无线网络中TCP友好拥塞控制技术研究

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近年来,无线网络中音频视频等实时多媒体流应用需求不断增长,这些应用一般都是基于UDP传输协议的,UDP没有拥塞控制机制,这些应用的大量涌入将引起带宽的不公平分配甚至引起拥塞崩溃。目前,一些适用于实时流应用的TCP友好拥塞控制机制已经提出,但是它们最初是为有线网络设计的,在无线网络中表现并不是很好。在有线网络中,包丢失被视为网络拥塞信号,会触发拥塞控制机制来缓解拥塞状况避免拥塞崩溃,而无线网络中,很大部分包丢失是由于无线网络误码或者切换引起的,这类丢失没有必要地触发了拥塞控制机制,必然引起网络吞吐量和带宽利用率的下降。因而,针对如何提高无线网络中TCP友好拥塞控制机制性能是当前计算机网络领域的研究热点。 当前的很多TCP友好拥塞控制机制普遍缺乏对多媒体流最小带宽要求的考虑,不能很好地确保多媒体流应用的服务质量。针对这种情况,结合无线网络的特点,本文在TCP友好性的基础上,增加了对多媒体流最小带宽要求的考虑,分析了TCP友好性和最小带宽要求的权衡问题。 通过研究和分析众多TCP友好拥塞控制机制,TCP友好速率控制机制TFRC平滑地调节发送端发送速率,适合于多媒体流应用,是发展较好的一种机制。本文在TFRC的基础上,针对无线网络高误码率特点和最小带宽要求,提出一种确保最小带宽要求的TCP友好拥塞控制机制CQTFCC(Certified Quality TCP-friendly Congestion Control)。该机制通过网络结点和端点相结合,在路由器中采用RED主动队列管理策略,对RED参数进行合理设置,使得路由器端不会丢弃包(即零丢弃率),结合显示拥塞指示ECN,对到来的包按照一定的概率进行标记,将网络的早期拥塞通知发送端,发送端根据接收端的包标记概率而不是包丢弃概率按照TCP友好的速率调节机制在确保最小带宽的要求下调节发送速率。 通过在NS2模拟平台上的实验表明,该机制较好地解决了确保最小带宽要求和TCP友好之间的权衡关系。
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