下一代互联网多路同时传输中吞吐量建模研究

摘要

随着互联网和相关技术的飞速发展，TCP的固有缺陷表现的愈发明显，SCTP替代TCP成为下一代互联网的传输协议已被业界达成共识。为了聚合带宽，提高端到端传输的吞吐量，在SCTP的基础上，研究人员提出了多路同时传输(Concurrent MultipathTransfer, CMT)的解决方案即SCTP-CMT，吞吐量建模是核心问题之一，故开展下一代互联网端到端多路同时传输吞吐量建模的研究具有重要的理论意义和应用价值。
　　到目前为止，已经有很多研究人员针对SCTP的多流多宿特性进行吞吐量提高方面的研究，也有很多人针对TCP和SCTP提出了建模方法，但这些现有的模型或多或少都有一些不甚完善的地方，它们的主要缺陷有:(1)大部分模型都是针对TCP或者标准的SCTP设计的，随着SCTP新版本的不断出现，需要有一个相对成熟的，针对基于SCTP多路同时传输的吞吐量模型出现。(2)大多数多路径并行传输的模型都假设所有路径的网络性能参数相同，但实际上不同网络的网络性能参数是不同的，有的甚至差距很大，这样的模型不能准确的反应网络环境的实际情况，是不严谨的。
　　针对上述问题，本文针对SCTP-CMT建立了面向综合阶段的吞吐量模型TM-OIP（Throughput Model-Oriented Integrated Period）。首先通过对发送端和接收端两条路径设置不同的往返传输时延和丢包率等参数，同时为解决重传不必要发生问题，拥塞窗口更新不及时问题，还有处理快速重传中大量的确认消息的问题，开启了分集快速重传算法(SFR)，拥塞窗口更新算法(CUC)，延迟确认算法(DAC)算法;其次依据受接收端缓存影响与否的问题分为两大部分，每个部分均从三个阶段（即超时阶段，慢开始阶段和拥塞避免阶段）进行设计，通过对各阶段不同参数对窗口变化影响的分析，分别计算了三个阶段的吞吐量表达式，然后对超时阶段与四倍重复确认阶段出现的比例进行了计算，依据该比例对超时阶段、慢开始阶段和拥塞避免阶段合并综合，设计了面向综合阶段的吞吐量模型。最后通过仿真实验验证了所设计模型的准确性和合理性。
　　论文最后对课题进行了总结和展望，提出了下一步的研究方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 论文组织结构

第2章 SCTP主要特性与SCTP-CMT关键技术

2．1 SCTP的主要特性

2．1．1 SCTP与TCP比较

2．1．2 SCTP分组格式

2．1．3 SCTP关联

2．1．4 SCTP多宿特性

2．1．5 SCTP多流特性

2．2 SCTP-CMT的关键技术

2．2．1 SFR(Split Fast Retransmit)算法

2．2．2 CUC(CWND Update With CMT)算法

2．2．3 DAC(Delaycd Ack for CMT)算法

2．3 本章小结

第3章 SCTP-CMT吞吐量模型的建立

3．1 引言

3．2 数学模型概述

3．3 常见传输层协议吞吐量模型存在的问题

3．4 面向综合阶段的吞吐量模型TM-OIP

3．4．1 模型建立的前提条件

3．4．2 阶段的划分

3．4．3 不受接收缓存影响时吞吐量表达式的推导

3．4．4 受接收端缓存影响时吞吐量表达式的推导

3．5 本章小结

第4章 仿真实验与结果分析

4．1 不受接收缓存影响时的仿真实验与结果分析

4．2 受接收缓存影响时的仿真实验与结果分析

4．3 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 论文工作总结

5．2 未来研究方向

参考文献

致谢

研究生期间发表的文章及科研情况