下一代互联网多路同时传输中接收缓存分配策略的研究

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，接收缓存分配策略是核心问题之一，故开展下一代互联网多路同时传输中接收缓存分配策略的研究具有重要的理论意义和应用价值。
　　以往针对SCTP-CMT的研究中，有关报文格式，负载均衡以及拥塞控制均有两个重要的假设，首先是多路同时传输的每条路径的瓶颈队列是独立的，彼此之间无影响;其次为接收缓存为无限，无阻塞现象发生或阻塞现象可以忽略。但在真实的互联网环境中，接收缓存是有限的，从而导致如下问题:
　　(1)按序提交时很容易出现因数据丢失造成缓存耗尽，严重影响传输性能;
　　(2)无序提交时由于发送和接收方处理数据速度的差异也会出现缓存的消耗。
　　上述两个问题均会导致阻塞现象的发生，将严重制约SCTP-CMT端到端吞吐量。
　　本文对上述两个问题进行了深入的剖析，并提出了相应的解决方案:
　　(1)针对按序提交传输所导致的问题，提出了面向关联带宽的接收缓存分配策略RBA-OAB(ReceiveBuffer Allocation-Oriented Association Bandwidth)，根据最严重情况下对缓存的需求，首先计算每一条路径的带宽，再求和计算出关联带宽，考虑快速重传机制，用两倍带宽与路径最大RTT的乘积作为接收缓存大小。
　　(2)针对无序提交传输所导致的问题，提出了面向数据处理速度差的缓存分配策略RBA-ODPS(Receive Buffer Allocation-OrientedDate Process Speed-gap)。测试接收缓存的可用的值的变化速率作为处理速度的差值，根据差值变化情况进行动态分配缓存，使缓存适应当前的传输状况。仿真实验表明，本文所提出的两种缓存分配策略有效地缓解了接收缓存阻塞现象的发生，同时降低了接收缓存阻塞现象发生时吞吐量下降的程度。
　　最后，对课题工作进行了总结，并对未来研究工作给予了展望。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题研究现状

1．3 本文研究内容和方法

1．4 本文的组织结构

第2章 SCTP和CMT的发展

2．1 SCTP和其特性

2．2 SCTP分组格式

2．3 SCTP的特点与优势

2．4 多路同时传输及其关键技术

2．5 本章小结

第3章 多路同时传输接收缓存阻塞现象

3．1 引言

3．2 接收缓存阻塞起因

3．2．1 由丢失报文导致接收缓存阻塞

3．2．2 由乱序到达导致的接受缓存阻塞

3．2．3 无序提交下缓存消耗的问题

3．3 已有的解决方案

3．3．1 重传方案的分析

3．3．2 实时分配缓存方案的分析

3．4 本章小结

第4章 接收缓存分配策略

4．1 引言

4．2 接收缓存分配策略

4．2．1 面向关联带宽的接收缓存分配策略(RBA-OAB)

4．2．2 面向数据处理速度差的缓存分配策略(RBA-ODPS)

4．3 缓存制约下多路同传吞吐量模型

4．4 本章小结

第5章 缓存分配策略的验证

5．1 仿真模型建立

5．2 RBA-OAB仿真结果分析

5．3 RBA-ODPS仿真结果分析

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 本文工作总结

6．2 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