基于ACK包對(duì)的帶寬估計(jì)算法研究.pdf

1、隨著因特網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)管理和效率面臨新的挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量對(duì)協(xié)議的改進(jìn)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的提高有重要意義。而網(wǎng)絡(luò)帶寬是關(guān)鍵的性能指標(biāo)，在多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中起重要作用，例如網(wǎng)絡(luò)擁塞控制、路由選擇和媒體點(diǎn)播等。因此，帶寬測(cè)量的算法研究一直是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　本文研究可用帶寬的測(cè)量方法，目的是獲取端對(duì)端路徑上瓶頸鏈路的可用帶寬?？捎脦挏y(cè)量技術(shù)可分為兩種。(1)數(shù)據(jù)包對(duì)技術(shù)利用數(shù)據(jù)包對(duì)經(jīng)過(guò)瓶頸鏈路產(chǎn)生的時(shí)間間隔來(lái)估計(jì)帶寬，不足之處是

2、對(duì)背景流量非常敏感。(2)分析探測(cè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率和單向時(shí)延變化規(guī)律來(lái)估計(jì)帶寬，不足之處是測(cè)量開(kāi)銷(xiāo)大，不適用于資源有限的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
　　為了解決現(xiàn)有方法的不足，本文改進(jìn)數(shù)據(jù)包對(duì)技術(shù)，并將其與TCP協(xié)議的確認(rèn)機(jī)制(Acknowledgement，ACK)結(jié)合，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于ACK包對(duì)的帶寬估計(jì)算法(ACK Packet Pair Probe，APROBE)。APROBE通過(guò)改進(jìn)時(shí)延樣本的選擇方案來(lái)計(jì)算帶寬，有效降低背景流量對(duì)帶寬測(cè)

3、量準(zhǔn)確性的影響;改造ACK機(jī)制，設(shè)計(jì)ACK包對(duì)以降低帶寬測(cè)量的開(kāi)銷(xiāo)。APROBE算法已經(jīng)在NS-3仿真平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行比較性驗(yàn)證:與Pathload相比，準(zhǔn)確率相當(dāng);與Pathchirp相比，準(zhǔn)確率提高了10％以上;測(cè)量開(kāi)銷(xiāo)則至少降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。為了體現(xiàn)APROBE算法的可用性，本文將其成功應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制TCP Westwood，實(shí)現(xiàn)了新機(jī)制TCPWA。由于提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬估計(jì)的準(zhǔn)確性，TCPWA有效地提高了網(wǎng)絡(luò)性能，例如網(wǎng)絡(luò)吞