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有线—无线网络中基于丢包区分的TCP改进研究

作　者: 朱庆华
导　师: 梁昔明
学　校: 中南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 有线/无线网络丢包区分 AIMD 自适应调节区分队列
分类号: TN925.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

TCP是基于有线网络而设计的,并认为网络发生的丢包是拥塞丢包。但是,无线网络常常伴随着无线发送错误丢包。在这种情况下启动拥塞控制机制就必然减小发送端的拥塞窗口。丢包区分的目的,就是对丢包原因进行区分,避免无视丢包原因而采取过激的拥塞控制机制,从而提高网络性能。本文首先讨论了吞吐量的相关信息,找出了TCP在无线网络中性能低下的原因,是缺乏区分丢包和对不同的丢包进行相应的处理;接着对一些丢包区分的思想进行归纳和分析,得出ABQM丢包区分思想能够反映网络状况的变化。在此基础之上,本文做了如下工作:首先为了保证在标记间隔内只有一个out分组,提出一种自适应调整机制。这种机制采用AIMD(1,α)来调节标记间隔,变动乘性因子α是根据3次统计中out丢失分组个数来变化,使标记间隔反映网络的实际状况。其次对于连续丢包还是单个丢包的情况下,提出就近原则算法来区分丢包。通过丢失分组前接收到的最大序列号分组的标记、标记间隔、序列号和丢失分组的序列号,接收端可以计算出丢失分组的标记。再次提出了在发送端标记间隔赋值方式,为了保证丢包区分的准确性,对标记间隔变化范围进行了确定,在不同环境中得到了最大标记间隔等于瓶颈链路缓存队列容纳分组最大个数。由此得到了A+BQM丢包区分方法。实验表明,不管在有没有无线错误丢包下,A+BQM方法不仅能够提高网络的性能,而且也具有比较高的准确率、健壮性和公平性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-13
  1.1 TCP概述及拥塞控制机制  8-9
    1.1.1 TCP概述  8-9
    1.1.2 拥塞控制机制  9
  1.2 无线网络TCP面对的问题  9-11
  1.3 本文的研究内容和论文结构  11-12
    1.3.1 研究内容  11
    1.3.2 论文的结构  11-12
  1.4 本章小结  12-13
第二章 TCP协议在无线网络上的性能分析  13-21
  2.1 无线传输错误对TCP吞吐量的影响  13-14
  2.2 NS2网络仿真器  14-17
    2.2.1 NS2网络模拟器的特点  14-15
    2.2.2 NS2的体系结构  15
    2.2.3 仿真的错误模型  15-17
  2.3 仿真实验  17-20
    2.3.1 仿真拓扑结构  17
    2.3.2 实验分析  17-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章改进TCP丢包区分的相关研究  21-34
  3.1 基于端到端传输层的方法  21-24
  3.2 基于分段连接的方法  24
  3.3 基于跨层合作的方法  24-32
    3.3.1 显式状态通知方式  25-31
    3.3.2 重复确认改进方式  31
    3.3.3 超时冻结机制  31-32
  3.4 基于链路层的方法  32-33
  3.5 其它方法  33
  3.6 本章小结  33-34
第四章 A+BQM丢包区分机制  34-58
  4.1 A+BQM的提出  34-35
  4.2 A+BQM丢包区分机制描述  35-37
  4.3 网络仿真环境  37-39
    4.3.1 仿真拓扑结构  37-39
    4.3.2 核心路由器S1配置  39
  4.4 仿真性能标准  39-40
  4.5 最大标记间隔的确定  40-47
    4.5.1 不同TCP下最大标记间隔  41-44
    4.5.2 相同TCP下最大标记间隔  44-47
  4.6 标记间隔AIMD调节方式  47-49
  4.7 丢包区分对TCP吞吐量的变化  49
  4.8 A+BQM的性能分析  49-57
    4.8.1 没有错误丢包下的性能对比  50-51
    4.8.2 Markov错误模型下的性能对比  51-57
  4.9 本章小结  57-58
第五章结束语  58-60
  5.1 本文工作总结  58-59
  5.2 未来的工作展望  59-60
附录  60-69
  附录1  60-67
  附录2  67-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  74

有线—无线网络中基于丢包区分的TCP改进研究

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