TCP友好擁塞控制及其與AQM的綜合研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模和應(yīng)用的快速增長，網(wǎng)絡(luò)擁塞問題已經(jīng)引起廣大用戶以及研究人員的密切關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)中不斷增加的開環(huán)應(yīng)用則加重了這種擁塞現(xiàn)象，特別是在Internet中占較大比例的多媒體應(yīng)用層出不窮，多媒體信息數(shù)量與日俱增，它們需要等時處理和端到端的服務(wù)質(zhì)量。而目前基于盡力而為的Internet卻無法保證實時應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量。TCP作為Internet中占主要地位的傳輸協(xié)議，采用了擁塞控制機制，但TCP在探測空閑帶寬和響應(yīng)擁塞的過程中其發(fā)送源的速率波動

2、頻繁，對多媒體應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量的穩(wěn)定造成威脅。因此，TCP不適合傳輸實時數(shù)據(jù)流，大多采用UDP來傳輸。而UDP流沒有端到端的擁塞控制，不論網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生擁塞都不會改變發(fā)送速率，因而在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時，網(wǎng)絡(luò)中的帶寬會被UDP流過度搶占，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源分配不公，甚至發(fā)生擁塞崩潰。根本解決辦法只能是適當(dāng)改進擁塞控制算法，使TCP流發(fā)送速率趨于平滑，從而適合傳輸UDP流。這也是本文研究的核心思路。
　　 另一方面，目前已有的TCP擁塞控制算法和主

3、動隊列管理算法大多是單獨研究，往往是提高了某一方面的性能卻降低了其它性能，在此情況下對網(wǎng)絡(luò)綜合性能的研究顯得尤為重要。且大多擁塞控制算法研究都是基于啟發(fā)式思維直接推斷，缺乏系統(tǒng)分析，而本文研究過程中借助數(shù)學(xué)模型進行客觀分析，增強了研究的理論意義。
　　 本文首先對廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)傳輸控制協(xié)議TCP流的發(fā)送速率模型進行研究和分析。在Padhye的研究基礎(chǔ)上，修改了原模型推導(dǎo)的假設(shè)條件，加入了被前人忽略的慢起動情況，得到A-P模型，并

4、通過實測數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)建模仿真對公式的有效性進行了檢驗。結(jié)果表明A-P模型比Padhye模型在丟包率較小的情況下精準(zhǔn)度更高。
　　 其次，對TCP擁塞控制核心算法AIMD改進得到AAIMD(Advanced AdditiveIncrease Multiplicative Decrease)算法。在A-P模型的推導(dǎo)基礎(chǔ)上得到了AAIMD流的發(fā)送速率模型，研究了友好性參數(shù)取值問題。然后通過網(wǎng)絡(luò)仿真分析不同參數(shù)的AAIMD流的平滑性、友好