无线mesh网络的应用层转发论文

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1、无线Mesh网络的应用层转发论文摘要无线mesh网络中应用的协议主要是TCP协议。应用层转发方法是将传统的端对端TCP连接分成一些短小的连接，它应用在有线网络中以提高TCP的性能。本文介绍了在无线mesh网中的应用层转发方法并在本网络中测试了TCP的性能。通过这种方法，无线网络中的结点具有更高的独立性并且往返时间RTT也大大缩短。然而，转发也增加了网络的竞争，为了减少这种竞争，引进了一个简单的调度进程来增进节点间的合作。实验结果表明，在4跳的网络中，应用调度机制能提高将近50％的网络性能。关键词无线mesh网；TC

2、P；应用层转发0引言TCP协议的性能随着路径的增加而迅速降低。TCP的设计原理是当网络发生拥塞时.freelesh节点，后5个作为检测节点。5个检测节点摆放在mesh节点的后面。每个检测节点都运行OmniPeek来存储链路层活动。TCP测试程序TTCP运行在源节点0和目的节点4，该程序在给定的时间内不断地从源节点向目的节点传送TCP流。在目的节点，TTCP从TCP缓存不断读取数据。每个TCP连接的持续时间为1分钟，1分钟足可以克服系统启动所造成的影响。每组试验做10次，最后报告的是平均值。1.4转发的好处我们对有转

3、发和无转发系统的TCP性能进行了比较。比较重要的性能指标是TCP实际吞吐量G。表1是对上述两种系统的比较结果。与我们预计的不一样的是，加进了转发功能，性能并没有得到显著提高。表1比较结果无转发G(kbps)有转发G(kbps)性能提高(%)2跳430045004.7%3跳409043516.4%4跳250825792.8%2建模假设节点i以参数为的泊松分布发送数据，为节点i的ACK分组的发送率。定义节点i的分组到达率为。用这些变量，我们将链路层数据分组（ACK分组）的分组丢失概率（）分为3个部分：1）信道分组丢失概

4、率：由于链路错误造成的平均分组丢失率。用和分别表示数据分组和ACK分组的信道分组丢失率。2）冲突概率：分组丢失概率与邻节点的传输冲突有关。3）隐藏节点丢失概率：由于两个隐藏节点互相不能感知到对方的活动，他们的传输就会发生冲突致使链路层发生分组丢失。因此我们设数据分组和ACK分组的分组丢失概率分别为和。因此我们得到链路层的分组丢失概率和为：（1）若没有转发，那么就会有一个流约束：（2）给定分组错误率，到达率如下：（3）所以节点传输率如下：（4）若有转发，在并且所有的相同的情况下，实际吞吐。在稳定的状态下，所有的TCP

5、的实际吞吐量都相同：（5）比较（4）和（5），我们得出：。所以，若有转发，那么转发节点具有更高的发送率。模型显示，一旦具有了转发功能，每个转发节点就试着以比没有转发功能时高的速率传输数据。尽管它使吞吐量增加了，它同时也增大了隐藏节点的影响和链路的分组丢失率，因此TCP性能不能明显的提高。3简单调度机制的实现前面的部分我们分析了在N中转发导致低性能的原因。本部分介绍一种简单的调度机制，该机制可以显著提高吞吐量。第一步，源节点发送M个分组给转发节点1。然后，节点1设置它的接收窗口为0以阻止从源节点发送过来的任何信息。接

6、着，节点1开始向节点2发送数据，由于只有一个节点在发送数据，所以能达到最好的速率，没有延时。当节点1发送完毕，它仍处在“拒绝接收”状态，这个时候节点2开始向节点3发送数据。节点2发送完数据后，就转为“拒绝接收”状态，然后就会发送一个“释放信号”给节点1，节点1收到后，就从“拒绝接收”状态释放出来，这时源节点和节点3都开始发送数据。最后，节点2通过节点3发送的“释放信号”跳出“拒绝接收”状态，由于节点3是最后一个转发节点，当它发送完M个分组给目的节点后，它自行从“拒绝接收”状态中释放出来。这时，所有的节点都在同样的状

7、态。这个过程循环不断的进行，直到源节点数据发送完毕。通过这个简单的调度算法，网络可以达到最大的并行传输量，而邻节点间没有任何竞争。令表示链路i的实际吞吐量，i=1，2，3或4。我们假设传送释放信号时没有冲突，则总的网络吞吐量为：（6）其中，D是每个发往下一节点的分组的大小，S是释放信号的长度。表2比较了下列三个系统的性能：不带转发功能的系统，带转发功能但没有调度算法的系统，既有转发又有调度算法的系统。毫无疑问，既有转发又有调度算法的系统的性能最好。表2性能比较无转发有转发无调度机制既有转发又有调度机制G(kbps)

8、G(kbps)性能提高%G(kbps)性能提高%2跳430045004.7%504017.2%3跳409043516.4%496921.5%4跳250825792.8%377950.6%4总结本文，我们首先对线性拓扑结构的无线mesh网络中的应用层转发方法进行了分析，结果显示，该方法可以提高吞吐量，但由于转发节点互相独立，它也增加了链路之间的竞争。为了减小这