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基于网络测量技术的TCP拥塞避免机制研究

作　者: 邢苏珍
导　师: 吴卫东
学　校: 武汉科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 传输控制带宽测量滑动窗口 NS2
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 48次
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内容摘要

近年来,随着网络用户的不断增多,网络可用资源供不应求,网络拥塞现象日益严重,进行拥塞控制方面的优化逐渐成为研究的热点。许多研究者基于网络可用带宽测量和拥塞控制技术提出了一系列的网络优化方案,对网络的各方面性能都有了很大的改善。TCP慢启动算法是网络拥塞控制的标准算法,在TCP慢启动算法基础上优化的TCPW-V等算法极大的提高了网络资源的利用率,但是在数据流量较大或网络可用带宽较小的时候,该算法容易导致网络资源利用率低、时延增加、可用带宽估计过高、全局同步等问题。本文利用主被动测量技术,提出了一种改进的TCPW-V算法;采用随机算法调整拥塞控制窗口增长值,减少了TCP全局同步现象。在TCPW-V算法的基础上,以主动测量获得的延迟作为用户数据包延迟的一个参照估计量,用主动测量设备检测到的用户数据包信息对被动测量数据进行校准和灵活更正,实现一种以被动测量估计的可用带宽为主,在一定的间隔时间段采用主动测量估计值为辅的网络延迟测量方法。这种方法具有与协议无关、对网络流量影响小、测量方法简单,特别是在网络拥塞甚至存在丢包的情况下,能更精确的测量及估计网络的可用带宽,纠正可用带宽估计过高的较大误差等众多优点。通过网络仿真工具NS2进行仿真验证,优化算法能更准确的估计网络可用带宽和修改拥塞窗口门限值,减少网络数据震荡带来的影响;在网络链路上存在大量突发数据包时,优化算法可以较明显的减少TCP全局同步现象的发生,更有效的利用瓶颈带宽,提高网络的利用率,增强网络性能。最后,总结全文并提出进一步的研究方向。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-11
  1.1 课题背景及意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 本文研究目标及内容  9-11
第二章基于测量的拥塞控制算法  11-18
  2.1 网络拥塞和控制的基础知识  11-12
  2.2 TCP 拥塞控制原理  12-14
    2.2.1 慢启动  13
    2.2.2 拥塞避免  13
    2.2.3 快速重传和快速恢复  13-14
  2.3 NEW-RENO 机制算法  14-15
  2.4 VEGAS 算法机制  15-16
  2.5 TCPW 机制  16-18
    2.5.1 早期TCPW 算法结构  16-17
    2.5.2 TCPW-V 算法  17-18
第三章主被动测量算法  18-22
  3.1 测量与拥塞控制的紧密联系  18
  3.2 主被动可用带宽测量的优缺点  18-22
    3.2.1 TCPW 被动测量算法  20-21
    3.2.2 CSFQ 主动测量算法  21-22
第四章主被动测量结合与随机算法应用  22-27
  4.1 主被动结合的可用带宽测量法  22-24
    4.1.1 算法步骤设计  22-23
    4.1.2 公式分析  23-24
  4.2 缓解TCP 全局同步  24-27
    4.2.1 TCP 同步现象  24-25
    4.2.2 随机算法结合设计  25-27
第五章 NS2 仿真实验  27-36
  5.1 网络仿真技术  27-29
    5.1.1 主要网络仿真平台  27-28
    5.1.2 NS2 的仿真平台  28-29
  5.2 基于NS2 的网络拓扑结构  29
  5.3 算法实现  29-32
    5.3.1 环境架构  29-30
    5.3.2 实验步骤  30-31
    5.3.3 makefile 及参数修改  31-32
  5.4 实验结果图比较  32-36
    5.4.1 实验一  32-33
    5.4.2 实验二  33-36
第六章总结及展望  36-38
  6.1 总结  36
  6.2 进一步研究目标  36-38
参考文献  38-41
致谢  41-42
攻读硕士学位期间发表的科研论文  42

基于网络测量技术的TCP拥塞避免机制研究

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