基于带宽估计的TCPW改进算法

TCP Westwood (TCPW)协议在误码率较高、带宽不稳定的无线网络环境下,已经表现出比传统TCP更为优越的性能,但它不能区分丢包的原因,在带宽利用率及性能上仍显不足.针对此问题,提出了TCPW改进算法TCPW-J,基于带宽估计值的变化情况划分网络拥塞等级,以区分拥塞丢包和无线丢包.仿真结果表明,TCPW-J算法提高了网络带宽利用率,并保持了较好的公平性和友好性.     

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。     

一个适用于DTN网络的拥塞避免与解除方案

DTN(delay-tolerant network,延迟容忍网络)的网络特点及其采用的托管传输机制易造成网络受限资源(如缓存、带宽等)的耗尽,形成网络拥塞,导致网络性能的下降。传统TCP拥塞控制机制不适用于DTN网络。提出了一个全新的适用于DTN网络的拥塞避免与拥塞解除方案。拥塞避免根据在足够小的时间段内DTN链路的传输延迟和传输能力的确定性,建立DTN网络有向多径图,对数据发送速率、接收速率、带宽使用等链路负载分割与约束控制,尽可能地提高网络资源的利用率。拥塞解除在节点存储资源划分的基础上,通过节点内存储资源转换与节点间报文转移相结合的方法,解除DTN网络的拥塞状况。仿真结果显示,与其他DTN拥塞控制机制相比,所提方案具有良好的报文交付率、网络开销等网络性能。     

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.     

基于NS2的无线网络拥塞控制仿真研究

传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)作为一种广泛采用的传输控制协议,其网络拥塞控制最开始时基于有线网络设计的。传统的TCP协议拥塞控制机制导致TCP协议在无线网中性能下降。本文通过对TCP网络拥塞和网络拥塞控制既有算法的分析研究,提出基于判断丢包原因和相应的错误恢复机制的TCP协议优化思路。并采用NS-2网络仿真器进行仿真实验进行验证。     

一种基于带宽估计的MANET网络拥塞避免机制

针对MANET 网络提出了一种基于带宽估计的拥塞避免机制。该机制通过实时地监测无线节点链路的工作状态，来估计节点的可用带宽，从而获得节点的拥塞程度指标，根据包的类型进行拥塞控制。带宽估计不需要与其他节点进行状态信息交换，降低了系统开销。拥塞避免机制缓解了无线网络的拥塞状态，提高了网络性能。     

使用EHN＋机制提高移动网络中TCP性能

TCP协议是一种在因特网上广泛使用的端到端可靠传输协议，移动网络中无线链路的高误码率(BER)和越区切换导致了TCP性能严重降低。在本文中，我们分析了切换过程中TCP遇到的问题，着重考察了TCP从高可用带宽链路切换至低可用带宽链路时遇到的问题，并根据EHN机制提出了EHN 机制，解决了TCP从高可用帝宽链路切换至低可用常宽链路时出现的超时重传导致TCP在切换过程中性能下降的问题，提高了TCP在切换时的可靠性和性能，并给出了模拟结果。     

高带宽时延乘积网络中的TCP性能仿真分析

在高带宽时延乘积网络中,现有TCP协议由于其使用的拥塞控制机制使得数据流长时间以低速率发送数据,不能有效利用网络带宽,造成带宽利用率随着带宽的增大而下降。对高带宽时延乘积网络中TCP的性能进行仿真,结果表明在该网络环境中使用TCP传输数据不能有效利用网络带宽。最后详细分析拥塞控制机制造成TCP使用带宽利用率低的原因。     

大带宽时延积网络中TCP,HighSpeed TCP及XCP性能比较

介绍了TCP协议在大带宽时延积网络（HighBDP）境中存在的问题，论述了High BDP网络环境中目前存在的两种解决拥塞控制的方法，一种是只修改端节点拥塞控制协议如HighSpccd TCP，另一种是需要路由器进行速率协同调整的机制，如XCP协议。然后对比三者在瓶颈链路利用串、公平性、TCP．Friendly、动态特性等指标上的性能，仿真结果表明XCP在这些性能指标上优于前两者，但同时在分组中增加了更多信息，增加了路由器的工作负荷以及布置困难。     

TCP New Veno:一种改进的TCP拥塞控制机制

TCP Veno协议通过对慢启动、拥塞避免和快速恢复的修改,改进了传统的TCP Reno的性能。然而,TCP的不公平性的问题仍然有待于解决。参与竞争的TCP流之间的不平衡可能造成某些通信源垄断队列空间。例如,当长RTT和短RTT流共存时,网络流量会逐渐集中于短RTT链路上。提出了一种新的TCP拥塞控制机制——TCP New Veno。其基本思路是通过引入带宽预测和动态窗口变化的思想进一步改进TCP Veno的性能,并导出其数学模型。数学分析和仿真实验都证明,改进后的算法在保证吞吐量的基础上提高了原算法的公平性。     

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.     

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%。     

基于GM(1,1)预测的MANET拥塞控制

提出一种用于无线移动Ad hoc网络的TCP自适应拥塞控制机制(TCP_Acc),在给定数据链路层统计带宽的情况下,使用GM(1,1)模型预测未来的网络状态,并根据预测得到的带宽信息自适应地调节拥塞窗口。仿真实验结果表明,该机制能够有效地改进无线移动Ad hoc网络中实时TCP通信的可靠性和无线实时通信的服务质量,如较低的丢包率以及端到端延迟等。     

面向噪声丢包感知的无线网络拥塞算法

针对无线网络链路干扰大、误码率高等特点，以及TCP Westwood算法（TCPW）存在估算带宽时过度依赖包的反馈，缺乏区分传输过程中丢包类型的缺点等问题，提出一种TCPW拥塞控制优化算法--TCPW-F。该算法利用发送速率等构建拥塞因子[F]作为判断丢包类型的依据，同时对判定发生噪声丢包时的拥塞窗口进一步调整，避免噪声丢包引起的窗口下降，提高该情况下窗口的发送效率。仿真结果表明，TCPW-F算法在时延性能方面表现更优，单位时间抖动趋于稳定的速度更快。在同一信道带宽下增大包生成速率，改进算法的实时吞吐量明显高于原算法，具备一定的噪声丢包感知能力，无线网络的TCP传输质量获得较大改善。     

网络拥塞控制模型Hopf分岔的PD控制

网络拥塞会导致信息丢失,时延增加,甚至系统崩溃。由于无线接入网络中的时变衰落和分组错误率,使得TCP协议在网络拥塞控制更加复杂。TCP Westwood是专门为高速无线网络设计的,大大提高了网络带宽的利用率,改善了网络性能。TCP Westwood/AQM拥塞控制的连续流体流模型被引用,源端采用TCP Westwood拥塞控制协议,路由器端采用主动队列管理(AQM)机制中的随机早期检测(RED)算法。为了延迟无线接入网络拥塞控制模型中霍普夫(Hopf)分岔现象的发生,采用比例微分(PD)控制器,通过选择通信延迟作为分岔参数,分析无线网络系统中的Hopf分岔行为,并由理论分析得知当分岔参数超过临界值时系统发生Hopf分岔。利用中心流形和规范型理论,推导得出系统发生Hopf分岔的条件和反映Hopf分岔性质,方向和周期的参数,数值仿真验证理论分析的准确性,表明PD控制器的有效性。     

Improving Throughput of Transmission Control Protocol Using Cross Layer Approach

Most of the internet users connect through wireless networks. Major part of internet traffic is carried by Transmission Control Protocol (TCP). It has some design constraints while operated across wireless networks. TCP is the traditional predominant protocol designed for wired networks. To control congestion in the network, TCP used acknowledgment to delivery of packets by the end host. In wired network, packet loss signals congestion in the network. But rather in wireless networks, loss is mainly because of the wireless characteristics such as fading, signal strength etc. When a packet travels across wired and wireless networks, TCP congestion control theory faces problem during handshake between them. This paper focuses on finding this misinterpretation of the losses using cross layer approach. This paper focuses on increasing bandwidth usage by improving TCP throughput in wireless environments using cross layer approach and hence named the proposed system as CRLTCP. TCP misinterprets wireless loss as congestion loss and unnecessarily reduces congestion window size. Using the signal strength and frame error rate, the type of loss is identified and accordingly the response of TCP is modified. The results show that there is a significant improvement in the throughput of proposed TCP upon which bandwidth usage is increased.     

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.     

一种Ad Hoc网络端到端的TCP拥塞控制改进方案

传统的TCP协议是为有线网络而设计的,它假定数据包的丢失是由网络拥塞引起的,然而在Ad Hoc网络中,除拥塞丢包外,其它非拥塞因素也会引起数据包的丢失。分析Ad Hoc网络影响TCP性能的主要因素,在原有拥塞控制方案MMJI的基础上,提出了一种端到端的TCP拥塞控制改进方案（Imp MMJI）。该方案能根据前向路径跳数自适应调整拥塞窗口的大小,防止拥塞窗口过快增长,当发生路由改变或链路中断时,重新计算拥塞窗口cwnd和ssthresh的值,以确保路由重建前后TCP连接负载率的一致性;并在ACK应答包的TCP首部增加了状态标志位,结合多个度量参数联合判断网络状态,提高网络状态识别的准确性,使发送端实时采取相应的措施。仿真结果表明,该方案能使网络吞吐量得到明显的提高,改善了TCP的性能。     

LIAD: Adaptive bandwidth prediction based Logarithmic Increase Adaptive Decrease for TCP congestion control in heterogeneous wireless networks

For accessing plentiful resources in the Internet through wireless mobile hosts, diverse wireless network standards and technologies have been developed and progressed significantly. The most successful examples include IEEE 802.11 WiFi for wireless networks and 3G/HSDPA/HSUPA for cellular communications. All IP-based applications are the primary motivations to make these networks successful. In TCP/IP transmissions, the TCP congestion control operates well in the wired network, but it is difficult to determine an accurate congestion window in a heterogeneous wireless network that consists of the wired Internet and various types of wireless networks. The primary reason is that TCP connections are impacted by not only networks congestion but also error wireless links. This paper thus proposes a novel adaptive window congestion control (namely Logarithmic Increase Adaptive Decrease, LIAD) for TCP connections in heterogeneous wireless networks. The proposed RTT-based LIAD has the capability to increase throughput while achieving competitive fairness among connections with the same TCP congestion mechanism and supporting friendliness among connections with different TCP congestion control mechanisms. In the Congestion Avoidance (CA) phase, an optimal shrink factor is first proposed for Adaptive Decreasing cwnd rather than a static decreasing mechanism used by most approaches. Second, we adopt a Logarithmic Increase algorithm to increase cwnd while receiving each ACK after causing three duplicate ACKs. The analyses of congestion window and throughput under different packet loss rate are analyzed. Furthermore, the state transition diagram of LIAD is detailed. Numerical results demonstrate that the proposed LIAD outperforms other approaches in goodput, fairness, and friendliness under diverse heterogeneous wireless topologies. Especially, in the case of 10% packet loss rate in wireless links, the proposed approach increases goodput up to 156% and 1136% as compared with LogWestwood+ and NewReno, respectively.