基于tcp協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制改進(jìn)算法的研究

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1、第26卷第7期武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)Vol.26No.72004年7月JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYJul.2004基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制改進(jìn)算法的研究1,222錢同惠,徐躍東,關(guān)治洪(1.江漢大學(xué)物理與信息工程學(xué)院,武漢430056;2.華中科技大學(xué)控制科學(xué)與工程系,武漢430074)摘要:針對多媒體信息在Internet上傳輸易出現(xiàn)擁塞的問題,分析了TCP擁塞控制的機(jī)制,根據(jù)RTT、TCP/UPD的相互作用是影響擁塞控制和帶寬保證的主要原因,提出了一種改進(jìn)TCP擁塞控

2、制機(jī)制的解決方案,新的RTT估計(jì)方法經(jīng)NS2仿真表明改進(jìn)后的RTT估計(jì)方法具有更強(qiáng)的抑制擾動能力和更好的魯棒性。關(guān)鍵詞:Internet;TCP擁塞控制;RTT;網(wǎng)絡(luò)仿真中圖分類號:TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-4431(2004)07-0088-03ResearchofanImprovedCongestionControlAlgorithmBasedonTCP1,222QIANTong-hui,XUYue-dong,GUANZhi-hong(1.SchoolofPhysicsandInformat

3、ionEngineering,JianghanUniversity,Wuhan430056,China;2.DepartmentofControlScienceandEngineering,HUST,Wuhan430074,China)Abstract:InordertosolvetheproblemthattheInternetcannotadapttotransmittheaudioandvideosignals,TCPcongestioncontrolalgorithmsarediscussed.TheRT

4、T(roundtriptime)andTCP/UDPreciprocityarethemajorfactsofeffectoncongestioncontrolandbandwidthassurances.AnimprovedRTTcalculationinTCPvegasispresentedtoovercometheinfluenceofshort-timedisturbingtraffic.TheexperimentresultsbyNS2showthattheimprovedRTTcalculationh

5、asmorecapabilityofrestrainingdisturbsandismorerobust.Keywords:Internet;TCPVegas;RTT;NS2近年來Internet的迅猛發(fā)展和應(yīng)用的多樣性,使得網(wǎng)絡(luò)擁塞成為制約網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸,如何有效地控制網(wǎng)絡(luò)擁塞一直是網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)之一。鑒于Internet中多數(shù)數(shù)據(jù)流仍使用TCP/IP協(xié)議,當(dāng)多媒體數(shù)據(jù)量日益增加時(shí),UDP協(xié)議與TCP協(xié)議相互作用也會明顯加強(qiáng),因此,解決好TCP/IP擁塞控制機(jī)制是確保Internet穩(wěn)定性的關(guān)鍵。TCP擁

6、塞控制有2個(gè)主要目標(biāo):一是提高網(wǎng)絡(luò)利用率,保證網(wǎng)絡(luò)帶寬,二是降低丟包率和傳輸時(shí)延。要實(shí)現(xiàn)這2個(gè)目標(biāo),既要改進(jìn)TCP擁塞控制機(jī)制,又要改進(jìn)路由器流量調(diào)節(jié)器。為此,研究了TCP擁塞控制的機(jī)制與幾種TCP擁塞控制的算法,針對RTT,TCP/UDP相互作用是影響TCP擁塞控制和帶寬保證的主要因素,提出了基于TCPVegas的RTT估計(jì)算法,采取NS2對UDP流和WEB流的仿真實(shí)驗(yàn)表明,新的RTT估計(jì)算法具有更強(qiáng)的抑制擾動能力。1TCP擁塞控制算法及改進(jìn)TCP/IP的擁塞控制分2個(gè)部分:TCP(傳輸層)的擁塞控制和IP(網(wǎng)

7、絡(luò)層)的擁塞控制。目前的Internet使用建立在TCP的窗口控制基礎(chǔ)的擁塞控制。1984年Nagle首次指出復(fù)雜TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中存在的擁塞問收稿日期:2004-05-21.基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(60274004).作者簡介:錢同惠(1961-),女,副教授.E-mail:thqian90@sohu.com第26卷第7期錢同惠,等:基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制改進(jìn)算法的研究89題。1988年Jacobson提出了TCP擁塞控制機(jī)制的“慢啟動”(slowstart)、“擁塞避免”(congestionavo

8、idance)和“快速重傳”(fastretransmit),在1990年又提出了“快速恢復(fù)”(fastrecovery)等算法,由此奠定[1]了TCP擁塞控制算法研究的基礎(chǔ)。TCP擁塞控制算法采用基于窗口的端到端的閉環(huán)控制方式,主要思想是對于每個(gè)數(shù)據(jù)源決定分配多大的可利用帶寬資源,根據(jù)應(yīng)答信號了解多少報(bào)文被安全傳送或傳輸時(shí)延的變化判斷擁塞的發(fā)生,并根據(jù)帶寬的大小發(fā)送可能