多路径传输的流量分配与控制技术研究

摘要

随着对网络带宽要求的增加和网络接入技术的发展，多路径的技术越来越受到广泛的关注，流控传输协议（SCTP）和多路径传输控制协议（MPTCP）作为传输层主要的多路径技术，克服了网络层、应用层和链路层多路径技术的不足，可以有效地探测和收集路径上的信息来平衡拥塞，适用于聚合多接口终端的传输资源。
　　本文对SCTP故障恢复机制进行了改进，以减少故障切换的时间，提高网络性能。以NS2仿真平台为基础，设计了 SCTP故障切换的应用场景，详细分析了路径最大重传次数、重传超时值和心跳时间间隔等控制参数，及其对切换性能的影响。结果表明，优化控制参数可极大地减少故障恢复时间，提高了端到端传输性能。
　　面向多终端及异构网络的应用环境，基于 SCTP的传输层移动性管理，提出了不中断端到端连接的跨终端切换方法。为兼容SCTP偶联的协议规程，利用动态地址重配置（DAR）控制新终端的加入，运用重启机制更新偶联的认证，通过路径切换管理跨终端的传输迁移。讨论了基于Linux和开源软件包的实时流媒体播放的原型设计及实现，采用原型实验的手段，给出了可行性验证和跨终端切换的时延性能。结果表明，在内部网环境中，基于 SCTP流媒体传输可不同终端间平稳切换，视觉中断时间小于1秒。
　　本文在已有MPTCP拥塞控制算法的基础上，考虑了 RTT的影响，提出了时延加权（R-EW）算法，引入二个变量：调整系数和均衡因子，调整系数有利于保证各个子流公平地利用共享链路上的资源，均衡因子可用于MPTCP连接的子流间的拥塞均衡。在NS2平台上验证R-EW算法的吞吐性能较已有的拥塞算法提高8％，并且在瓶颈链路上和TCP流共享瓶颈带宽。
　　本文进一步研究了时延预测的流量调度算法，在时延较小的路径上优先发送一定量的数据包，以使得多条路径后续的数据能够按序到达。在NS2的仿真环境中验证了吞吐量，这种数据调度的算法在不同带宽和时延的路径上与轮循算法相比较，平均吞吐量增加了56%。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

专用术语注释表

第一章 绪论

1.1论文的研究背景

1.2国内外研究现状

1.3论文课题来源

1.4主要工作和创新点

1.5论文的组织结构

第二章 多路径传输技术综述

2.1多路径传输发展现状

2.2 SCTP与并发多路控制

2.3 MPTCP协议结构与传输控制

2.4本章小结

第三章 SCTP流量分配与快速切换

3.1 SCTP的故障切换

3.2 SCTP的终端切换

3.3本章小结

第四章 MPTCP的拥塞控制算法

4.1拥塞控制机制

4.2基于RTT的拥塞控制算法

4.3算法性能仿真验证

4.4本章小结

第五章 MPTCP的数据调度

5.1带宽与时延问题

5.2接收端缓存对吞吐量的影响

5.3调度算法的设计

5.4调度性能仿真验证

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2研究展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢