈指数上升的时候，地面互联网的带宽等瓶颈问题己急待解决。而卫星网络通信具有广域覆盖、高传输速率的优势，使得基于卫星的互联网技术必将成为今后通信领域的研究热点。由于卫星信道的特点有别于地面信道，如长时延，高误码率等，使得适用于地面网络的TCP协议不能很好的为卫星网络服务，因此必须针对卫星信道的特点对TCP协议予以改进。本文首先介绍了拥塞控制的基本概念及传统TCP拥塞控制算法，分析了现有

2、的针对卫星网络中的TCP性能的改进方案，首先对现有针对卫星网络拥塞控制方案进行了整体的分析，论述了基于端到端的改进方案、链路层设计方案和TCP分裂链接方案。论文以端到端的改进协议为依据，进行了研究和改进，主要针对两个方面进行了研究：一方面针对TCP-Peach+算法在高误码率环境中零元数据段丢失严重，导致在急速恢复阶段使得拥塞窗口很难恢复到初始状态，拥塞窗口逐渐降低进而导致数据传输速率不断降低的问题，提出了一种急速恢复的改进机制，来抑制拥塞窗口的逐渐降低和TCP-Peach+性能的恶化。另一方面针对TCP-Peach+算法在拥塞避免阶段仍然是传统的将慢启动阀值设为cwnd/2的机制，对

3、现有带宽资源是一种浪费的问题，提出了一种新的基于带宽估计的TCP-nPeach算法，该算法通过观察确认信号到达的情况进行准确的带宽估计，在收到3个重复确认信号时根据估计带宽设置拥塞窗口和慢启动阀值。本文最后采用网络仿真工具NS2构建了卫星信道仿真模型，对TCP-Peach、TCP-Peach+及其改进方案进行了性能仿真。结果证明，新算法在吞吐量和公平性方面都有很好的改进。关键词：卫星网络；拥塞控制；带宽估计；TCP-Peach；TCP-Peach+研究类型：应用研究Subject：ResearchandimprovementofTCPprotocolinsatelliteEnginee

4、ringfield：ElectronicandCommunicationEngineeringName：(signature)GaoJingInstructor：(signature)SuYangABSTRACTWiththerapiddevelopmentofnetworktechnology,peoplecanthroughtheInternetconvenientaccesstoavarietyofservices.Inpeople'sdemandforvariousservicesrisingexponentially,thegroundofInternetbandwidthb

5、ottleneckproblemhastobesolved.Butthesatellitecommunicationnetworkwithwidecoverage,hightransmissionspeedadvantage,sothesatellite-basedInternetwillbecometheresearchfocusincommunicationfield.Duetothecharacteristicsofsatellitechannelisdifferentfromthegroundchannel,suchaslongdelay,highbiterrorrate,wh

6、ichissuitableforthegroundnetworkTCPprotocolcannotbeverygoodforthesatellitenetworkservice,sowemustaccordingtothecharacteristicsofsatellitechannelmakeimprovementonTCPprotocol.ThispaperfirstintroducesthebasicconceptsofcongestioncontrolandtraditionalTCPcongestioncontrolalgorithm,analyzestheimproveme

7、ntschemeforTCPperformanceinsatellitenetworksexisting.Firstly,accordingtothesatellitenetworkcongestioncontrolschemeoftheoverallanalysis,discussestheimprovementscheme,basedonendtoendlinklayerdesignschemeandsplitlinkschemes,and