基于NetFPGA的VCP网络的设计与实现

可变结构拥塞控制协议（VCP）是一种可适应于高带宽时延乘积网络的显式拥塞控制协议,它仅用两个ECN比特位标记网络拥塞的反馈信息,达到较高的带宽利用率和公平性。但目前针对VCP的研究大部分都是基于离散事件仿真验证,文中设计并搭建一种VCP真实网络验证环境。基于Linux协议栈设计VCP网络端系统,基于NetFPGA平台设计VCP网络中间节点,形成完整的VCP网络架构。构建典型的VCP网络实验拓扑,与TCWDT相比,VCP在实际网络中可达到较好的性能。     

高速网络拥塞控制协议VCP的研究

互联网正在逐步进入一种高带宽延时积的高速网络时代.当网络的带宽或者时延增大时,TCP协议的性能严重下降,最显著的就是网络瓶颈处带宽利用率很低.在高速拥塞控制方面比较理想的XCP协议却存在部署方面的问题.变结构拥塞控制协议(VCP)可有效地解决上述问题.VCP协议联合使用ECN机制的两个二进制来编码拥塞信息.根据来自接收端的拥塞信息,VCP协议的发送端选择控制算法来响应拥塞信号.仿真实验表明VCP协议与TCP协议、XCP协议相比不仅具有较高的链路利用率,并且对现有的协议改动非常小,有利于逐步地实施.     

VCP拥塞控制协议公平性收敛的动态分析

VCP协议是一种新型的、易于实现的拥塞控制协议,适用于高带宽时延乘积网络的拥塞控制。系统地分析了VCP协议公平性收敛的动态问题,包括公平性收敛的动态模型的建立、公平性收敛的动态分析等。动态分析为VCP协议中一些参数的选择提供了新的依据。     

变结构拥塞控制协议VCP研究

当网络的带宽或者时延增大时，TCP协议的性能严重下降，最显著的就是网络瓶颈处带宽利用率很低。Xia提出的变结构拥塞控制协议（VCP）可有效地解决上述问题。在VCP协议中，每个路由器每隔200毫秒的计算一个“负载因子”以反映网络的拥塞程度，并将其编码放入每个经过数据包的两位ECN位中。源主机根据数据包中的负载因子，执行不同的拥塞控制算法，分别提高带宽利用率和公平性。与其他的显式拥塞控制协议相比，VCP仅使用了很少的（两位）比特数，但是仍获得了较好的性能。     

VCP拥塞控制协议加权公平性研究

随着卫星网、千兆以太网、光纤网等高带宽时延乘积（Bandwidth-Delay Product,BDP）网络大量接入Internet,传统的、适用于低速网络的TCP拥塞控制协议的各种版本均存在着明显的缺陷。VCP协议是一种易于实现的、适用于高BDP网络的拥塞控制协议。给出了VCP协议对具有不同权限的用户实现加权公平性的一种方法,包括数学模型的建立、加权公平性的参数选择以及仿真实验等问题。     

高带宽延时网络下拥塞控制协议比较与分析

随着网络技术的飞速发展和接入性能的不断提高,如今全世界的互联主干网络呈现出一种高带宽高延时(High Bandwidth-Delay Product Networks)的网络特性.在这种网络特性下,传统网络中的TCP拥塞控制协议已经开始显现出不适应性,如带宽利用率低下、流量抖动频繁等问题.近些年来,各国学者均提出一些适应这种网络环境变化的拥塞控制协议,基于这些协议中窗口调节机制所采用的反馈信息,本文将其划分为三类:基于丢包反馈的协议、基于路径延时反馈的协议和基于显式反馈的协议,并分析了这些协议的优缺点.在总结了高带宽延时网络下拥塞控制协议研究成果的基础上,进一步分析了网络中的传输延时RTT、瓶颈路由器缓存和路由器队列管理算法对现有拥塞控制协议的影响,并通过NS2对各协议在高带宽延时网络下的性能进行了一次全面的比较和评价.最后文章在总结前人工作的基础上,指出了高带宽延时网络下拥塞控制协议性能优化的研究方向.     

显式拥塞控制研究

随着互联网络技术的发展,高带宽延迟积的高速网络成为主流网络,TCP拥塞控制算法因为协议固有的设计缺陷,无法理想地处理高速网络中的拥塞问题,显式拥塞控制协议有效地克服TCP的设计缺陷,较为理想地解决这些问题。论述显式拥塞控制的工作流程以及三种显式拥塞控制协议XCP、EMKC和JetMax。     

变结构拥塞控制协议的改进算法

在高速网络情况下,变结构拥塞控制协议(VCP)能够很好地解决网络瓶颈处带宽利用率的问题,其公平性相对于其他高速算法也有了很大的提高.但VCP拥塞状态划分不够精确,存在着粗粒度的拥塞反馈信息和收敛速度慢等方面的不足.针对以上问题提出了VCP的改进算法,结合源端检测延时信息和路由器反馈的负载因子来综合判断网络的拥塞状态,自适应地调节拥塞窗口.仿真结果表明该算法能有效提高VCP的公平性和收敛速度.     

基于带宽预测的VCP拥塞控制改进算法

反馈信息不足导致VCP无法根据网络拥塞程度进行相应窗口调整,在网络突发业务流情况下存在慢收敛问题.针对高带宽延时网络特性,本文提出一种基于带宽预测的VCP拥塞控制改进算法VCP-BE.该算法结合端到端可用带宽预测和2位显式拥塞反馈信息提高拥塞反馈精度,为源端拥塞窗口调节提供更精细的拥塞控制信息.仿真结果表明,VCP-BE能够有效适应高带宽时延网络环境,具有比VCP及MLCP更快的公平收敛速度.     

VCP协议的收敛性及公平性的数学模型分析

针对变结构拥塞控制协议（VCP）存在着收敛速度慢、公平性差等方面的不足,提出一种简化了的VCP数学模型,并对VCP协议的收敛时间长、公平性差进行分析,通过仿真表明该模型的正确性,具有很好的扩展性,适合于研究AIMD对VCP协议的收敛性和公平性的影响,提出了一些改进VCP性能的方法。     

基于XCP协议的拥塞控制研究

对一种全新的拥塞控制协议XCP（eXplicit Control Protocol）进行了研究。在分析传统TCP的拥塞控制机制不足的基础上,对XCP协议的拥塞头格式进行了剖析,给出了基于XCP协议实现拥塞控制的基本原理。最后通过对比实验,验证了XCP协议在拥塞控制性能上比传统的TCP协议更优越。     

BBR-TCP协议实验性能评价

随着网络技术的发展,核心设备路由器的缓存容量在不断增加,基于丢包的拥塞控制机制引发了BufferBloat和带宽利用率低等问题.为此,Google最近提出了一种基于瓶颈带宽和往返时延测量的拥塞控制协议BBR,引起了广泛关注.由于BBR新近提出不久,目前缺乏对其性能评估的工作.本文通过实验对BBR协议进行了比较全面的性能分析和评估,包括协议的传输效率、收敛性及公平性等,并在此基础上,提出了BBR协议下一步的改进思路.     

显式控制协议在Ad Hoc网络中的应用

Ad hoc网络是一种无基础设施、无中心控制的分布式自组织对等式网络,在紧急情况下能够简单迅速搭建。而传统的TCP拥塞控制协议在Ad Hoc网络中表现出不稳定性,不公平性,带宽利用率不高以及随着跳数增加吞吐量减少等问题。eXplicit Control Protocol(XCP),即显式控制协议,是一个基于反馈的拥塞控制协议,其通过对注入网络的数据流设置标记并由网络向发送端发送准确定量的反馈信息来实现拥塞控制。本文简单阐述了TCP拥塞控制协议及其一些改进方案在Ad Hoc网络中的缺陷,并主要针对XCP在Ad Hoc网络中的运用WXCP进行了详细的分析和讨论。     

一种基于深度强化学习的TCP网络拥塞控制协议

在面对网络变化时，传统的TCP拥塞控制协议因其固有的规则机制只能做出固定的动作，既未充分利用链路带宽，也未从历史经验中学习，并且在发生拥塞时带宽恢复所用时间较长。近年来基于强化学习的拥塞控制协议(Reinforcement Learning Congestion Control, RL-CC)虽然可以有效地从历史经验中学习，但是它没有考虑历史经验在时序上存在的因果关系。对这种因果关系进行隐式提取，提出一种基于时序卷积网络和强化学习的拥塞窗口自适应智能化拥塞控制协议(Temporal convolutional network and Reinforcement Learning Congestion Control, TRL-CC)。TRL-CC通过NS-3仿真不同带宽的网络环境。大量的仿真实验表明，与NewReno和RL-CC做对比，TRL-CC在吞吐量方面提升32.8%和8.5%,时延降低41.3%和12%。     

基于阈值限定的媒体流TCP友好拥塞控制协议

在TFRC协议的基础上，提出了一种基于阈值限定的媒体流TCP友好拥塞控制协议(TC-TFRC)。实验结果表明，TC-TFRC拥塞控制协议解决了TFRC协议在短暂拥塞时出现的不适用于媒体流应用的问题，同时不会导致持续的拥塞，并保持全局的TCP友好特性。     

高速网络Fast TCP拥塞控制算法的改进

随着网络技术的飞速发展和接入性能的不断提高,如今全世界的互联主干网络呈现出一种高速网络的特性。在这种网络特性下,传统网络中的TCP拥塞控制协议已经开始显现出不适应性,发现了FAST TCP协议中＂持续拥塞＂的形成机制,建立了数学模型来准确的描述＂持续拥塞＂所导致数据流之间带宽分配不公平的问题,进一步利用优先服务队列的方法解决了FAST TCP在网络中的持续拥塞现象。     

TCP/AWM网络系统的事件触发预设性能拥塞控制EI北大核心CSCD

研究了具有非响应用户数据报协议流干扰的TCP/AWM网络系统的跟踪控制问题.针对网络拥塞控制系统,给出了一种改进的网络模型.将预设性能控制和事件触发机制相结合,提出了一种新的AWM拥塞控制算法.利用改进的边界性能函数限制TCP/AWM网络系统的队列跟踪误差,提高了闭环系统的暂态和稳态性能,保证了所有闭环信号都是有界的.此外,采用基于一位信号传输的事件触发控制协议,当控制信号更新时,仅通过一个二进制信号(0或1)传输信息.与传统的事件触发控制协议相比,不仅考虑了有限的带宽,而且考虑了网络传输的成本以及安全性问题.最后,通过仿真验证和分析,证明了所提方法的可行性和优越性.     

TCP/IP拥塞控制方法在Linux系统环境中的应用

目前广泛应用在Internet上的拥塞控制大都采用的是TCP/IP中的基于滑动窗口技术的端到端(end-to-end)控制方法。首先对TCP R eno和TCP V egas协议的原理进行了分析,然后探讨了这些拥塞控制协议在L inux中的应用,最后在通用拥塞控制协议的基础上提出了一种算法模型。对比分析表明该算法能使网络对拥塞作出快速响应,从而有效地克服了端到端拥塞控制方法的缺陷。     

数据中心网络中任务感知的传输控制协议

现代数据中心网络中的应用执行多个复杂的任务,而小任务和大任务公平共享带宽不利于减小任务平均完成时间。为此,提出一种任务大小感知的拥塞控制协议,依据任务大小因子和拖尾因子来调节发送速率。实验结果表明,与DCTCP、L2DCT、Baraat协议相比,该协议可减少网络应用任务的平均完成时间。     

管道流量泄漏监测的传感器网络中拥塞控制协议的研究

针对管道流量泄漏和管网突发性的爆管,以管道流量泄漏为应用对象,将一种协同式拥塞控制协议应用于管道流量泄漏监测中,提出TCP(transmission control protocol)拥塞控制改进协议C3P(cooperant congestion control protocol),通过C3P源端检测RTT(round trip time)延时信息和路由器反馈的1bit显式预测信息来判断网络拥塞状态,自适应地调节拥塞窗口.仿真实验表明C3P协议能够有效地适应高带宽延时网络的传输特性,以保证网络获得更优的链路利用率、TCP友好性以及流与流之间的公平性.