基于AIMD的TCP网络流量加权分配：一个全局问题的局部化解决

摘要

在Internet被广泛使用的TCP协议提供了一种网络带宽的平均分配原则,但是它难以满足不同业务、不同用户的不同需求.基于AIMD算法,该文提出了一种改进的TCP拥塞控制机制.利用这种机制,TCP可以对网络带宽进行加权分配,满足客户对带宽的不同需求.同时这种改进的端到端TCP拥塞控制机制,使得资源加权分配这一网络问题在客户端得以实现.该文从全局最优的角度,给出了这种拥塞控制机制下的网络的稳定性,同时利用该机制提出了改善网络公平性的方案.该文的主要工作包括:1、给出实现网络资源加权分配的一种具体方法,并借助仿真工具NS对该方法的正确性加以验证;讨论了AIMD参数对网络性能的影响,给出了两个实验性结论.2、给出可变参数的AIMD拥塞控制机制下的网络的稳定性证明;讨论该网络的公平性准则;给出一种市场调节的拥塞控制机制.

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第一章序言

第二章相关知识

2.1 TCP及其拥塞控制协议

2.1.1 滑动窗口机制

2.1.2带宽时延乘积

2.1.3 拥塞

2.1.4慢启动

2.1.5 拥塞避免

2.1.6 快速重传与快速恢复

2.1.7 TCP的版本

2.1.8 路由丢包协议

2.2公平性准则和AIMD算法

2.2.1 极大极小公平(Max-min Fairness)准则

2.2.2 比例性公平(Proportional Fairness)准则

2.2.3 AIMD算法

2.3最优化及其解释

2.3.1 对偶问题

2.3.2影子价格

2.4经济学原理

2.4.1 边际效用递减规律

2.4.2 消费者均衡

2.4.3 单个消费者的需求曲线

2.5 NS2(Network Simulator V2)简介

第三章TCP的模型与流量分配

3.1TCP的稳态流量及流量公式

3.1.1 拥塞窗口的Markov表达

3.1.2 锯齿模型

3.1.3 流量公式

3.1.4 AIMD的流量表达式

3.2流量加权分配的AIMD拥塞控制机制

3.2.1 AIMD网络的流量分配

3.2.2 AIMD的性能

第四章带宽加权分配的全局特征

4.1网络的数学模型

4.2市场调节机制和拥塞控制机制

4.2.1 流量的微分方程表达

4.2.2 急定性

4.2.3公平性

4.2.4 市场调节机制和拥塞控制机制

第五章结论

附录1证明

附录2仿真

致谢

参考文献

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