基于流量优化控制的TCP/IP拥塞控制研究

摘要

该文绪论介绍了拥塞的基本概念、产生的原因以及拥塞控制的分类,探讨了TCP拥塞控制机制,分析了当前拥塞控制中存在的主要问题.第2章首先介绍网络上存在的两种流量控制机制,一种是端到端流控制机制,另一种是IP层流控制机制.然后分析了两种流量控制机制在处理拥塞现象中存在的问题.最后详细介绍了优化流量控制机制的基本原理、发展过程和处理拥塞问题时的优势与不足.第3章提出了一种基于流量优化控制的TCP/IP拥塞控制机制方案-OCC(optimization congestion control),阐述了它的总体设计目标和算法目标.该算法分为IP层和发送端两部分,IP层算法利用队列长度和优化理论估计网络拥塞程度,通过对数据包的标记反馈到发送端;发送端算法根据被标记的数据包的个数估计IP层拥塞程度并调整发送速率.在OCC方案中,通过IP层算法和发送端算法的协同工作,兼顾了发送端的发送速率和瓶颈链路的可用带宽.OCC还使得各种数据流的能够友好共存,并对它所涉及的网络区域的性能进行了优化.为了验证算法的合理性和有效性,在第4章中对此算法进行了大量的仿真实验来评价算法多方面的性能.为了使实验环境更接近现实网络,在验证算法的公平性的试验中使用了自相似的背景流来模拟网络的状态变化.实验表明算法对网络拥塞状态的变化能做出灵敏的反应,同时对协议内部和协议之间的公平性以及协议对网络拓扑结构的鲁棒性也很好.试验平台是NS模拟器,NS是目前国际上应用广泛的网络仿真软件,在分析和评价网络性能方面发挥了重要作用,该文实验均是在NS中进行仿真分析的.第5章首先说明了用自相似流作为网络仿真试验背景的必要性,简介了几种常用的自相似的等价理论定义及网络仿真实验中产生自相似网络通信量的方法,然后介绍用NS模拟器产生自相似流的方法.最后探讨了自相似参数应用在拥塞控制中可能性.

目录

独创声明

摘要

第1章绪论

1.1网络拥塞的基本概念

1.1.1拥塞的基本概念

1.1.2拥塞产生的原因

1.2拥塞控制机制分类

1.3 TCP拥塞控制原理介绍

1.4问题提出

1.5本文的主要工作及内容

第2章优化流量控制机制

2.1 TCP/IP协议的流量控制机制

2.1.1TCP的流控制方案

2.1.2 IP层流控制方案

2.2 TCP/IP协议的流控制机制存在的问题

2.2.1 TCP流控制机制存在的问题

2.2.2 IP层流控制机制存在的问题

2.3流量优化控制机制(optimization flow control)

2.3.1 OFC的动机

2.3.2 OFC算法思想的提出

2.3.3 OFC算法思想的应用

2.3.4 OFC算法思想的优势和不足

第3章一种基于OFC的TCP/IP拥塞控制方案-OCC

3.1方案总体设计目标

3.2算法设计目标

3.3算法主要思想

3.4优化理论建模

3.4.1网络模型

3.4.2用优化理论建立数学模型并求解

3.5算法实现

3.5.1IP层算法

3.5.2发送端算法

3.6算法评价

3.6.1吞吐量

3.6.2公平性

3.6.3鲁棒性

第4章仿真试验

4.1 NS模拟器简介

4.2试验设置

4.3简单协议行为

4.4灵敏度

4.5公平性

4.6鲁棒性

第5章网络自相似通信量研究

5.1自相似定义

5.2设置自相似背景流的必要性

5.2.1网络通信量的自相似性及泊松模型的失败

5.2.2设置自相似背景流的必要性

5.3产生自相似流的方法

5.4参数H在OCC中的应用

第6章结束语

6.1本文的工作

6.2进一步的研究方向

参考文献

在学期间发表文章