無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)TCP連接容量與擁塞控制研究.pdf

1、無(wú)線自組織(Ad hoc)網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)需基礎(chǔ)設(shè)施且具有自組織能力的分布式臨時(shí)自治網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的易部署、終端可移動(dòng)、靈活便捷以及可擴(kuò)展等特性使之具有廣闊的應(yīng)用前景，同時(shí)也成為其它新興無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，因而得到了廣泛的研究與快速地發(fā)展。
　　TCP協(xié)議(Transmission Control Protocol)作為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中傳輸層協(xié)議的主導(dǎo)角色被廣泛應(yīng)用于無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)。然而，無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的鏈路競(jìng)爭(zhēng)、節(jié)

2、點(diǎn)移動(dòng)性、無(wú)線信號(hào)沖突與干擾、信道不穩(wěn)定等一系列有別于傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題嚴(yán)重影響TCP的傳輸性能以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。盡管大量已有的相關(guān)研究工作通過(guò)添加協(xié)議補(bǔ)丁、修改完善協(xié)議算法等方式，針對(duì)性地解決或緩解了許多TCP協(xié)議特別是TCP擁塞控制機(jī)制應(yīng)用于該網(wǎng)絡(luò)時(shí)所產(chǎn)生的問(wèn)題，但是，TCP依然面臨著無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中各種問(wèn)題的挑戰(zhàn)，這些問(wèn)題需要更深入地發(fā)掘與研究以提高TCP性能。
　　本文研究主要分為如下兩個(gè)方面:
　　第一，T

3、CP連接瓶頸通常作為TCP擁塞控制的依據(jù)。然而，在基于IEEE802.11的無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，我們發(fā)現(xiàn)即使在節(jié)點(diǎn)靜止的情況下，也會(huì)有頻繁的路由失敗/變化，它們會(huì)使得TCP連接瓶頸不斷變化進(jìn)而影響擁塞控制的準(zhǔn)確性。在本文中，我們首先對(duì)路由失敗/變化問(wèn)題進(jìn)行深入研究，包括問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，問(wèn)題的主要導(dǎo)致因素分析以及問(wèn)題對(duì)TCP性能的影響分析。其次，為了解決這一問(wèn)題，取代傳統(tǒng)的限制路由變化的方法，我們充分利用按需路由協(xié)議在路由可變方面的動(dòng)

4、態(tài)特性，并基于此為TCP流提出一個(gè)新的虛擬路徑(VRP，Virtual Routing Path)的概念，虛擬路徑是在路由多變情況下對(duì)TCP連接的每條可能路徑的瓶頸質(zhì)量的綜合權(quán)衡考慮，我們給出簡(jiǎn)單有效的方法來(lái)評(píng)測(cè)虛擬路徑的質(zhì)量從而獲得準(zhǔn)確的TCP連接瓶頸。基于評(píng)測(cè)結(jié)果，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)新的TCP擁塞控制機(jī)制稱作VRP-TCP來(lái)調(diào)整TCP發(fā)送狀態(tài)。
　　第二，TCP連接容量通常以帶寬時(shí)延積(BDP，Bandwidth-Delay Pro

5、duct)的形式來(lái)研究以提高TCP性能。然而，在無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，所發(fā)現(xiàn)的往返時(shí)延（RTT，Round Trip Time）劇烈抖動(dòng)的問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響B(tài)DP的準(zhǔn)確性，同時(shí)會(huì)影響TCP擁塞控制導(dǎo)致其對(duì)擁塞窗口的不合適調(diào)節(jié)以及重傳超時(shí)定時(shí)器(RTO，Retransmission TimeOut)的不準(zhǔn)確計(jì)算，因而嚴(yán)重降低了TCP性能。在本文中，我們重新詮釋TCP連接容量的含義并將其定義為虛擬連接容量，基于此來(lái)分析RTT抖動(dòng)具體如何影響T