一种丢包区分方法及其在Linux下的实现

针对传统拥塞控制机制在无线链路丢包的情况下出现的盲目降低拥塞窗口、TCP吞吐量下降的问题,研究无线/有线混合环境下基于该机制的一种丢包区分方法——WECN,在Linux操作系统下进行实现。搭建混合网络实验床仿真WECN与TCP Reno, TCP Westwood 2种协议相结合的网络模型。测试结果表明,WECN能扩展到已有的TCP协议中,提高含无线链路网络中TCP的吞吐量。     

拥塞窗口自适应的TCP拥塞避免算法

针对TCP Reno拥塞避免阶段拥塞窗口增长不够平滑的缺陷,在研究分析TCP Reno拥塞控制算法的基础上,提出一种基于拥塞窗口自适应调整增长因子的拥塞避免新算法——在拥塞避免阶段采用压缩特性的对数增长因子函数。在网络情况良好阶段,该因子增长速率大,以充分利用网络资源;而在逼近网络拥塞阶段,该因子以较小的速率增长,以避免过激的拥塞丢包。数学分析说明了新算法的可行性,并通过NS仿真对其吞吐量、公平性、友好性进行评估。仿真结果表明该改进的TCP拥塞避免算法的有效性。     

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.     

TCP拥塞控制算法

针对广泛应用的TCP Reno慢启动算法与拥塞避免算法的问题,在研究分析TCP Reno拥塞控制算法的基础上,提出一种新的拥塞控制算法——在慢启动阶段采用线性增长算法,而在拥塞避免阶段采用基于拥塞窗口的对数增长算法,从而一定程度上解决了TCPReno慢启动不公平问题与拥塞避免阶段拥塞窗口增长过于激进的问题。通过NS仿真实验说明了新算法的可行性,并对其吞吐量、公平性、友好性进行评估,仿真结果表明了该改进的TCP拥塞控制算法的有效性。     

基于认知无线电网络的TCP协议的改进方案

首先搭建认知无线电网络环境,在该网络下分析TCP Reno、TCP Newreno、TCP Sack1、TCP Vegas、TCPWestwood协议的性能包括拥塞窗口、平均吞吐量、丢包率。针对传统TCP拥塞控制在认知无线网络中存在的问题,提出一种跨层优化TCP Westwood的改进算法,称为TCP-CR。该算法区分网络拥塞导致的超时和切换所导致的超时,同时针对不同轻度拥塞进行不同的恢复策略。ns-2仿真结果表明,TCP-CR可以减少TCP的平均慢启动次数,吞吐量比传统的TCP Westwood显著提高。增强了对认知无线网络环境的适应性,从而提高了网络的性能。     

TCP-BM:一种适用于异构网络的TCP协议改进策略

针对异构网络中的拥塞控制问题进行了研究,以传统的TCP Reno协议为基础提出一种改进算法TCP-BM。利用往返时延值将慢启动阶段分为三个部分;利用往返时延值将拥塞避免阶段分为正增长和负增长两个过程。网络发生丢包后,通过往返时延值与历史记录的比较以及估计的带宽值的比较,区分丢包原因,从而对拥塞窗口和慢启动阈值采取不同调整策略。仿真验证证明,改进后的TCP算法性能优于传统的TCP Reno协议。     

一种改进的高速TCP拥塞控制算法

Sally Floyd提出的高速TCP拥塞控制算法能提高TCP在高速网络中传送数据时的性能,但高速TCP与普通TCP(以目前使用最广泛的Reno TCP为例)共存时存在公平性的问题.本文系统研究了高速TCP拥塞控制算法,分析了高速TCP与RenoTCP共存时的公平性与效率性,提出了一种改进的高速TCP拥塞控制算法.最后,通过仿真证明该算法有效地改进了高速TCP与Reno TCP共存时的性能.     

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.     

基于DupAck的Ad Hoc网络TCP性能改进

为改进传输控制协议(TCP)在无线网络环境下的性能,分析Ad Hoc网络数据丢失的原因,提出一种区分无线丢包和拥塞丢包的算法。该算法通过在发送端检测返回的重复Ack的相对单向传输时延,探测到网络真实的拥塞状况,以便采取合理的拥塞控制措施。仿真结果表明,该算法能够正确区分无线丢包和拥塞丢包,改善Ad Hoc网络的TCP性能。     

基于往返延迟抖动区分丢包的TCPW改进

针对TCP Westwood(TCPW)在高误码率无线网络环境下不能区分无线丢包和拥塞丢包的问题,提出了一种基于往返延迟抖动区分丢包的TCPW改进协议,称之为TCPWBJ。它根据测得的往返延迟抖动划分拥塞等级,区分无线丢包和拥塞丢包,并根据拥塞等级进行相应的拥塞控制。仿真结果表明,TCPW BJ算法在高误码率无线网络中,显著提高了带宽利用率和吞吐量,并保持良好的公平性与友好性。     

高误码率无线环境的TCPW改进算法

针对TCP Westwood（简称TCPW）拥塞避免算法在高误码率无线网络环境下不能区分丢包原因和性能仍显不足的问题,在中间节点提出了一种简单有效的拥塞标记机制,称为CM（Congestion Marking）,它是基于ECN的,将拥塞程度划分为无拥塞、轻度拥塞和重度拥塞三种情况,与TCP Westwood算法结合,形成了基于ECN的TCPW CM算法,能有效地区分拥塞丢包和无线丢包。仿真实验表明,改进后的算法在高误码率情况下提高了网络利用率和吞吐量,同时仍具有良好的公平性和友好性。     

TCP Veno——无线环境下的TCP拥塞控制改进机制

在无线网络环境下,TCPReno和TCPVegas受到无线信道干扰和噪声的影响,其性能大幅降低。为克服无线环境下由于随机丢包而产生的性能下降,Fu等提出了一种新的无线网络环境下TCP拥塞控制机制——TCPVeno。TCPVeno综合了TCPReno和TCPVegas的特点,通过对慢启动、拥塞避免和快速恢复算法的改进,使TCP协议在无线网络环境下性能有了较大的改善,并兼顾了协议的公平性、灵活性。     

TCP Yuelu:一种基于有线/无线混合网络端到端的拥塞控制机制

无线链路传输数据的比特率出错导致TCP协议在有线／无线混合网络环境下性能低下,在改进算法TCPReno的基础上,文章提出了一种适用于有线／无线混合网络的拥塞控制机制,该机制包括一种分阶段平滑慢启动机制,改善了突发流量对网络性能的损害,引入网络测量技术获得了往返时间（RTT）、网络带宽、瓶颈链路队列长度等网络状态参数,区分网络拥塞和无线链路比特差错,避免了终端节点对网络状态不了解产生的盲目行为,有效改进了TCP的加性增加乘性减少（AIMD）窗口调节机制,提高了网络性能．同时,在仿真软件NS2中实现了该算法,进行了大量的仿真实验,实验结果表明TCP Yuelu有效降低了网络抖动,提高了网络传输性能,并保持了良好的公平性和对其它TCP流的友好性．     

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。     

基于误码丢包率监测的无线TCP改进

针对无线环境下TCP错误调用拥塞控制算法致使性能下降的情况,提出一种基于误码丢包率监测的无线TCP改进方法。利用显式拥塞通知的路由器配合区分分组丢失性质,在数据发送端采用实时误码丢包率监测,并根据监测结果调整TCP段尺寸。仿真结果表明,改进后的TCP吞吐量在误码率为1E-4时超过TCP_SACK和TCP_Reno近1倍。     

基于仿真的TCP拥塞控制研究

研究了几种不同的TCP拥塞控制算法原理。通过对于TCP Reno和TCP Vegas协议的实验仿真，研究在不同的数据流和不同的网络条件下算法的性能差异。提出了一种改进的RTT估计方法，在拥塞避免阶段，采用时延的指数滑动平均值取代瞬时的RTT。实验表明，这种改进增强了TCP Vcgas对于时延扰动的鲁棒性。     

TCP-ACC: performance and analysis of an active congestion control algorithm for heterogeneous networks

Transmission control protocol (TCP) is a reliable transport layer protocol widely used in the Internet over decades. However, the performances of existing TCP congestion control algorithms degrade severely in modern heterogeneous networks with random packet losses, packet reordering and congestion. In this paper, we propose a novel TCP algorithm named TCP-ACC to handle all three challenges mentioned above. It integrates 1) a real-time reorder metric for calculating the probabilities of unnecessary Fast Retransmit (FRetran) and Timeouts (TO), 2) an improved RTT estimation algorithm giving more weights to packets that are sent (as opposed to received) more recently, and 3) an improved congestion control mechanism based on packet loss and reorder rate measurements. Theoretical analysis demonstrates the equilibrium throughput of TCP-ACC is much higher than traditional TCP, while maintaining good fairness with regard to other TCP algorithms in ideal network conditions. Extensive experimental results using both network emulators and real network show that the algorithm achieves significant throughput improvement in heterogeneous networks as compared with other state-of-the-art algorithms.     

结合中间节点的TFRC改进协议

针对TCP friendly rate control (TFRC)不能正确区分丢包原因,带宽利用率不高,网络状态变化响应迟钝的问题,本文提出了一个TFRC协议的改进算法TFRC BMN.该算法结合中间节点队列长度划分当前网络状态,由网络状态判断区分无线丢包与拥塞丢包,根据不同的丢包原因采取不同速率调节机制.此外该算法还引用积式增加积式减少(MIMD)的思想,当网络进入或退出拥塞状态时进行快速的响应.仿真实验结果表明,改进后的算法在高误码率的无线网络中性能有明显的改善与保持,同时提高了对网络拥塞变化的响应速度.     

TCP Reno与TCP Vegas竞争性分析的数学模型

提出了一种对TCP Reno与TCP Vegas的竞争进行分析的嵌入式马尔科夫模型。该模型不但能对Reno和Vegas的慢启动阶段、拥塞避免阶段和快速重传/快速恢复阶段进行精确的描述,还能对在一个窗口内发生多次丢包对性能的影响进行区分。此外,该模型还能方便地扩展到延迟确认和NewReno的情况,以及多个流并存的情况。对于网络中流的规模较大时,提出了一种Monta-Carlo模拟算法。用NS-2仿真软件对模型的准确性进行了验证,结果表明该文的数学模型的平均误差不超过6%,使用Monta-Carlo模拟的平均误差不超过8%。