显式拥塞控制的研究及其在流媒体中的应用论文

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1、摘要近年来，随着互联网的快速发展，流媒体成为了Intemet的重要应用，现在适合流媒体拥塞控制的协议诸如TFRC和RAP都是以丢包或R]盯做为反馈信号，其本质是类TCP的拥塞控制。然而以丢包为反馈信号的基于AIMD机制的TCP拥塞控制机制本身具有诸多缺陷，特别是随着高带宽时延积网络时代的到来，其在效率、公平性和稳定性方面的问题更加突出。现在有大量针对TCP的改进研究，其中显式拥塞控制机制(XCP、VCP、RCP、厄TMAX)，通过路由器反馈网络的拥塞状态来改变发送速率，一系列的研究和实验证明这类思路能够取得高利用率

2、和公平性，成为现在拥塞控制的研究热点。尤其引人注意的是显式拥塞控制表现出适合流媒体传输的特性。显式拥塞控制研究及其在流媒体中的应用是本文的研究内容，包括两部分：显式拥塞控制协议、显式拥塞控制。本文首先针对XCP协议过于复杂以及VCP协议收敛到公平速率慢的问题，提出了利用IP头中的TOS承载反馈信号，在不需要增加路由器负载前提下，就能取得较好收敛性的RSCP协议。该协议创造性的提出了信号包的方法与路由器交换信息，并以公平带宽和公平剩余带宽为反馈信息，在以公平带宽为基点的基础上根据公平剩余带宽的变化调整发送速率，同时采

3、用快速启动机制使连接能够快速达到公平带宽。仿真实验证明RSCP无论是在单瓶颈网络还是在多瓶颈网络中都能取得高利用率、低队列长度和零丢包的性能，而且RSCP的收敛性能也完全可以与XCP相媲美。进一步，本文在RSCP的基础上提出了用于流媒体的基于速率的U．RSCP协议。在保持了RSCP本身的发送特性基础上，使得两者之间有很好的公平性，省去了大量的ACK反馈，节省了网络带宽；又提出了适合可扩展视频编码特点的发送机制；仿真实验证明了U．RSCP有和RSCP一样的高性能，和RSCP之间有很好的公平性，并且具有媒体友好性。本文

4、的创新点在于提出了一种全新的不需要扩展包头而且能够取得各方面性能都良好的RSCP协议，并提出了应用于流媒体传输的U．RSCP协议。关键词显式拥塞控制高带宽时延积网络可扩展编码流媒体ABSTRACTRecently，withther印iddevelopmemoftheIntemet，stre锄ingmediabecomesthemaillsOurceOftra仟ic．N0、Ⅳthestreamingmediacongestioncontrolschemewhichusepacketloss0rRTTasC0ngest

5、ionfeedbacksi印alsuChasTFRC，砒廿followthecongesti伽controlconCeptofTCP．However'b硒edon～MD，TCPcongestioncontrolschemewhichusepacketlosstobecongestionsignalh嬲m锄ydisadVantages，such觞faimess，utiliziIlg觚dstability’especiallyforhiglIBDP(Bandwidth—DelayProduct)ne鲰，0rk．M锄yr

6、esearcheshaveproposeddifI’ercntapproachesfortllisproblem．EXplicitC0ngestioncontrolChangesendraterelingonrouterst0pr0Videcongestionfee曲acl【'whichwillhavehigllutilization柚dfaimessshownbyaseries0fEXperiIIlents．N0witbe00mestheheatedarea0fcongestioncontIDlresearch．

7、hlpanicul鸪ithasthecharacteristicwhichfitsstreamingmediatr硼smission．ExplicitC0ngestioncontfolandits叩plicationforstre锄ingmediaisthemainpanofthisdissertation．necontentofthisdissertationhastwopans：explicitcongestioncontrol，eXplicitcongestionControlforstre锄ingmedia

8、．Firstly，t0addresstheproblemthatXCPextrapacketheader缸ldmuterload锄dVC甲neednoextrapaCketheader肌drouterloadbutconvergenceslowto筋mess．ThispapcrdeVelopsanoVelapproaClltohltemetcongestio