TCP拥塞控制研究硕士论文

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1、TCP拥塞控制研究摘要：拥塞控制已成为确保Internet稳定性、鲁棒性的关键因素。由于TCP协议总是认为丢包是网络拥塞所造成的，使得其在高误码率的无线信道中性能下降较大。提出一种无线网络中TCP的拥塞控制算法。应用该算法，源节点能够在发生拥塞时迅速降低发送速率，以缓解拥塞；也能在无线信道丢包时，迅速重传，避免网络资源浪费。仿真结果表明，该算法能够较好地适应无线环境，使TCP的性能提高大约5％一18％。针对目前TCP拥塞控制机制中存在的实际问题，提出了一种新的拥塞控制机制，包括COS-Slow-Start和A-AIMD两种改进策略。NS2仿真实验结果表明，该机制能有效地减少分组的丢

2、失、平缓突发流量的冲击，并可增加带宽的有效利用率。关键词：TCP拥塞控制慢启动拥塞窗口门限阈值往返延迟时间超时重传NS2仿真无线TCP拥塞控制算法吞吐量丢包率TCPcongestioncontrolresearchAbstract：ThecongestioncontrolisamostimportantprotocolwhichimprovestheinternetSstabilityandrobustness.AnewcongestioncontrolalgorithmforTCPinwirelessnetworkisproposed．Inthisalgorithm，thesou

3、rcecanreduceitssendingratewhencongestionoccurs，andquicklyretransmitwhenpacketsdropduetowirelesschanne1．Simulationresultsshowthatthealgorithmworkswellinwirelessenvironment．andtheperformanceofTCPisimprovedbyfrom5％to18％．ThecurrentstandardTCPcongestioncontrolmechanismanditsactualproblemareinvestig

4、atedAnewvariantcongestioncontrolschemecomprehendsCOSSlow—StartandA-AIMDarepresented。Finally,NS2simulationresultsshowthatitcansignificantlyreducebothpacketlossesandtrafficburstiness，andincreasethebandwidthutilizationratio.TCPperformspoorlyinhighbiterrorratewirelesschannelbecauseoftheassumptiont

5、hatpacketslossisalwaysasignofcongestion．Keywords：TCPcongestioncontrol；slow-start；cwnd；ssthresh；round-triptime(RTT)；retransmissiontimeout(RTO)；NS2simulation；WTCP；algorithm；Throughput；Packets；drop；rat0引言随着Internet迅速发展，网络在过去几十年里经历了爆炸式的增长。由于资源容量和处理能力有限，使得拥塞问题日益严重，拥塞现象已成为制约网络发展的瓶颈。1986年lO月，由于拥塞崩溃的发

6、生，美国LBL到UCBerkeley的数据吞吐量从32Kbps跌落到4Obps⋯。为了保证Internet稳定发展，人们对拥塞控制展开了大量的研究，先后提出了多种算法。最初由V．Jacobson提出的TCPahoe采用了“慢启动”和“拥塞避免”机制。TCPReno在此基础上增加了“快速重传”和“快速恢复”。TCPNewReno则是对Reno中“快速恢复”算法的有效补充。TCPSAcK使用了“选择性重复”策略，通过动态应答反馈给发送端一份完整的信息来确定分组丢失，这也仅在一定程度上解决了多个分组的丢失问题。TCPVegas虽然在分组丢失前对路由进行检测，测到即将发生的丢包就线性降低速

7、率，从而限制窗口的指数增长，但仍无法避免一个窗口中多个分组的丢失，并在一定程度上降低了网络性能。随着通信网络技术的发展，无线通信和移动计算的需求在持续地增长，无线网络在未来因特网中无疑将扮演极为重要的角色。无线局域网、蓝牙、移动通信、Ad—hoc网络等无线网络技术极大地推动着无线和移动因特网技术的发展。但是无线网络呈现的特性使得传统传输控制协议TCP由于设计本身的局限，无法良好地服务无线网络，改进传统的TCP以适应无线网络环境便成为国际上的一个研究热点。目前的TCP拥