基于ECN阶跃标记的TFRC改进协议

针对无线网络中TCP友好速率控制(TFRC)协议无法准确判断分组丢弃原因而导致的效率低下问题,提出一种基于显式拥塞反馈的阶跃标记方法,设计新的无线流媒体传输协议。仿真实验表明,新协议能在无线信道下准确区分丢包原因,并提供准确的拥塞通告信息,在保证TCP友好性的同时提高吞吐率。

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%。

保证TCP上下行时间公平的ECN标记算法

在无线局域网络中,针对无线信道的异构性和传输控制协议(transmission control protocol,TCP)闭环拥塞控制的贪婪性,提出了一种基于显式拥塞通告(explicit congestion notification,ECN)标记算法的公平拥塞控制机制(access point congestion control,APCC)。APCC在AP节点结合缓存队列长度和无线信道负载的测量来检测拥塞,依据联合的拥塞测度来实施拥塞控制,通过保证低丢包率和低排队延时得到了高吞吐率;利用ECN显式反馈机制,对通过AP的上行和下行TCP DATA和ACK分组实施ECN标记,实现了上下行公平的双向拥塞控制;同时在多速率信道环境下,依据各流的无线信道速率来调节单流ECN的标记概率,实现不同无线信道速率TCP流之间的时间公平,大大提高了网络的总体效率。

一种基于ECN的带优先级的队首标记拥塞控制算法

通过对RED算法及ECN算法进行研究分析,提出了一种带优先级的队首标记的拥塞控制算法。当网络需要预防拥塞发生时,标记将以最快的速度到达接收端,并且被确认帧带回到发送端,因而能够及时预防拥塞的发生,有效提高网络性能。

一种融合MAC层拥塞通告的混合网络TCP协议

在研究无线网络媒体接入控制(MAC)层拥塞测度的基础上,提出了一种跨层的显式拥塞通告(ECN)机制,即:当数据包中记录的请求发送(RTS)次数超过给定阈值时,通过ECN向传输控制协议(TCP)源端发送拥塞通告,从而启动TCP拥塞控制。这种跨层设计是对有线网络中基于主动队列管理(AQM)的拥塞控制的有效补充,由此可以得到一种与已有的协议无缝连接的混合网络TCP模型。通过在网络模拟器NS2中构造多流无线局域网和多跳无线/有线混合网络,对所提出的方法进行了仿真,实验结果说明该方法能够提高混合网络的性能,并且具备良好的扩展性。

数据中心网络快速反馈传输控制协议

在数据中心网络中,当多个服务器同时向一个接收端发送数据时,产生的数据流量易在瓶颈交换机的缓冲区溢出,造成丢包事件以及数据重传,导致TCP Incast问题。为此,提出一种可快速反馈的数据中心网络传输控制协议(FFDTCP)。该协议在TCP协议的基础上采用显式拥塞通知机制,利用2个显式拥塞通知位通告4种拥塞级别,发送端根据拥塞信息所表示的拥塞级别快速调整拥塞窗口以减少拥塞,从而避免因瓶颈链路丢包而造成的吞吐量急剧下降问题。NS2仿真实验结果表明,与传统TCP协议相比,FFDTCP协议可以保证较低的时延和较大的吞吐量,有效缓解TCP Incast问题,提高数据中心网络传输性能。

自适应的显式控制算法

针对XCP的α参数在网络中流的个数变化明显以及链路带宽相差比较大的网络环境中影响带宽利用率提高的问题,提出一种自适应的XCP改进算法——AXCP。该算法基于平均队列变化率来判断网络的稳定状态,并依此调整参数α。实验表明该算法能有效提高带宽利用率。

基于延迟探测机制的网关队列管理算法

提出一种基于延迟探测机制的算法,该算法通过探测分组在瓶颈网关队列中的延迟时间来估计网络的拥塞状况,设置一个探测门限。当分组的排队延迟超过门限时,采用显式拥塞指示(explicit congestion notification,ECN)机制标记分组以向传输控制协议(transport control protocol,TCP)源端通知拥塞。为了使该算法在网关中更易实现且具有自适应性,算法在每个周期中都根据不同TCP流对网关资源的占用情况来评估其权重,然后选取权重最大的若干TCP流的测量结果来更新拥塞探测门限,使网关对于突发流量在达到高吞吐量、高链路利用率和稳定的平均队列长度的同时,能更公平地分配资源。通过ns-2下的仿真,证明算法能达到预期的效果。

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 Westwood2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。

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。

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。

显示拥塞指示标记的主动队列管理研究

主动队列管理对于解决网路拥塞具有重要意义。针对PID主动队列管理算法在调节队列长度时有较大的丢包率这一缺点,提出一种显示拥塞指示标记即ECN标记的PID主动队列管理算法。该算法用显示拥塞指示标记取代丢包机制,用于通知源端网络即将发生拥塞,采用PID控制器实现反馈控制,保证系统的稳定性。仿真结果表明,显示拥塞指示标记的主动队列管理算法适用于多变的网络环境,比PID算法具有低丢包率、低延时和高吞吐量的特点。

改进显式拥塞通知提高无线应用中的TCP性能

介绍了ＴＣＰ拥塞控制、积极队列管理以及显式拥塞通知的基本原理，提出了适用于无线环境中的各种ＥＣＮ改进方案，并就各方案及其对ＴＣＰ性能改善作了分析讨论。

一种服务质量自适应调整算法的研究

提出一种端到端视频流传输服务质量自适应调整算法,此算法通过多级显式拥塞通知(ECN)机制,监测网络带宽变化、路径上节点缓冲容量变化及客户端接收速率变化等多个目标信息,自适应地动态调整视频流传输速率以及编码码率,以提高服务质量。通过仿真实验,证明了这一算法的有效性。

改进的无线网络自适应传输控制协议

传输控制协议(TCP)用于无线数据传输时性能较差,且网络资源利用率低。为此,提出一种自适应无线环境的TCP改进算法。在数据发送端采用带宽估计算法优化慢启动阈值和拥塞窗口尺寸,与具有显式拥塞通知的路由器配合区分分组丢失性质,同时实时监测误码丢包率,并根据监测结果自适应调整TCP段尺寸。仿真结果表明,改进的TCP的吞吐量在误码率为1E–4时高于TCP-Jersey近30%,高于TCP_SACK近59%。

数据中心网络传输协议综述

近10年来,在盛行的网络应用(如搜索、在线零售和云计算等)的需求驱动下,数据中心在全球范围内以前所未有的速度和规模发展建立起来.特别地,数据中心网络引起了学术界和工业界的广泛关注.在这样的背景下,调研了数据中心网络的一个核心方面——传输层协议.虽然传输协议在因特网上已经有很长的历史,它却直到2010年才在数据中心网络环境下被系统性地探索.数据中心网络有着和因特网不一样的特点(如单一控制域和同构网络架构),这给数据中心网络上的传输协议设计同时带来了机遇和挑战.在这驱使下,一系列的传输协议被设计提出.将早期(2010—2015年)数据中心网络传输设计方面的工作分成3类——基于端主机的拥塞控制、网络仲裁机制和交换机优先级调度,对这3类工作的优缺点作深入讨论.最后,分析近年来数据中心网络传输设计的研究趋势——接收端驱动的主动拥塞控制和RDMA传输协议设计.

针对ATN over IP方案的明确拥塞通告模型及映射算法

基于对ATN与IP网络拥塞控制机制的比较,本文针对AT Nover IP方案提出了IP子网隧道中的明确拥塞通告(ECNT)模型,将明确拥塞通告(ECN)引入了AT Nover IP方案;还提出了ECNT模型中实现IP网络明确拥塞通告(ECN)与ATN网络传输层协议COTP中拥塞指示位(CE)的映射算法(ECN/CE),用以解决由于IP网络中TCP协议与ATN网络中COTP协议所采用的两种拥塞避免在机制上的差别而造成的拥塞信息跨网络传输的困难。仿真结果表明,与没有引入ECN的IP子网隧道模型相比,ECNT模型和ECN/CE算法可以解决IP网络为ATN的网络进行数据传输时的拥塞问题。