慢减速避免的高速TCP及公平性研究

摘要

随着网络技术的发展，出现了带宽大于1Gbps，甚至10Gbps的高速网络。在高速网络中，当前广为使用的标准TCP的拥塞控制算法己经不能满足高速网络中数据传输的需要，因此研究改善高速网络数据传输性能的拥塞控制算法就有重要意义。本文主要是关于高速TCP拥塞控制算法的性能分析与研究。它从拥塞控制算法的必要性以及TCP拥塞控制算法的发展现状入手，指出了现有的拥塞控制算法的局限性，在此基础上介绍了S.Floyd提出的高速TCP(HighSpeedTCP)。HSTCP根据当前窗口大小调整其拥塞窗口，即HSTCP的窗口增加函数比标准TCP算法的增加函数变化更快，而减小的时候又变化的更慢，拥塞窗口在下降过程中变化过于缓慢导致了不公平性。 本文在分析HSTCP的不公平性问题的基础上，提出了慢减速避免的HSTCP的改进方案，用于改善同时使用HSTCP算法的TCP流间的不公平性。通过引入下除计数和累计窗口递减两个参数，来改变HSTCP的拥塞窗口在下降过程中的变化规律，即避免拥塞窗口在下降过程中变化过于缓慢，使不同RTT的流的拥塞窗口趋于相等。使用ns2作为仿真平台，使用公平因子作为衡量公平性的准则，对HSTCP算法和提出的慢减速避免的HSTCP进行了仿真。实验结果表明，在瓶颈带宽为1Gbps的网络环境下，本文提出的慢减速避免的HSTCP的公平因子由改进前的0.31提升到了0.70，证实了慢减速避免算法的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1高速链路中研究TCP算法的意义

1.2网络拥塞的基本概念

1.2.1拥塞

1.2.2拥塞产生的原因

1.2.3 TCP拥塞控制需要解决的主要问题

1.3TCP拥塞控制算法研究背景知识介绍

1.3.1 TCP协议简介

1.3.2 TCP拥塞控制算法概述

1.3.3拥塞控制算法的必要性

1.4传统拥塞控制算法的局限性

第二章高速TCP算法简介

2.1问题的提出

2.1.1传统TCP的局限性

2.1.2 HighSpeed TCP的引入

2.2 HS TCP的拥塞控制算法描述

2.3 HS TCP的响应函数

2.4高速网络环境下其他拥塞控制算法简介

2.4.1 FAST TCP

2.4.2 Scalable-TCP

2.4.3 H-TCP

2.4.4 BIC-TCP

2.4.5 XCP

第二章HSTCP的RTT不公平性分析

3.1公平性的含义

3.1.1带宽共享的网络模型

3.1.2带宽共享的公平性

3.2公平性的衡量

3.3TCP的公平性

3.4 HSTCP的RTT不公平性

3.4.1模拟设置

3.4.2 RTT不公平现象

3.5 RTT不公平性分析

3.5.1分析模型

3.5.2标准TCP的RTT不公平性

3.5.3 HSTCP的RTT不公平性分析

3.6不同队列管理算法的影响

3.7本章小结

第四章对HSTCP及其公平性改进方案的仿真

4.1仿真环境NS简介

4.2 HSTCP的仿真

4.2.1建立仿真模型

4.2.2单链单流的仿真结果比较

4.3 HSTCP的不公平性问题仿真

4.3.1仿真网络拓扑结构

4.3.2 HSTCP不公平性仿真

4.3.3改进算法的仿真

4.4本章小结

第五章结束语

致谢

参考文献

研究生期间发表的论文