无线网络中TCP拥塞控制协议性能的研究

摘要

随着计算机网络的飞速发展，无线网络在网络接入中所占的比重日益增多。无线网络提供了随时随地的网络接入，但是由于无线网络本身的高误码、高时延和移动性等特性，可能错误的调用TCP拥塞控制机制导致网络性能的下降。因此，在无线网络中对TCP拥塞控制机制的改进成为了无线网络研究中的热点问题，也是本文的研究重点。
　　针对上述问题，本文首先对无线网络进行深入的研究，包括无线网络现有的接入技术，根据无线网络的覆盖范围介绍了无线网络的特点、应用环境以及关键技术的实现，并对无线网络和有线网络的区别做出分析。接着研究了传统TCP协议的报文格式、工作过程以及状态变化，对TCP的流量控制机制、差错控制机制尤其是拥塞控制机制做了深入研究，并分析TCP算法对拥塞控制机制的改进。通过分析无线网络导致TCP性能下降的原因，以及现有的对无线网络中TCP拥塞控制机制的改进方法，提出了一种基于相对往返时间的延迟趋势判断网络拥塞情况的改进算法TCP-FR，通过接收方计算网络的相对往返时延趋势划分拥塞等级，动态的调整窗口的大小。
　　为了验证TCP-FR算法的有效性，本文使用网络仿真工具NS-2建立无线网络拓扑对算法进行仿真测试，测试结果表明该算法可以在无线网络误码率较大的情况下使TCP拥塞窗口维持在一个较大的稳定值，并且提高无线网络的吞吐率。

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第一章 绪论

1.1课题背景

1.2研究现状

1.3本文的组织结构

第二章 无线网络

2.1无线网络的分类

2.2无线网络与有线网络的对比

2.3本章小结

第三章 传输控制协议

3.1传输控制协议TCP简介

3.2 TCP的连接过程与状态变化

3.3 TCP流量控制与差错控制

3.4 TCP拥塞控制算法

3.5本章小结

第四章 无线网络中TCP改进方案

4.1无线网络环境对TCP性能的影响

4.2链路层协议

4.3端到端协议

4.4分割连接协议

4.5现有改进方案存在的问题

4.6本章小结

第五章 TCP拥塞控制算法的改进

5.1基于RTT的拥塞控制分析

5.2改进的TCP协议——TCP-FR

5.3本章小结

第六章 仿真与测试结果分析

6.1网络仿真工具NS-2

6.2测试结果分析

6.3本章小结

第七章 总结与展望

7.1论文总结

7.2展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢