A new fast friendly window-based congestion control for real-time streaming media transmission

1 Introduction In the current Internet, not all applications use TCP and they do not follow the same concept of fairly sharing the available bandwidth. The rapid growing of real-time streaming media applications will bring much UDP traffic without integrating TCP compatible congestion control mechanism into Internet. It threats the quality of service (QoS) of real-time applications and the stability of the current Internet. For this reason, it is desirable to define appropriate rate rule…     

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.     

基于无线－有线混合网的TCP友好速率控制算法

研究了实时多媒体业务传输协议在无线－有线混合网络中所面临的新问题，在此基础上提出了一种基于TCP友好速率控制协议的新的实时业务的流控机制，利用延迟抖动率作为丢包分辨信号来调整TFRC的速率控制，以区分拥塞丢包和无线信道丢包。大量的NS仿真实验表明：该算法在无线－有线混合网络中能提高有效通过量，对于TCP流具有良好的公平性。     

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。     

A cross-layer TCP enhancement in QoS-aware mobile ad hoc networks

With the increase of multimedia traffic over the Internet, current network protocols are largely concerned with the QoS requirements of delay-sensitive applications. In Mobile Ad-hoc Networks (MANETs), the majority of protocols developed to date provide QoS mechanisms by assigning high priority to delay-sensitive applications. While today’s Internet traffic is still dominated by TCP-based applications, the negative effects of the IEEE 802.11e service differentiation scheme on TCP performance in the presence of high priority traffic have not been adequately addressed in the literature. In this paper we first evaluate the performance of TCP in 802.11e MANETs when competing with high priority VoIP traffic. We then propose a novel TCP-friendly scheme, called IEDCA, to improve IEEE 802.11e EDCA mechanism. Our simulation-based performance study demonstrates that our proposed scheme IEDCA not only improves the performance of TCP significantly, it also facilitates the voice traffic transmission.     

TCP及TCP-friendly拥塞控制策略讨论

自从20世纪80年代报道了第一次拥塞崩溃以来，TCP拥塞控制策略在不断地进行完善和改进，通过快速重传和快速恢复等机制使它能很好地对网络拥塞做出及时的响应。但是随着网络技术的发展，音频和视频等多媒体业务(如IP Phone、视频会议)在网上的应用越来越多，而这些应用采用的一般都是不提供拥塞控制的协议(如UDP)，因此如何对这些业务流进行拥塞控制，使它们能与TCP流一起公平地共享网络带宽，满足TCP-friendly要求变得越来越重要。该文先对TCP拥塞控制进行讨论，然后对TCP-friendly拥塞控制策略和以后的研究方向进行了讨论。     

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。     

一个TCP友好的可靠组播拥塞控制算法

设计一个基于主动节点的可靠组播拥塞控制协议FACC.该协议属于单速率、接收者启动的速率控制算法.FACC采用了较为准确的TCP吞吐量模型来计算发送速率,保证了TCP公平性.同时,FACC在主动节点上执行一个拥塞控制参数的过滤算法,避免反馈信息闭塞问题.仿真实验表明该FACC可有效地工作,具有较好的TCP公平性和稳定的发送速率.     

TCP友好拥塞控制研究

因使用的传输协议缺乏有效的拥塞控制机制,造成流媒体传输数据包时会有大的延迟和丢失,导致流媒体播放不清晰、不同步、播放停顿等质量问题.针对流媒体传输而提出的TCP友好拥塞控制是当前网络协议研究的一个热点.比较分析了当前较有影响的TCP友好拥塞控制机制,并给出今后的研究方向.     

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。     

一种基于网络带宽预测的TCP拥塞控制机制

提出了在发送端保留对前段TCP窗口平均值的统计值avecwnd,用它描述这个TCP在一个较长时间尺度下的数据传输速率的变化情况,把这个值直接作为对网络剩余带宽多少的一种预测,动态调整发送窗口下降幅度值的新方法,使传统TCP窗口负反馈式的控制策略中,以不变的规则减小窗口的方法给拥塞控制策略带来的与网络实际情况不符的控制结果得到改善.本文仿真结果证明了该方法使TCP流量能更加准确的适应带宽,增加整体的数据速率,平滑窗口的波动,改进了多媒体数据流传送的质量.     

用于流媒体的平滑传输控制协议

为减小传输流媒体业务时的速率抖动,提出一种平滑传输控制协议（Smooth Transmission Control Protocol）。该协议的速率控制主要在接收端实现：接收端不断检测丢包,如果发生丢包,就通过丢包率和当前的发送速率估算端到端的实际传输能力,依据纯属能力减小发送速率;如果没有发生丢包,则模拟TCP的和式增加策略以提高发送速率。使用丢失率降低发送速率,避免了TCP中积式减小的过激行为,减小了速率抖动,获得平滑的发送速率。仿真实验表明,STCP发送速率平滑,时延抖动小,具有TCP友好性,适用于流媒体的传输控制。     

一个简单TCP友好拥塞/速率控制算法在多媒体教学系统中的应用

在多媒体教学系统的软件实现中,流媒体实时传输是系统的关键问题.针对UDP协议的开放特点.文章提出了一个简单TCP友好拥塞/速率控制算法,实现UDP和TCP数据流的友好共处,并将该算法应用于多媒体教学系统的传输模块中,取得了良好的应用效果.     

RAAR:多媒体流在Internet上传输的一种TCP-Friendly拥塞控制机制

提出了一种接收端的速率自适应算法，称为RAAR。它可以应用于单播传输多媒体数据业务。TCP由于它的遇到单个数据包丢失就减半的特点，造成速率剧烈抖动，不适合传输多媒体数据。UDP由于没有拥塞机制也是不合适的。RAAR在接收端对GAIMD进行了改进，使得它有良好的速率平滑性以及能够与竞争的TCP流公平地分享带宽。RAAR算法比较简单，我们的仿真显示：RAAR的性能明显优于TFRC。由于RAAR没有每包确认机制，而且又是在接收端实现，所以它适合于升级到组播传输多媒体业务。     

APAIMD算法及基于此算法的APTCP协议

本文提出了一种可调参数AIMD算法和一种在接收端实现该算法的适合在Internet上传输多媒体流的可调参数传输控制协议。UDP不适合传输多媒体数据，因为它没有拥塞控制机制。TCP遇到单个数据包丢失传输速率就减半，会造成速率剧烈抖动，也不适合传输多媒体数据。在APTCP控制下传输的多媒体流具有良好的速率平滑性，并能够与竞争的TCP流公平的分享带宽。APTCP便于升级到组播多媒体业务，可用于非对称网络。     

基于自适应加权平均的TCP友好拥塞控制机制

TCP友好拥塞控制是保证实时媒体流和组播业务在Internet广泛应用的关键技术.基于收端TCP模拟方案TEAR(TCP emulation at receivers),提出了一个根据丢包类型和当前拥塞周期的持续时间动态调整加权平均参数的拥塞控制机制,称为自适应TCP友好拥塞控制方案ATFCC(adaptive TCP-Friendly congestion control).仿真结果表明,ATFCC方案在速率平滑程度和TCP友好性方面的性能优于TCP友好速率控制协议TFRC(TCP-Friendly rate control).     

TCP友好拥塞／速率控制算法及其在多媒体数据传输中的应用

基于Intenret的以UDP为传输协议的实时多媒体数据传输,需要在保证 实时性和可靠性基础上,能够与Internet其它服务所使用的TCP协议共享有限的带宽,基于这种需要,该文在研究了多种拥塞控制算法的基础上,提出了一种简单实用的TCP友好拥塞／速率控制算法,并将该算法应用在一个实用的Internet IP电话软FreePhone中,通过试验证明,该方法实用有效,并取得了预期的效果。     

基于ECN的实时多媒体的实时多媒体流TCP友好控制

随着Internet上多媒体应用的日益增加,实时多媒体流的TCP友好控制成为当前的研究热点。该机制基于RTP/RTCP协议,以ECN的方式将拥塞状况通知发送端,在路由器中采用RED队列管理策略,在端主机采用TCP友好的速率调节机制。ECNBCC机制具有TCP友好的特性并且可以对网络早期拥塞作出反应,从而降低丢包率和网络延时,该机制也可用于无线网络多媒体流的拥塞控制。     

Symbiotic rate adaptation for time sensitive elastic traffic with interactive transport

Interactivity in the transport protocol can greatly benefit transport friendly applications generating streaming traffic. Recently we have developed iTCP, which can provide event notification to the subscriber of its communication service. This is operationally state equivalent to the conventional TCP except applications can optionally subscribe, receive, and in real-time react to selected local end-point events. This simple extension opens the horizon for a spectrum of smart application level solutions to be realized for many of the current hard problems. In this paper we demonstrate a new paradigm of congestion management for time sensitive elastic traffic. Based on the transport layer feedback, a rate adaptation mechanism kicks in. This mechanism provides a generation rate control with guaranteed TCP buffer delay. We have recently implemented and tested the real system on the Active Network (ABone) testbed for video streaming to worldwide sites. In this paper we share the performance of this system and report observed dramatic improvements in time-bounded streaming traffic.     

延迟预警在TFRC拥塞控制中的应用

为避免基于速率控制的TCP友好拥塞控制策略在调整多媒体流的发送速率时变化波动较大的问题,提出一种新的改进策略——延迟预警算法,通过在发送端设置延迟预警信号,对TFRC流的发送速率进行调整,使其在与TCP流的竞争中变得更加平滑。仿真实验结果表明,该算法能够有效改善TFRC的性能,具有良好TCP友好性及速率平滑性。