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.     

多信道无线网状网带宽有效的路由机制设计

针对基于IEEE 802.11标准的多信道无线网状网中采用接纳控制方案,设计出一种分布式的低干扰且带宽保证的最短路径路由协议;该协议通过分布式免干扰的链路调度机制,并根据带宽要求为链路分配相应时槽数,以实现带宽保证的链路流。NS-2模拟实验结果显示,该协议能为通信链路提供有效的带宽保证,对于有带宽保证要求的业务,可实现较高的通信连接成功概率,具有良好的性能。     

一种适用于有线-无线混合网络的性能增强代理

为了改善传输控制协议(TCP)在无线网络中的传输性能,提高链路带宽利用率,提出一种适用于有线-无线混合网络环境的性能增强代理( PEP),并在此代理中采用新的流量控制算法.实验结果表明:与标准TCP协议相比,使用此PEP能够显著增加无线链路的带宽利用率,提高TCP在长时延环境下的传输性能.     

多优先级的卫星网络信道分配算法

为了解决终端接入卫星网络的信道分配问题,充分利用卫星网络有限的信道资源,在分析终端级别和业务级别多样性的基础上,加入优先级标识,建立多终端和多业务优先级模型,分析接入满意度与接入阻塞率、链路带宽和链路总时延的关系,建立接入满意度模型,提出信道竞争机制和带宽压缩机制,进而提出基于多终端和多业务优先级的信道分配算法。仿真结果表明,相比传统算法,该算法可以根据不同终端和不同业务级别分配卫星网络的信道资源,提高接入满意度,进而提高信道利用率。     

卫星网络传输层协议分析与改进

TCP/IP协议的成熟极大地促进了地面网络的发展,然而传统TCP/IP协议难以直接高效地应用于卫星网络.文中针对卫星网络固有的大带宽时延积、高误码率等特点以及卫星网络中UDP流的资源争用问题,深入对比分析了传统TCP协议在卫星网络中的缺点,并针对多媒体数据流引入TFRC机制,从而实现卫星网络TCP流量和UDP流量竞争情况下带宽的公平分配.实验表明:TFRC机制的引入可以有效解决流量带宽竞争问题,较好地实现卫星网络带宽的公平性.     

宽带卫星网络TCP性能分析

用卫星链路接入Internet或者自身组成一个宽带卫星网络并和Internet互联是卫星通信的重要发展方向．TCP的流量控制是Internet正常运行的基础,围绕着TCP流量控制的拥塞控制一直是Internet研究的一个热点．在长时延特性的宽带卫星网络环境下,当前广泛使用的TCP协议性能相应地会受到影响．文章分析了基于分组的宽带卫星网络中TCP的各种性能,并通过网络仿真对理论分析结果进行了验证．     

分布式卫星链路仿真系统的设计与实现

随着卫星网络技术的发展,对于卫星组网协议的研究越来越多。由于卫星设计生产周期长、费用高,设计构建可控制、可重现的仿真实验环境是一种重要的协议研究手段。本文提出了一种面向卫星星座的天基无线网络链路仿真系统的分布式体系结构,对卫星通信中带宽、时延和误码率三个重要参数进行了仿真,解决了分布式链路仿真中的虚拟多链路、链路属性建模等关键技术,并且实现了一套原型系统,对其链路仿真能力进行了验证。     

基于GEO卫星网络的TCP增强代理模型

为提高在长时延、高误码率和带宽非对称性的卫星网络环境中的TCP性能,在NS2环境下搭建有线网络与卫星网络间的仿真环境,利用性能增强代理（PEP）建立由柯线网络、PEP和地球同步轨道卫星网络构成的异构网络体系结构模型。仿真结果表明,该模型能改善卫星网络中TCP的传输性能。     

卫星网络链路传输协议的性能分析*

深入分析了卫星网络链路的基本特性,在分析目前卫星网络数据链路传输控制协议性能的基础上,提出了卫星链路最佳帧长的概念,并结合GoBackN和SRARQ协议,从理论上计算出了给定链路环境下最佳帧长的取值。仿真结果表明,采用理论最佳帧长能显著提高数据链路传输协议的吞吐率,提高卫星网络链路带宽利用率。     

SCPS-TP SNACK在卫星网络中的性能分析

由于卫星链路的特性,传统的TCP/IP不能直接应用于卫星网络中.为保证空间链路可靠的端到端数据传输,现已形成了一个标准的空间通信协议SCPS,它是TCP/IP协议的扩展,特别是传输层协议SCPS-TP.分析了SCPS协议体系结构,研究了SCPS-TP技术框架及其采用的SNACK关键技术,并以此关键技术为切入点,仿真研究SCPS-TP的性能及其与TCP协议在吞吐率及链路利用率方面的比较,得出SCPS-TP在宽带、高误码率及大时延通信环境下的性能比TCP要明显优越,更适合于大带宽时延积的卫星通信环境.     

Performance evaluation of bandwidth allocation methods in a geostationary satellite channel in the presence of internet traffic

Resource allocation represents an important issue for the next generation TCP/IP Quality of Service-based satellite networks. Many schemes, proposed in the recent literature, consider Internet traffic as the superposition of traffic sources without distinguishing between User Datagram Protocol (UDP) and Transmission Control Protocol (TCP) flows, even if UDP and TCP imply very different traffic characteristics. The basic idea of this work is that a resource allocation algorithm which is conscious of the difference may be more efficient because it can make use of the different behaviour of TCP and UDP in the presence of network congestion. Actually TCP reduces the source flow rate and, as a consequence, also the bandwidth occupancy when there is network congestion. The use of this feature within the bandwidth allocation scheme allows reducing the bandwidth waste due to over provisioning and using the residual bandwidth for other sources. The advantage is particularly clear over satellite channels where fading often affects the communication: having some residual bandwidth available for stations which have experienced fading can improve the satellite network performance.This paper presents a detailed performance evaluation of a bandwidth allocation scheme, called E-CAP-ABASC and studied for the satellite environment. The bandwidth is assigned to the earth stations that compose the network by a master station on the basis of a cost function whose main part is represented by a closed-form of the packet loss probabilities for the TCP and UDP traffic. The use of two different packet loss probability models for TCP and UDP allows exploiting the different features of the two traffic types, so improving the overall performance either in terms of packet loss or, on the other hand, in terms of the traffic admitted.The performance evaluation is carried out by varying the link degradation due to fading, the traffic load, and the flow balance between UDP and TCP. The results show a good performance of E-CAP-ABASC, compared with two other schemes. Advantages and drawbacks are discussed.     

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.     

基于SACKTCP的提高异构网络性能的模型

随着卫星网络、无线网络等异构网络的发展和互联,在具有长时延特性和高误码率的网络环境下,当前广泛使用的传输控制协议（TCP）的性能受到极大的影响。该文利用在异构网络的边界处设置具有传输控制功能的性能增强代理（PEP）的理论模型,对TCP选择性确认（SACK）协议下PEP的拥塞控制及拥塞恢复策略进行研究,提出PEPSACK的拥塞控制算法,对具有长时延、高误码率的网络环境下TCP性能的改善具有良好的作用。     

基于NS-3的卫星链路TCP仿真研究

卫星通信技术一项重要研究内容是如何在TCP连接下最大限度地利用链路带宽。国内外研究人员对 TCP性能改善做了很多研究工作,然而关于如何进行TCP仿真以及如何搭建仿真平台方法研究不多,旨在提供一种通用灵活的卫星链路TCP仿真方法,NS-3是款全新的优秀的网络仿真软件,通过在NS-3仿真软件上搭建卫星链路仿真场景,进行卫星链路的TCP拥塞控制算法仿真;通过将NS-3与linux内核模块结合,仿真分析了linux内核中的11种TCP拥塞控制算法。以此提供了一种基于NS-3搭建TCP连接的仿真方法,可根据此方法仿真卫星链路的TCP连接,同样也可进行其他场景的TCP连接仿真分析。仿真结果证明了提供方法的正确性和有效性。     

基于快速传输协议实现卫星TCP性能的改善

在经由卫星通信系统的网络应用中， TCP的性能较低。分段连接机制作为应用最广的一种性能优化方案，可以改善TCP端对端的性能，而在此机制中，卫星链路部分采用何种传输协议直接决定性能改善的效果。XTP协议是一种应用于有线网络的高速传输协议，但经过深入研究发现：XTP协议同样也非常适用于卫星通信系统。所以建议：在分段连接机制中，采用XTP协议作为卫星链路的传输协议。性能测试结果表明采用该建议非常显著地提高了端对端TCP的性能。     

异构网络中保障业务QoS的TCP协议研究

当TCP协议应用于异构网络时业务的QoS无法得到保障,具体而言,一方面TCP协议与无线网络适配性较差,导致网络丢包率升高、吞吐量下降;另一方面,TCP协议对于业务不区分优先级,不能满足高优先级业务的需求。因此,文章提出了异构网络中基于捕食模型的保障业务QoS的TCP协议(QoS - Internet Predator based on Prey Model,Q-IPPM)。Q-IPPM算法不仅会根据异构网络的带宽改进TCP协议的拥塞控制架构,还根据不同业务的负载状况和优先级控制不同业务流量占比。实验结果表明,Q-IPPM算法不仅可以提显著提高异构网络的吞吐量,降低网络丢包率,还能够根据业务优先级和负载状况将带宽“按需分配”给不同业务,从而保障了异构网络中业务的QoS。     

Modeling two-windows TCP behavior in differentiated services networks

Two important issues in assured services within differentiated services architecture are bandwidth guarantee and fair sharing of unsubscribed bandwidth among TCP flows with and without bandwidth reservations. Although the subscribed bandwidth can be guaranteed by increasing network capacity or deploying strict admission control mechanisms, the costs of such solutions are very high. The issue of fair sharing of excess bandwidth is also not well solved. To address those issues, a modified TCP, named two-windows TCP, has been proposed. The performance of the protocol is evaluated by simulations. But its effectiveness is not validated theoretically under general network conditions, which is important for understanding the benefits and costs of using the protocol. In this paper, an analytical model is developed for the purpose. The model characterizes throughput of individual two-windows TCP flow as a function of contract rate, round trip time, loss rates of In and Out packets. Extensive simulations validate the analytical model. It's shown two-windows TCP is effective not only on solving the issues of bandwidth guarantee and fair sharing of unsubscribed bandwidth, but also on increasing the utilization of bottleneck link bandwidth. Moreover, its performance is robust to network conditions, which is important for wide deployment over Internet.