基于网络测量技术的TCP拥塞避免机制研究

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。