混合网络中一种基于拥塞概率预测的TCP协议

现有的TCP协议采用丢包事件、拥塞反馈信息或往返时延等信息启动拥塞控制,而这些基于单个数据包信息的方法进行丢包区分的能力较弱,使得有线/无线混合网络中的非拥塞丢包影响了TCP的拥塞控制行为.本文提出了一种新的TCP协议,PceReno(Probability of Congestion or Error),它通过对最近一段数据的拥塞概率预测来决定如何响应当前丢包事件,从而避免盲目的启动拥塞控制.这种先应式拥塞感知和后应式拥塞响应相结合的拥塞控制方法不需要增加额外的开销,完全依赖于原有的拥塞控制.实验结果表明PceReno能够较好地对抗随机错误,有效提高TCP在混合网络中的吞吐量.     

一种与IPSec兼容的基于有线/无线混合网络的TCP性能优化机制

传统的TCP协议,假设丢包都是由网络拥塞造成的,这不适用于错误丢包比拥塞丢包更容易发生的无线链路,而且现有的很多改进方案无法用于加密通讯中.在分析现有改进算法的基础上,提出一种适用于有线/无线混合网络IPSec兼容的端到端的优化机制.通过接收端数据包到达时间间隔的变化累积来判断无线链路的状况,用ACK标记ELN通知发送端,避免不必要的拥塞控制而导致性能下降.通过NS2仿真实验表明该机制能有效提高TCP传输性能还与现有的安全机制兼容.     

一种基于相对延时的TCP Vegas拥塞避免机制的改进算法

TCP Vegas是一种TCP的实现，在Internet网上能达到令人满意的吞吐量，在通常情况下能较早地发现网络拥塞并成功的防止拥塞丢包。但是它有一个缺陷：当反向链路出现拥塞时，会导致TCP Vegas吞吐量的显著下降。使用“相对延迟”来改进TCP Vegas的拥塞避免机制。当反向链路存在拥塞时，明显提高了TCP Vegas的吞吐量。     

适用于异构网络的改进TCP协议研究

在有线网络中,网络丢包主要是网络拥塞造成的,而传统的TCP协议主要是针对有线网络设计的。对于无线网络,链路错误的随机丢包成为其主要的丢包,传统的TCP已不再适用。为了使TCP适用于有线-无线的异构网络中,提出一种改进的TCP协议(命名为TCP-Ackflag)。此协议通过接收端判断分组数据的相对延迟趋势来判断网络拥塞情况,并在接收端反馈给发送端的ACK包中定义一个拥塞标志位。接收端在接收ACK包中,记录这个拥塞标志位。为了使网络能达到最大吞吐量,发送端只有在发现产生网络丢包现象后再立即对记录的拥塞标志位的值进行检测,通过检测到的拥塞标志位的值来判断网络拥塞情况,最终决定是进入网络拥塞处理过程还是简单地快速重传过程,从而保证了有线-无线异构网络的传输性能。仿真结果表明,此方案对网络拥塞判断准确性和灵敏性都有极大提高,并在此基础上保证了网络传输性能。     

无线网络的拥塞控制机制研究

由于有线网络TCP拥塞控制机制是建立在拥塞是网络丢包原因的基础上，所以该机制不能适应无线网络中高误码率造成的无线链路丢包的情况。因此，我们提出了一种改进的TCP拥塞控制机制AED和TCP．WX算法，此机制和算法能有效地降低无线网络中的丢包数，提高信道的利用率。     

数据中心网络快速反馈传输控制协议

在数据中心网络中,当多个服务器同时向一个接收端发送数据时,产生的数据流量易在瓶颈交换机的缓冲区溢出,造成丢包事件以及数据重传,导致TCP Incast问题。为此,提出一种可快速反馈的数据中心网络传输控制协议( FFDTCP)。该协议在TCP协议的基础上采用显式拥塞通知机制,利用2个显式拥塞通知位通告4种拥塞级别,发送端根据拥塞信息所表示的拥塞级别快速调整拥塞窗口以减少拥塞,从而避免因瓶颈链路丢包而造成的吞吐量急剧下降问题。 NS2仿真实验结果表明,与传统TCP协议相比,FFDTCP协议可以保证较低的时延和较大的吞吐量,有效缓解TCP Incast问题,提高数据中心网络传输性能。     

一种适用于无线网络的流媒体传输机制

为保证无线网络中多媒体数据的传输质量,提出了一种适用于无线网络的流媒体传输机制（WMTCC）。该机制通过发送探测报文区分网络拥塞丢包和链路误码随机丢包,准确判断网络的拥塞状况,实施发送速率调节,保证了流媒体服务质量(QoS)。由于准确区分出无线链路误码丢包,该机制在链路误码率较高时能维持较高的网络吞吐量。仿真实验结果显示在高误码率无线网络中,该机制可以获得更高的吞吐量和更大的拥塞窗口,并且发送速率的变化更加平滑。     

WSN中一种改进的DCCP拥塞控制机制

由于WSN具有链路质量差、数据冗余度高和"多对一"汇聚等特性,使得传统TCP协议的应用受到了挑战。为此,基于数据报传输协议(DCCP)提出一种改进的拥塞控制机制IM_DCCP。IM_DCCP根据误码丢包率来区分链路误码和网络拥塞引发的丢包,同时引入信道繁忙比率来协作进行网络拥塞检测,并针对不同的拥塞等级选择正确的窗口调节策略实施拥塞控制。NS2仿真表明,所提出的机制与其他机制比较,公平性较好,且能有效的降低丢包率、提高网络吞吐量性能。     

基于MIPv6的TCP性能增强方法

TCP协议假定链路上的数据丢失率极小，所以当数据传输中出现丢包情况时，它认为是由于网络拥塞而导致的，并且相应地采取拥塞避免机制。然而在无线网络中，由于信道比特差错率高，移动主机切换等原因，经常会导致数据的丢失。如果把这种情况下的数据报丢失错误归因于网络拥塞而采取拥塞控制机制，则不必要地降低了吞吐量，导致自身性能下降。文章首先介绍了针对无线移动网络所常用的TCP性能增强方法，然后提出了一种基于MIPv6的移动主机切换情况下TCP性能增强的方法并进行了分析。     

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.     

Dynamic queue level control of TCP/RED systems in AQM routers

One main TCP congestion control objective is, by dynamically adjusting the source window size according to the router queue level, to stabilize the buffer queue length at a given target, thereby achieving predictable queueing delay, reducing packet loss and maximizing link utilization. One difficulty therein is the TCP acknowledging actions will experience a time delay from the router to the source in a TCP system. In this paper, a time-delay control theory is applied to analyze the mechanism of packet-dropping at router and the window-updating in TCP source in TCP congestion control for a TCP/RED dynamic model. We then derive explicit conditions under which the TCP/RED system is asymptotically stable in terms of the instantaneous queue. We discuss the convergence of the buffer queue lengths in the routers. Our results suggest that, if the network parameters satisfy certain conditions, the TCP/RED system is stable and its queue length can converge to any target. We illustrate the theoretical results using ns2 simulations and demonstrate that the network can achieve good performance and converge to the arbitrary target queues.     

VCP拥塞控制协议加权公平性研究

随着卫星网、千兆以太网、光纤网等高带宽时延乘积（Bandwidth-Delay Product,BDP）网络大量接入Internet,传统的、适用于低速网络的TCP拥塞控制协议的各种版本均存在着明显的缺陷。VCP协议是一种易于实现的、适用于高BDP网络的拥塞控制协议。给出了VCP协议对具有不同权限的用户实现加权公平性的一种方法,包括数学模型的建立、加权公平性的参数选择以及仿真实验等问题。     

无线传感器网络TCP性能的改善机制

在无线传感器网络中,节点分布过于密集或大量数据流的突发将造成拥塞,导致报文丢失,引起吞吐量下降和能量浪费。该文提出一种新的拥塞控制机制PTCP,通过分段调整慢启动阶段的TCP窗口增长速度控制拥塞。仿真结果证明,该机制有效解决了传感器网络中的拥塞控制问题,提高了无线传感器网络的TCP性能。     

Allocating Network Resources by Weight Between TCP Traffics

Under the current TCP/IP architecture,all TCP traffics compete for network resources completely fairly,which makes it difficult to satisfy applications‘‘‘‘‘‘‘‘ versatile communication requirements.This paper presents an improved TCP congestion control mechanism where the congestion window becomes ω(1-b)W rather than(1-b)W for every window W containing a packet loss.Theoretical analysis and simulation results show that it cann be easily implemented with less additional overhead and can easily perform network resource allocation by weighted parameter ω for traffics under the similar communication environments,whic can efficiently lead to guaranteed relative quqlity of scrviccs and improve network performances.     

反向业务流对TCP性能的影响研究

简要分析了TCP协议的拥塞控制机制,指出在网络中存在较大反向业务流时会对TCP业务产生严重的影响,通过仿真实验对TCP拥塞控制机制的3种拥塞控制算法:Reno算法,SACK算法和Vegas算法在存在大量反向业务流情况下的表现进行了比较,分析了它们性能下降的原因,提出了改进设想,为解决TCP拥塞问题提供了新的思路。     

Modeling the Internet congestion control using a Smith controller with input shaping

The Internet has shown a great capability of endless growing without incurring congestion collapse. The key of this success lies in its TCP/IP congestion control algorithm. In this paper, we use control theoretic analysis to model the Internet flow and congestion control as a time delay system. We show that the self-clocking principle, which is known to be a key component of any stable congestion Internet control algorithm, corresponds to implement a simple proportional controller (P) plus a Smith predictor (SP), which overcomes feedback delays that are due to propagation times. Different variants of TCP congestion control algorithms, such as classic TCP Reno or the recent Westwood TCP, can be modeled in a unified framework by proper input shaping of the P+SP controller structure. Finally, we show that controllers that do not implement the Smith predictor, such as proportional (P) controllers or proportional+derivative+integral (PID) controllers, provide an unacceptable sluggish system because they do not implement dead-time compensation.     

基于带宽估计和ECN的无线TCP改进

针对无线环境下TCP调用拥塞控制算法致使性能下降的问题,提出一种基于带宽估计和显式拥塞通知的无线TCP改进方法。在数据发送端采用带宽估计算法优化拥塞窗口尺寸,与具有显式拥塞通知的路由器配合区分分组丢失性质,利用选择性确认选项,加快单窗口多包丢失时拥塞窗口恢复速度。仿真结果表明,改进后的TCP吞吐量超过TCP_SACK近30%,超过TCP_Reno近52%。     

A fast self-similarity matrix-based method for shrew DDoS attack detection

ABSTRACT

Shrew DDoS attack mainly targets the TCP’s retransmission timeout (RTO) mechanism that handles severe cases of congestion and packet losses. This attack is very hard to detect due to its stealthy nature and low-rate in volume which if remained undetected can affect the legitimate TCP flows. In this paper, we propose a fast shrew DDoS attack detection method based on self-similarity matrix (SSM) that measures the self-similarity of network traffic across multiple time scales over a subset of relevant features. The method can detect any presence of shrew attack in-line with the incoming traffic samples and thus identify the attack flows. We experimented our method over real-life low-rate datasets for multiple scenarios and the results demonstrate its efficiency both in terms of detection accuracy and speed.     

LTE中基于协作AODV协议的拥塞控制机制研究

针对LTE网络已有的拥塞控制算法无法适应分布式网络拓扑和复杂的网络环境以及自身效率低、开销大等问题,分析了LTE网络无线信道质量对AODV协议性能的影响,建立了基于路径损耗门限值的协同合作方式下的AODV路由机制,在此基础上,提出了一种基于队列长度和跳数的拥塞控制策略,分别通过LTE网络链路级仿真实验验证了改进后的基于协作路由协议的无线TCP拥塞控制机制的性能。数学分析和仿真结果表明,所提协作拥塞控制机制与传统的TCP拥塞控制机制相比,在平均丢包数、队列长度抖动、时延、时延抖动和吞吐率等方面均具有良好的性能。     

改进的无线网络TCP协议跨层设计方法

针对传统TCP协议的拥塞控制机制在无线网络中不能很好地解决数据丢失的问题,提出一种改进的无线网络TCP协议跨层设计方法——NTCP。NTCP将传统TCP功能分割为传输速率控制和数据完整性控制2个部分,避免使用转发节点信息的方法,最大限度地利用无线资源。该方法与传统TCP-Reno方法相比,能提高无线网络的吞吐量,其稳定性和速率自适应能力也有较好的改善。