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1、计算机科学2008Vol135№17一种提高XCP协议在大RTT差异环境下的鲁棒性方法张慧翔戴冠中姚磊潘文平(西北工业大学自动化学院西安710072)摘要现有TCP协议的拥塞控制机制存在很多不足,XCP(eXplicitControlProtocol)协议采用显式反馈的方式有效地克服了这些缺陷。XCP协议能容忍数据流之间一定的RTT差异,但当这种差异超出一定范围时,XCP协议性能恶化,变得不稳定。通过分析XCP协议路由控制周期与数据流RTT的关系,提出了一种控制周期根据RTT差异程度而自适应调整的方法,消除了系统振荡。
2、仿真数据表明,该方法能有效地提高XCP协议在数据流RTT差异较大的环境下的鲁棒性,同时不给路由器带来过大的计算负担。关键词显式控制协议,RTT差异,自适应控制周期,拥塞控制IncreasingRobustnesstoRTTVarianceforXCPZHANGHui2xiangDAIGuan2zhongYAOLeiPANWen2ping(CollegeofAutomation,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China)AbstractTheeXplici
3、tControlProtocol(XCP)wasdevelopedtoovercomesomeofthelimitationsofTCP,suchasun2clearcongestionimplication,lowutilizationinhighbandwidthdelayproductnetworks,unstablethroughputandlimitedfairness.XCP,however,isrobustonlyforsomerangeofRTTvariance.TheperformanceofXCPb
4、ecomesworseandoscillatingwhilebeyondtherange.Therelationshipbetweenrouter’scontrolintervalandflowsRTTvarianceisana2lyzed,andamethodtomakethecontrolintervaladaptivetothesystemRTTvarianceisputforward.Bystabilizingthecontrolinterval,therevisedXCPremovesthesystemosc
5、illation.Simulationresultsshowthattheadaptivemethodin2creasestherobustnesstoRTTvarianceforXCP,meanwhilebringslittlecomputationloadtotheXCProuter.KeywordsExplicitControlProtocol,RTTvariance,Adaptivecontrolinterval,Congestioncontrol空余带宽F:1引言qF=-αinput_bw-C-β(1)现有T
6、CP协议的拥塞控制机制存在很多不足[1]:1)拥塞d指示不明确;2)在高延迟带宽乘积网络(HighBandwidth2De2其中C为链路带宽,d为控制周期:α,β为系统参数。当F趋layProductNetworks)中效率低下;3)对大RTT(RoundTri于0的时候,为了对新加入的数据流分配带宽,在每个控制周[2]PTime)的数据流带宽分配存在不公平;4)中间节点队列振荡期都有γ·input_bw的ShufflingBandwidth被重新分配。不稳定。针对这些不足,文献[2]提出了一种基于显式反馈的Shuff
7、lingBandwidth保证了XCP协议的公平性。拥塞控制协议XCP,引起了极大的反响。[4]XCP协议引入了一个拥塞头部,见图1。每个数据包通过拥塞头部携带自身的状态信息,包括当前估计RTT值(SRTT)、X(等于SRTT除以当前拥塞窗口cwnd,1/X就是端系统发送速率)、需求发送速率(Delta_Throughput)和反馈速率(Reverse_Feedback)。路由系统通过拥塞头部可以获取其状态信息。端系统在发送数据时设置其需求发送速率,在数据包传输路径上的路由根据网络状况更新需求发送速率字图1XCP拥塞控
8、制包头结构段,直接控制端系统的拥塞窗口大小。数据接收端拷贝包头中的需求发送速率字段到反馈速率字段,反馈回发送端。发XCP协议的基本时间单位是RTT,其路由效率控制器的送端根据反馈速率字段更新其拥塞窗口。采用数据流的平均RTT值作为控制周期。文献[2,3]通过大XCP路由对经过的每个数据包进行观测,统计每个控制量仿真实验表明当所有数
