延迟容忍网络中拥塞控制算法分析.pdf

《延迟容忍网络中拥塞控制算法分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第41卷第2期数字通信Vol41．No．2122014年4月25日DigitalCommunicationApr．252014DOI：10．3969／j．issn．1005-3824．2014．02．004延迟容忍网络中拥塞控制算法分析吉福生，傅象玖，张健，王燕燕(重庆邮电大学宽带泛在接人技术研究所，重庆400065)摘要：先引入延迟容忍网络中拥塞控制的概念与基础知识，其中介绍了几种常用的拥塞检测方式和拥塞研究方向，然后重点介绍了3种拥塞控制算法的实现并在仿真平台下对这3种算法进行仿真分析，最后对延迟容忍网络中

2、拥塞控制算法的发展前景进行了展望。关键词：延迟容忍网络；拥塞控制算法；拥塞检测中图分类号：TN929．5文献标识码：A文章编号：1005—3824(2014)02-0012-05据提供服务。随着人们对通信需求的增加，网络中0引言的通信业务逐渐增加，使得网络拥塞越来越严重，因延迟容忍网络¨(delaytolerantnetwork，此亟待采用更有效的拥塞控制算法来提高DTN的DTN)是一种数据在传递过程中存在长时延或可变网络性能。时延、间断连接的新型无线网络，随着DTN应用场1拥塞控制及其研究现状景的广泛使用，其

3、成为了国内外计划大力发展的领域。与DTN紧密相关的一些领域，如在开拓太空方DTN中的拥塞是指DTN中节点间复制转发数面采用的卫星网络、星际网络等通信网络；在灾难预据使得DTN中副本数过多，从而导致DTN性能降防、环境监测等领域采用的稀疏AdHoc网络与传感低。而网络资源的占用与分布不均的网络流量是产器网络；战争中立体化的通信网络等都是DTN未来生网络拥塞的主要原因。如果合理分配网络资源、研究发展的趋势，其中拥塞控制是DTN发展的关键控制网络流量，可有效地保证畅通网络流量和维持技术之一。大部分传统网络都是在端到端

4、传输网络的性能平稳，且DTN拥塞控制要求既能使DTN控制协议(transmissioncontrolprotocol，TCP)基础上性能得到一定保障、又能最大化DTN吞吐量。而拥进行拥塞控制，拥塞控制的常用窗口机制为慢启动、塞控制对延迟容忍网络的投递率和延迟等网络性能拥塞避免、快速重传、快速恢复、选择性应答等，与传的影响重大。因此，研究DTN拥塞控制对于DTN统网络的拥塞控制不同，DTN中不存在固定端到端在实际中的应用尤为重要。的连接，所以传统的拥塞控制不适用于延迟容忍网1．1拥塞检测络。针对上述问题，国内外研

5、究人员在DTN拥塞控传统的TCP在源节点和目的节点之间存在端制方面进行了相关研究。文献[4]综合考虑多个属到端链路连接的基础上，通过在限定时问内的反馈性特征，进而合理地选取下一跳转发节点，以达到拥信息判定网络拥塞状态，从而通过端节点调整发送塞控制的目的，但是其并未考虑节点下一时刻的拥数据窗口大小来实现拥塞控制。可见，TCP拥塞控塞状态，数据将因节点状态变化而被丢弃，从而降低制对时延要求较高。而DTN中节点的间断连接导网络性能。在网络中存在自私节点的假设条件下，致网络时延较大，因此传统拥塞检测方式不适用于文献[5

6、]设计了多路径并行数据转发方式，以达到DTN中。针对DTN自身的特性提出的拥塞检测指减轻链路负载并激励自私节点数据转发的目的，然标种类较多，常用的拥塞检测指标有以下3种。而，其忽略了节点所在区域中各节点的拥塞状态。1)基于缓存长度的检测间接衡量了本地节点文献[6-7]利用邻居节点剩余缓存转移本地节点缓所在区域的拥塞状态。DTN中单个节点缓存长度存中的部分数据以有效地控制拥塞，然而，大量数据的变化可以表明该节点接收数据速率较快，节点缓的转移将使得有限的网络资源无法为亟待转发的数存资源占用情况，从而间接可以代表节点

7、所在区域收稿日期：2014—02—24修回日期：2014—03—12的拥塞状态。第2期吉福生等：延迟容忍网络中拥塞控制算法分析132)基于信道采样的检测通过信道采样作为DTN带或丢包优先级的DTN拥塞控制算法，从而均衡拥塞状态，主要以采样的信道利用率作为DTN的拥DTN负载率，降低DTN拥塞。塞检测，从而提高判断DTN拥塞状态的准确度。2拥塞控制算法3)基于传输速率的检测根据节点发送或接收速率判定节点所在区域甚至整个网络的拥塞。DTN的链路带宽低、网络通信容量小、网络链1．2研究方向路频繁中断甚至出现网络分割，

8、因此，为了达到提高网络整体性能的目的，DTN通常采用多副本数据转DTN中，节点间连接时间问隔可能较长，且本地发方式，区别于传统的端到端的数据传输形式，DTN缓存中已接收的数据包生存时间截止或极端情况下节点通过“存储～携带一转发”和逐跳数据传输才会被丢弃。这2个性质导致研究延迟容忍网络的(hop—by-hop，HBH)的方式实现数据传输。但对于拥塞控制的难度相对于其他无线网络来说相对较大