基于TCP/IP协议的网络拥塞控制方法研究

摘要

近年来，随着计算机网络技术的发展，网络用户急剧增加，网络规模以惊人的速度增长，网络流量也急剧增加。当网络中过多的数据包得不到及时处理时，网络的吞吐量就会降低，性能也随之下降，这种现象称为拥塞。网络拥塞问题已经成为制约网络发展和应用的瓶颈问题。
　　本文分析研究了基于TCP/IP协议的网络拥塞控制方法，指出了一些不足之处，并在此基础上提出了一定的改进措施。本文的主要工作如下：
　　(1)研究了网络用户可用带宽估计算法，并提出了通过扩大采样周期，来预测用户可用带宽的方法，这样得到的可用带宽估计值更能反映网络的实际数据传输能力。
　　(2)分析了TCP拥塞控制在慢启动阶段存在的局限性，并对慢启动算法进行了改进。对网络的可用带宽进行估计，用带宽估计值来调整慢启动门限值，可以提高网络利用率。针对慢启动最后一个周期一次性投入到网络中的数据量过大，容易使网络发生震荡的情况，本文提出了慢启动后期减速算法SSLD（Slow Start Late Deceleration），该算法可以使网络以更平滑的速度过渡到拥塞避免阶段。
　　(3)经过分析，拥塞避免阶段投入到网络的数据包的数量很接近网络的可用带宽，因此，本文提出一些改进措施，有效延长拥塞避免阶段所经历的时间，使网络长时间停留在拥塞避免阶段，提高网络的利用率。
　　(4)对于IP层的分组丢弃策略进行了分析，并在RED算法的基础上提出了早期预测暂缓发送PEPS（Predict Early Postpone Sending）策略。该策略能提前预知目的路由器丢弃分组的行为，从而提前采取措施以某种概率暂缓发送分组，减少了丢包的概率，从而使源端减少重传次数，减轻了网络的负担。
　　（5）针对本文提出的改进算法，搭建了相应的仿真实验平台，通过实验平台对改进的算法进行模拟处理。结果表明，改进的可用带宽估计算法能更好的预测网络带宽的使用情况；当数据包增长到一定数量时SSLD算法的丢包率小于现有的算法。

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1 绪论

1.1研究背景和研究意义

1.2 网络拥塞产生的原因

1.3 论文的研究内容及组织结构

2 拥塞控制原理及研究现状

2.1 拥塞控制原理

2.2 研究现状

2.3 本章小结

3 网络用户可用带宽估计方法的改进

3.1可用带宽估计的必要性

3.2 可用带宽估计方法

3.3 可用带宽估计方法的改进

3.4 本章小结

4 TCP/IP拥塞控制方法的改进

4.1 慢启动算法的改进

4.2 拥塞避免算法的改进

4.3 IP层拥塞控制方法的改进

4.4 本章小结

5 仿真实验及结果分析

5.1 opnet仿真技术

5.2仿真实验环境

5.3基于带宽估计的拥塞控制改进方法的仿真结果分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果