基于模糊逻辑的分层组播拥塞控制机制

分析现有分层组播拥塞控制的优缺点,提出一种基于模糊逻辑的分层组播拥塞控制机制FLMCC。接收端利用指数平滑预测模型预测期望速率,根据期望速率选择层数,从而获得不同的吞吐量。发送端根据接收端的反馈使用模糊控制器对发送速率进行调整,从而平滑发送速率。仿真结果表明,FLMCC具有良好的公平性和速率平滑性,能够适应网络异构性。     

基于QPID-AVQ的组播拥塞控制机制

针对现有多媒体组播拥塞控制协议的不足,提出基于QPID虚拟队列管理的组播拥塞控制机制QPID-MCC。QPID-MCC在瓶颈路由器中采用QPID-AVQ队列管理策略,结合显式拥塞指示(ECN),按照一定的概率标记新到分组。接收端依据标记概率计算期望的TCP友好速率。发送端依据接收端的反馈信息并结合多媒体的最小带宽需求调整发送速率。仿真结果表明,QPID-MCC具有平滑稳定的发送速率、较好的公平性和较快的拥塞响应速度,并能满足最小带宽要求,保证多媒体业务的服务质量。     

一种新的固定速率分层组播拥塞控制协议

提出了一种新的固定速率分层组播拥塞控制算法FLMCC。组播会话中的每层按照固定速率发送数据包。各接收端根据估计的期望速率累计订购数目不等的层，从而获得不同的吞吐量。为准确估计期望速率并实现TCP友好性，各接收端采用在接收端实现的窗口机制，即在每层独立维护拥塞窗口，利用GAIMD算法调整窗口，并根据窗口值计算期望速率。为测量RTT，采用了一种精确测量和粗略测量相结合的策略；为避免RTT精确测量时产生的反馈内爆问题，采用了基于随机定时器机制的反馈抑制策略。协议实现简单。仿真表明，算法具有良好的TCP友好性、响应性和协议内公平性，且链路利用率高。     

在接收端模拟TCP的组播拥塞控制协议

提出了一种在接收端模拟TCP行为的组播拥塞控制协议TEARM。该协议在每个接收端独立地维护拥塞窗口并模拟TCP协议来改变窗口大小，其后将窗口值转换为期望速率，反馈给发送端，其中反馈的速率为一段时间内的加权平均。此外，使用了基于代表的机制来抑制反馈，并使用了历史打折机制来提高协议的响应性。仿真表明，该协议具有良好的TCP公平性、速率平滑性、可扩展性以及响应性，适用于流媒体组播业务的传输。     

基于模糊逻辑的单速率组播拥塞控制机制

分析了现有的单速率组播拥塞控制的优缺点,提出了一种基于模糊逻辑的单速率组播拥塞控制机制FSRMCC,在FSRMCC中接收端利用指数平滑预测模型预测期望速率,运用模糊判决器控制反馈信息的发送,减少反馈包的数量,发送端根据反馈信息通过模糊控制器及时调整发送速率,减少速率抖动;仿真表明,FSRMCC具有良好的TCP友好性、速率平滑性、响应性以及可扩展性,适用于流媒体组播业务的传输.     

一种改进的多速率组播拥塞控制协议DAMCC

提出了一种新的动态分配带宽的多速率组播拥塞控制策略(DAMCC).针对当前使用的多速率组播拥塞控制策略RLC调整速率粒度粗糙、接收端带宽的利用不充分的问题,DAMCC设计了动态分段计算增强层的速率算法.执行DAMCC的接收端,根据反馈的响应信息计算网络往返延迟(RTT),进而计算自身的TCP友好速率,以相应的速率接收组播数据,达到与TCP流公平竞争网络资源的目的.仿真实验表明,该拥塞控制策略比分层组播控制常用的典型策略(RLC)更有效地利用网络带宽,解决网络带宽的异构性问题,并能通过接收端计算TCP友好速率,使接收端达到与TCP流公平竞争网络资源的目的.     

TCP流的带宽公平性保证机制研究

端到端的TCP拥塞控制机制使得TCP连接获得的瓶颈带宽反比于RTT。为了缓解TCP对于RTT较小流的偏向，区分服务的流量调节机制在RTT较小的流取得目标速率且获得多余资源的情况下可以确保RTT较大流不至于饥饿。现有的方法在网络拥塞程度较重或者RTT差异较大时不能有效地工作，因此提出了一种改进方法。其主要思想就是根据网络的拥塞程度自适应地调整对RTT较大流的保护程度。大量的仿真试验表明，所提的机制能有效保障TCP流的带宽公平性并且比现有方法具有更好的性能。     

一种基于模型的实时媒体流拥塞控制机制

随着因特网上实时媒体流应用的不断增多，采用AIMD算法的TCP拥塞控制已显出其不足，研究一种适合于实时媒体传输且具有有效拥塞控制机制的TCP友好的传输协议，已成为因特网传输领域的一个重要课题。本文在分析了已有实时媒体流拥塞控制算法的基础上，提出了一种基于模型的实时媒体流拥塞控制机制MBCC。该机制采用TCP吞吐量模型，根据丢包事件率和对未来往返时间RTT的预测值较为平滑地调节发送速率。实验证明，该机制不仅能准确跟踪可用带宽，具有平滑的发送速率，而且是TCP友好的。     

一种模糊控制的组播速率调节机制

目前多数组播拥塞控制机制采用模拟TCP窗口机制传输流媒体业务,尽管保证了TCP友好性,但是速率不够平滑,不能很好地满足流媒体组播业务服务质量的要求。针对这一问题,提出了一种模糊控制的组播速率调节算法（FC-MRAA）。该算法基于模糊控制理论设计了两个模糊控制器,一个根据接收端的反馈信息计算速率增量,保证TCP友好性;另一个根据路由器缓冲区占有率计算控制增益,平滑发送速率。仿真结果表明,该算法具有良好的速率平滑性和TCP友好性。     

基于TRAC的显式速率组播拥塞控制协议

针对现有的组播拥塞控制协议计算量大、实现复杂且实际控制效果不好的缺点,提出一种简单高效的显式速率组播拥塞控制协议。该协议只在组播树的发送端和接收端执行,通过计算拥塞吞吐率来监控拥塞、调节发送速率,避免了对所有往返时延和丢包率等复杂参数的计算,各节点只需少量内存来维护必要的数据和状态信息。NS2仿真证明该协议具有良好的TCP公平性和扩展性,可有效跟踪最拥塞链路,解决“反馈内暴”和“drop to zero”等问题。     

A novel high speed transport protocol based on explicit virtual load feedback

Since traditional TCP congestion control is ill-suited for high speed networks, designing a high speed replacement for TCP has become a challenge. From the simulations of some existing high speed protocols, we observe that these high speed protocols make the round-trip time bias problem and the multiple-bottleneck bias problem more serious than for standard TCP. To address these problems, we apply the population ecology theory to design a novel congestion control algorithm. By analogy, we treat the network flows as the species in nature, the sending rates of the flows as the population number, and the bottleneck bandwidth as the food resources. Then we extend the construction method of population ecology models to design a control model, and implement the corresponding end-to-end protocol with virtual load factor feedback, which is called Explicit Virtual Load Feedback TCP (EVLF-TCP). The virtual load factor is computed based on the information of the bandwidth, the aggregate incoming traffic and the queue length in routers, and then senders adjust the sending rate based on the virtual load factor. Theoretical analysis and simulation results validate that EVLF-TCP achieves high utilization, fair bandwidth allocation independent of round-trip time, and near-zero packet drops. These characteristics are desirable for high speed networks.     

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。     

高速网络中TCP拥塞控制算法的研究

针对TCP在高速网络中的缺陷,提出了改进的BIC TCP拥塞控制算法。优化算法通过监控链路缓存的变化,调整探索可用带宽过程中的拥塞窗口增加值,当拥塞发生时将慢启动门限和拥塞窗口设为估计带宽和最小RTT乘积,达到降低网络拥塞频率和避免因高速数据流导致缓存区溢出的目的。实验结果表明优化算法的性能在高速网络中得到很大的提高。     

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。     

一种接收方驱动的无线TCP拥塞控制机制

为了提高有线/无线异构网络中TCP的传输性能,提出了一种新的接收方驱动的TCP拥塞控制机制TCP_LEB.该机制在接收方计算当前带宽和往返时间(RTT),并根据以往的带宽推导以后的可用带宽,然后反馈到发送方作为发送依据.同其他类似研究相比,该方法明显提高了无线网络中TCP的性能.仿真实验结果验证了算法的良好效果.     

一种新的流媒体拥塞控制算法

提出一种新的拥塞控制算法(TCP MS).该算法更适用于流媒体应用,有更高的带宽利用率、公平性,传输速率也更平滑.不同于传统的利用丢包率和排队延迟来探测拥塞的TCP拥塞控制算法,该算法通过确认数据包的速率来探测拥塞,并在每一轮往返时间内及时调整窗口.该算法提供的拥塞窗口变化更准确,传输速率抖动更小.因此,提高了网络带宽的利用率以及传输速率的平滑性.最后,文章将TCP MS与典型的基于丢包率的TCP Reno算法和基于排队延迟的TCP Vegas算法在带宽利用率、速率抖动以及公平性等方面分别做了比较,仿真结果表明TCP MS是一种理想的流媒体拥塞控制算法.     

Improving TCP fairness and performance with bulk transmission control over lossy wireless channel

The traditional windows-based TCP congestion control mechanism produces throughput bias against flows with longer packet roundtrip times; the flow with a short packet roundtrip time preoccupies the shared network bandwidth to a greater extent than others. Moreover, the blind window reduction that occurs whenever packets are lost decreases the network utilization severely, especially in networks with high packet losses. This paper proposes a sender-based TCP congestion control, called TCP-BT. The scheme estimates the network bandwidth depending on the transmission behavior of applications, and adjusts the congestion window by considering both the estimated network bandwidth and the packet roundtrip time to improve fairness as well as transmission performance. The scheme has been implemented in the Linux platform and compared with various TCP variants in real environments. The experimental results show that the proposed scheme improves transmission performance, especially in networks with congestion and/or high packet loss rates. Experiments in real commercial wireless networks have also been conducted to support the practical use of the proposed mechanism.     

Extending equation-based congestion control to high-speed and long-distance networks

TCP-friendly rate control (TFRC), an equation-based congestion control protocol, has been a promising alternative to TCP for multimedia streaming applications. However, TFRC using the TCP response function, has the same poor performance as TCP in high-speed and long-distance networks. In this paper, we propose high-speed equation-based rate control (HERC), as an extension of TFRC by replacing the TCP response function with a high-speed response function. HERC could be used for applications, such as high-definition video streaming, and remote collaboration involving high-resolution visualization, which prefer a high-speed and relatively smooth sending rate. The impact of a general high-speed response function on the throughput and smoothness of HERC is studied analytically and verified by using simulation. Our result indicates that by using the response function of a high-speed TCP variant and tuning HERC parameters accordingly, HERC can compete fairly with high-speed TCP flows in the same network, while maintaining the desired smoothness of TFRC.     

用于分层移动IPv6网络拥塞控制的新机制

针对在IPv6无线网络切换过程中, 短暂的链路连接断开会导致反复丢包; 同时在切换过程中, 由于带宽的改变, 在新的接入点就有可能发生丢包或资源浪费以及拥塞。提出一种以TCP协议为基础的路径损耗确认（TCP-PLACK）机制来代替TCP选择确认机制（TCP-SACK）。每当一个TCP接收方在断开或切换后而连接到一个新的接入点时, 上述的TCP-PLACK机制就会发送一个特殊的确认, 其中包含有在新接入点丢包的详细信息和可用带宽。收到这个确认, 发送方会重新发送丢失的包, 并在新接入点根据带宽的可用性调整发送速率。实验结果表明, 该机制有利于改善IPv6网络切换过程中的丢失恢复和速率控制问题。     

TCP友好速率控制协议的分析及应用

传统的TCP由于采用速率减半的拥塞退避机制而使其在数据传输时易产生过大的速率波动,而UDP不具备拥塞退避机制,在拥塞的网络环境中,UDP流将大量抢占TCP流的网络带宽,同时自身的丢包也迅速增加,并可能带来系统拥塞崩溃的潜在危险,因此TCP和UDP都不能很好地满足实时流媒体业务的需要。文中研究了一个具有拥塞退避机制、网络吞吐量波动小,且能够与TCP协议公平分享带宽的传输协议———TCP友好速率控制协议(TFRC),并将其应用于实时多媒体流传输应用程序。研究测试结果表明采用TFRC后多媒体的实时播放较TCP平滑了许多。