数据中心网络中基于传输速率分配算法的TCP协议

传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)是数据中心网络中常用的传输协议。然而,同一个网络环境下,由于TCP协议的公平共享原则,TCP无法保障不同优先级业务的服务质量。针对该问题,提出了基于传输速率分配算法的TCP(Transmit Rate Allocation based TCP,TRA-TCP)。汇聚节点实时监测记录不同优先级业务的数据传输速率,并为不同优先级的业务流分配不同的传输速率,以保障高优先级业务的QoS。实验表明,与已有协议相比,TRA-TCP协议最高能够将高优先级业务的吞吐量提升50%,并且将高优先级业务的时延保持在0.1秒以下。     

基于Fuzzy丢包区分的TCP拥塞控制算法

针对传统传输控制协议(TCP)应用于异构网络的局限性,在研究灰色关联度基础上,分析网络参数,提出一种基于往返延迟抖动积区分丢包的TCP-N算法.根据测得的往返延迟抖动积构建隶属函数,区分无线误码丢包和网络拥塞丢包,并依据隶属度进行相应的拥塞控制.仿真实验结果表明,与传统TCP协议相比,TCP-N算法在异构网络中能够较准确地区分无线误码丢包和网络拥塞丢包,提高带宽利用率和吞吐量.     

一种改进的TCP拥塞控制算法及仿真

TCP协议提供面向连接、可靠的服务,但应用于时延敏感的实时网络时,并不能保证实时性。当网络负载过大时,会出现拥塞、传输延迟和丢包等问题。为了降低网络拥塞概率,提出了一种改进的TCP拥塞控制算法TCP-EB。该算法根据确认数据包的速率估计网络可用带宽,调整拥塞窗口的大小,提高带宽利用率。出现拥塞时,对窗口衰减速度进行限制,保证传输的优先级高于其他数据流。最后将TCP-EB与传统拥塞控制算法TCP Reno、TCP Vegas进行比较,结果表明,提高了网络吞吐量和网络传输的平滑性。     

自适应调度的增强QoS保证机制

针对IEEE802.11的媒体接入控制层QoS支持技术进行了研究.基于无线局域网MAC层DCF和EDCF两种退避机制,提出了一种增强型自适应慢速递减的EASDCF方案,并在此基础上的结合IEEE802.11e的业务分级的思想,通过最大竞争窗口和重传次数的不同来区分不同的优先级,并对每个优先级进行区分服务.仿真结果表明,EASDCF机制所采用的分级策略提高了时延敏感业务的吞吐量,并使丢包率敏感的数据业务得到可靠保障,该算法能够有效地增强网络的QoS,提高整个网络的性能.     

一种用于无线传感网络的支持QoS的PD-DWDBA算法及其优化

DBA算法大多是基于单波长情况而制定的，为了研究多波长的情况，提出基于预测的多波长动态带宽分配算法(PD-DWDBA)。考虑到网络中不同类型业务对网络时延和带宽的要求存在差别，对不同优先级的业务采取不同的分配方案，提出支持QoS的PD-DWDBA。以first-fit策略将带宽先分配给具备高优先级业务，确保高优先级业务获得所需带宽；利用WF-DBA策略对剩余各低优先级业务实施分配，利用BP网络模型完成各优先级业务的预测，实现带宽的分配功能。依次以丢包率、包延时、带宽利用率指标分析BP网络预测对网络性能提升的效果，实验结果证实网络服务水平显著提升。     

面向QoS区分的自适应状态转移概率动态更新算法

为了提高在大规模、重负载环境下IEEE 802.11e EDCF(Enhanced Distributed Coordination Function)机制的网络性能.引入了在信道空闲时退避计数器状态转移概率的概念,提出一种新的提高网络QoS(Quality of Service)的方法—根据当前网络状态,动态地调节不同优先级在信道空闲时退避计数器的状态转移概率.通过马尔科夫链数学模型验证了在饱和情况下所提算法的优越性,并推导出了状态转移概率的最优值,给出了实现此算法的基本流程和步骤.实验结果表明,此算法不仅保证了各种优先级业务之间的公平性,而且显著提高了网络吞吐量,同时降低了MAC层延时和丢包率.结果验证了在负载动态变化时,算法的自适应性和优越性.     

支持QoS的异构并行交换结构研究

不同类型的交换结构具有不同的交换性能。为此,提出一种支持QoS的异构并行交换结构(HPSA),该结构支持3种类型的业务：保障带宽(GB)业务,保障时延(GD)业务和保障丢包(GL)业务。各业务通过HPSA的不同类型平面被交换,从而实现对各类业务的QoS支持。仿真结果表明,HPSA中的GB业务带宽性能、GD业务时延性能及GL业务丢包率性能,均优于它们在基于iSLIP算法的IQ交换结构和基本PPS结构中的性能。     

基于自相似流量预测的TCP拥塞控制算法

针对高带宽网络环境下传统TCP Reno的拥塞控制效率低的问题,提出了一种适用于随机丢失网络的TCP拥塞控制改进算法.介绍并分析了网络流量自相似特性和预测的时间尺度,并进行了TCP链路流量预测及可用带宽估计,当网络出现丢包时根据估计的带宽动态设置慢启动阈值.OPNET仿真结果表明,该算法在高随机丢包的情况下吞吐量得到了明显改善.     

AdHoc网络中一种基于QoS约束的DSR协议

在AdHoc网络中QoS是一个重要问题,QoS路由技术是解决这一问题的关键技术之一。DSR协议是中小AdHoc网络中常用的被动式路由,但是DSR并不是以QoS为设计目标,在提供QoS方面有许多不足。该文提出一种满足QoS约束的DSR协议,引入带宽、延迟等多个QoS参数,并充分利用路由请求过程中发现的多条路径,针对具体链路状况选择单路径传输还是多路径分裂传输。仿真实验结果显示,对于在重负载以及网络拓扑变化频繁的情况下,改进后的DSR协议相比原DSR协议,在丢包率、网络吞吐量方面表现较好。     

SCTP性能的仿真分析

SCTP是下一代网络(NGN)的一种重要传输协议,融合TCP与UDP协议的优点,提供端到端的可靠业务传输,用来在IP网络上可信地传输SS7信令.立足SCTP一些新特性(比如多流性、多宿性),通过仿真软件NS2,在网络时延、抖动、丢包率、吞吐量几个典型的QoS参数方面,对比分析了SCTP协议与不同版本的TCP协议;仿真结果表明,使用SCTP协议的网络综合性能优于传统的TCP协议,从而进一步提高了网络的QoS,同时用户QoE也得到了提升.将SCTP性能与不同的TCP协议进行对比,基于这些网络QoS参数进行对比分析,为以后的SCTP特性进一步研究工作起到了铺垫的作用.     

基于效用的EPON VoD QoS组播实现机制研究

服务质量无法保证和低效益是IP网络上开展VoD业务面临的主要问题.基于组播业务的网络优先级、用户群的SLA优先级和经济优先级,提出了一个基于效用的EPON VoD组播QoS优先级(效用优先级)算法.在网络拥塞的时候,基于该效用优先级来动态调整组播组的资源分配,不但节省了带宽需求和降低包丢失率,而且可通过将网络资源汇聚到高价值的业务上,提高带宽的效益.通过对变长和无序EPON Ethernet下行帧进行基于效用的定长和有序的改进,可减少VoD业务流的包时延抖动.仿真实验结果很好地验证了该机制的优点.     

V2G网络中基于带宽自适应的拥塞控制协议优化

V2G网络下PLC链路带宽受限、高误码率等特点导致现有的TCP NewReno拥塞控制机制缺乏对丢包类型的有效判断,将链路上由噪声干扰的随机错误丢包与网络拥塞丢包统一当做拥塞事件处理,从而造成不必要的拥塞避免,导致了低吞吐量问题.根据此问题,提出了一种基于带宽自适应的拥塞控制算法.该算法通过分组预测拥塞等级感知网络状态,由此估计可用带宽来判断丢包类型,实现了拥塞窗口自适应调节.仿真结果表明该算法在拥塞窗口的增长、吞吐量、公平性、收敛性和友好性等方面都优于现有算法,V2 G网络的吞吐量得到明显提升.     

TCP-ACC: performance and analysis of an active congestion control algorithm for heterogeneous networks

Transmission control protocol (TCP) is a reliable transport layer protocol widely used in the Internet over decades. However, the performances of existing TCP congestion control algorithms degrade severely in modern heterogeneous networks with random packet losses, packet reordering and congestion. In this paper, we propose a novel TCP algorithm named TCP-ACC to handle all three challenges mentioned above. It integrates 1) a real-time reorder metric for calculating the probabilities of unnecessary Fast Retransmit (FRetran) and Timeouts (TO), 2) an improved RTT estimation algorithm giving more weights to packets that are sent (as opposed to received) more recently, and 3) an improved congestion control mechanism based on packet loss and reorder rate measurements. Theoretical analysis demonstrates the equilibrium throughput of TCP-ACC is much higher than traditional TCP, while maintaining good fairness with regard to other TCP algorithms in ideal network conditions. Extensive experimental results using both network emulators and real network show that the algorithm achieves significant throughput improvement in heterogeneous networks as compared with other state-of-the-art algorithms.     

LTE系统中提高TCP性能的资源调度算法研究

LTE可以提供真正无处不在基于IP的移动宽带业务,但随着承载网的IP化,网络拥塞、丢包、抖动、延时等质量问题将影响到LTE业务层的QoS质量.作为LTE无线资源管理的核心,研究并设计一个良好的资源调度算法是提高数据业务的性能和终端用户的体验是一个亟待解决的重要任务.本文通过借鉴LTE对VoIP数据分组的半持续调度算法的思想,提出了一种LTE的无线资源调度的改进方案.方案将TCP确认包映射到具有更高优先级的空闲逻辑信道,从而降低了ACK包在无线信道中发生丢弃和拥塞的概率,避免了TCP拥塞控制机制的频繁开启.仿真结果表明,本文提出的TCP确认包映射转换方案在RTT时延、吞吐量等方面均有一定的提升,具有一定的稳定性和性能优势.     

门户环境中基于语义数据协作应用集成方法

目前,门户的功能定位已经从传统的信息集成转向应用集成.门户环境中应用间的进一步集成实际上表现为Portlet互操作问题. 现有Portlet互操作方法在共享范围、标准兼容方面存在不足且难于集成已有应用系统.提出了一种基于语义数据协作的Portlet互操作方法,其基本思想是:将参与互操作的Portlet抽象为ShadowComponent组件,然后基于本体建立ShadowComponent之间的语义数据关联,并使用ECA(event-condition- action)规则实现Portlet互操作.实验证明,该方法无须对已有应用作任何修改即可完成门户中的应用集成.     

面向卫星网络的TCP代理

当传统TCP协议用于卫星网络时面临各种问题,原因包括:卫星信道的高传输延迟、较大的误码率、带宽不对称、信号衰减等.为了提高卫星网络环境下TCP的性能,在不破坏TCP端到端特性的前提下,提出了一种新的主动代理方案.拥塞控制算法通过具有不同优先级的双报文对实施主动监测,能够根据网络带宽的变化自适应地调整TCP窗口.并且,对代理控制系统进行了稳定性分析.针对卫星网络下的TCP丢包恢复,提出了一种不依赖时钟同步的选择性否定应答算法.模拟实验表明,提出的TCP代理能够充分利用卫星网络的带宽,从而达到获得最佳有效吞吐率的目的.     

一种基于带宽估计的无线网拥塞控制机制

针对无线网提出了一种基于带宽估计的拥塞控制机制。该机制利用TCP确认帧携带的数据包到达时间来估算包到达速率，从而得到带宽的估计值。在此基础上用带宽的估计值更新拥塞窗口，避免在发生链路错误时启动拥塞控制机制，由此提高了TCP在无线网上的性能。实验结果表明，算法能减少链路差错对TCP性能带来的影响，提高了TcP在无线网上的吞吐率。     

基于GEO卫星链路丢包区分的TCP Westwood改进算法

在分析TCP Westwood (TCPW)算法优缺点的基础上,针对其应用于同步轨道(GEO)卫星链路时存在的不足,结合Vegas、Veno及LogWestwood+等改进算法的优势,基于预测的下一时刻的网络带宽,把窗口调整与带宽利用情况相结合,提出了一种新的适合于GEO卫星链路的基于丢包区分的TCP Westwood改进算法。改进算法将每个阶段的窗口调整与带宽估计、网络状态紧密联系起来,结合网络状态和带宽估计判断拥塞窗口的合理性,动态地调整拥塞窗口,使拥塞即将发生时,窗口能及时下降到适宜的水平,尽量避免由于拥塞而导致的分组丢失。仿真结果表明,改进算法提高了TCP westwood在GEO卫星链路中应用时的性能,具有较好的吞吐量、公平性、友好性和较低的丢包率。