移动流媒体并行多路传输机制研究

随着我国移动终端的多样化以及人们对网络需求的不断增长,我国移动网络数据的传输数量在近5年增长迅速。然而人们利用移动终端进行网络传输时,通常会受到网络带宽、网络拥塞、网络时延等因素的影响。传统的传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)与用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)使用单条路径进行网络传输,已不能很好地满足人们对高速率、实时播放、大吞吐量等网络传输的需求。为了解决这一问题,文章提出一种移动流媒体并行多路传输机制,即多路径传输协议(Multipath Transmission Control Protocol,MPTCP)。该协议可充分发挥多路径传输特性,一方面优化了网络传输的性能,另一方面提高了用户的体验感。

基于卡尔曼滤波的移动MPTCP的路径选择算法

针对异构网络中链路特点的不稳定性,提出了一种基于卡尔曼滤波预测传输延时优化多路径传输控制协议性能的方法。使用卡尔曼滤波预测传输延时,并把评估结果作为MPTCP传输路径选择的依据。模拟结果展示了本提议对传输延时的快速变化取得了好的抑制,并可以快速追踪传输延时的变化,因此提高了MPTCP的吞吐量,减少了包的重排,从而提高了总体效益。

一种基于SDN和MPTCP的多径并行传输技术

提出了根据网络信息状态通过SDN控制器来控制MPTCP流量以提高并行传输速率。利用所提出的最宽不相交选路算法,为每个MPTCP连接选择一组可用带宽最宽且链路差距较小的路径集;然后使用可用路径容量的比例作为流量分配到该路径上的概率,进一步减小子流的带宽差距;最后,通过搭建Floodlight仿真实验平台,证明方案能够避免MPTCP的不同子流经过同一路径,并有效地利用路径提升并行传输效率。

SDN环境下基于MPTCP协议的切换管理

为提高无线切换时的网络性能,采用软件定义网络架构并提出基于多路径传输控制协议的移动切换管理方法.根据所提出的基于模糊逻辑的多属性切换算法进行切换判决,综合采用当前信号强度(received signal strength,RSS),预测RSS值以及可用带宽作为网络参数来设计模糊逻辑控制器.然后计算各参数的隶属度值,通过计算综合性能评估值进行切换判决.在切换管理的实现过程中,传输层采用多路径传输控制协议,允许建立多条传输路径传输数据.设备可利用该协议同时连接多个接入点,一条链路发生切换时其余链路继续保持通信.最后搭建了一个Open Flow试验床来验证该切换管理方法,结果表明该方法可实现设备的无缝切换,保证用户服务质量.

基于MPTCP的非对称多链路传输调度方法述评

随着通信及网络技术的发展,移动终端设备往往配备多个网络接口,具有多链路的网络接入能力。为实现多链路传输,互联网工程任务组提出了新型的多路径传输控制协议(Multipath Transmission Control Protocol,MPTCP)。如何合理进行MPTCP数据包调度为用户提供更大带宽、提高数据传输可靠性,并最大化网络资源利用率,成为网络通信领域的重要课题。首先,介绍了MPTCP的基本功能和其在数据调度中面临的主要挑战;然后,针对非对称多链路下的MPTCP传输调度算法,从减少数据包乱序、降低传输延迟、提高链路利用率,以及结合强化学习四个角度分析和比较了近年来的多路径传输相关研究;最后,结合当前研究热点展望了MPTCP的未来发展趋势。

Distributed rate allocation for elastic flows in concurrent multipath transfer

Concurrent multipath transfer（CMT） using stream control transmission protocol（SCTP） multihoming has become an appealing option to increase the throughput and improve the performance of increasingly bandwidth-hungry applications.To investigate the rate allocation for applications in CMT,this paper analyzes the capacities of paths shared by competing sources,then proposes the rate allocation model for elastic flows based on the framework of network utility maximization（NUM）.In order to obtain the global optimum of the model,a distributed algorithm is presented which depends only on local available information.Simulation results confirm that the proposed algorithm can achieve the global optimum within reasonable convergence times.

集群计算的多路径并发传输性能研究

聚合集群计算节点机的多接口用于多路径并发传输,引入多路传输控制协议(MPTCP)以提升开放消息传递接口(OpenMPI)的通信吞吐能力和并行计算性能,给出实验原型的组织结构及软硬件配置,重点分析传输路径宽带对称性与吞吐量的变化关系,以及不同传输控制协议栈的LIN-PACK基准测试的加速性能和单链路故障的自愈性能。结果表明,MPTCP双路并发的吞吐量较传统TCP提高89%,并行计算的最大加速比可达2. 63,并具备较好的故障自愈性能。

基于SCTP多路径并行传输的性能评估

SCTP-CMT是一种基于SCTP多路径并行传输的实现方法。阐述了在SCTP-CMT实现过程中不能尽快启用所有可用路径同时传输数据的不足,并在此基础上进行优化,同时提出了一种IP网络环境下数据传输性能的评估方法。使用该方法对优化后的SCTP-CMT和TCP的传输性能进行比较,分析了带宽、往返传输时延及接收缓存区大小等因素对传输性能的影响。测试结果显示在接收缓存区大小合适的情况下,使用优化后的SCTP-CMT在聚合带宽、提高传输吞吐量、增加可靠性等方面的具有明显优势。

SCTP负荷分担及其关键算法的研究

SCTP的一个特点是支持多穴主机,利用这个特点实现SCTP负荷分担可以提高SCTP关联的吞吐量,而为实现负荷分担,必须改变原有的SCTP拥塞控制机制。分集快速重传算法是实现负荷分担的关键。NS 2仿真证明实现了该算法的SCTP负荷分担是有效的。

一种新的基于中继的端到端多径传输控制协议

如何建立并利用多条路径传输数据成为当前网络控制协议研究的热点,然而目前针对实时媒体数据多径传输控制协议的研究还没有完善的解决方法.针对这一实际情况,提出一种新的基于中继的端到端多径传输控制协议,协议使用中继作为建立、管理多径的重要组件,文中对多径传输控制协议定义的相关消息做了详细介绍,并通过仿真实验进行验证.仿真结果表明,该协议在传输实时音视频媒体数据时相比单径传输,在传输时延、数据丢包率、传输质量等方面有较大提高.

无线环境下基于SCTP的并行多路径传输

随着网络接入技术的多样和接入设备的廉价,越来越多的移动终端具备多家乡的特性,而现有TCP/IP协议栈只能使用单一接口传输数据,无法充分利用多家乡的优势。在流控制传输协议(SCTP)基础上,设计了路径选择模块和快速路径切换模块,实现了一种无线并行多路径传输(Wireless CMT)解决方案,使得多家乡终端能够同时使用多个接口并行传输数据。在实际无线网络环境对Wireless CMT带宽聚合效果和快速路径切换效果分别进行测试验证。测试结果表明,Wireless CMT使无线网络传输效率和可靠性都得到了明显提升。

基于SCTP-CMT的改进重传策略

传输层多宿的端到端并行多路径传输(CMT)相比于SCTP能够同时选择多条路径进行数据块的传输。针对CMT的五种重传策略只能够选择多条路径中的一条进行数据块重传的不足,提出了一种改进的数据块重传策略,该策略综合考虑了SSTHRESH、LOSSRATE和CWND对传输路径性能的影响。仿真实验表明,改进策略能进一步减轻由于接收缓冲区拥塞而造成的端到端吞吐量下降的程度。

无线Ad Hoc网络中增强安全性的多路径路由算法

针对无线ad hoc网络的数据安全性问题,提出了一种增强安全性的多路径路由算法.该算法通过目标节点发送检测数据包的机制,动态维护多路径路由信息的有效性.源节点则根据收到检测包的信息自适应地更新当前的最优传输路径,充分利用路由寻找及维护过程中的信息建立多条可用路径,提供最优的路由方案,并增强了无线ad hoc网络数据传输的安全性.仿真结果表明此算法的数据传输安全性达到了合理的水平.

基于灰色马尔科夫预测的移动多路传输调度算法

多路径传输控制协议通过聚合多路径带宽提高资源利用率及网络吞吐量。在无线异构网络环境中,由于网络性能不稳定、传输路径性能差异等因素容易导致数据包乱序及缓冲区阻塞,对网络多路传输性能造成负面影响。为在有限的接收缓冲区内对数据包实施合理调度,基于灰色预测模型GM(1,N)与马尔科夫优化的前向传输时间(FTT)预测模型,提出一种自适应多路传输数据调度算法GMM-S。通过对未来时刻子流FTT的准确预测实现子流传输性能的有效评估,并以此作为数据分发依据进行传输数据的多子流动态调整。仿真实验结果表明,与RR和LowRTT算法相比,该算法可有效解决接收端数据包乱序问题,同时提升网络吞吐量。

车载异构网络中基于PSRBP的多径TCP路径调度优化

车载异构网络使用多路径传输控制协议(multipath transmission control protocol,MPTCP)进行传输时,由于路径差异性会引起接收缓冲区阻塞问题,导致MPTCP传输性能不佳.针对MPTCP接收缓冲区阻塞问题,提出一种基于路径选择和接收缓冲区预测(path selection and receive buffer prediction, PSRBP)的MPTCP路径调度优化方法.该方法引入吞吐量预测模型,同时引入各条路径和最大吞吐量路径的相似性参数与既定阈值对比分析,从而选择出可以使用MPTCP传输的路径.所提算法通过判断无序包的数量来预测缓冲区阻塞问题,并停止不良路径上的数据传输以提高MPTCP的性能.仿真结果表明,该算法能够提高系统整体的吞吐量,并使网络利用率有所改善.

基于传输时延的CMT数据调度算法改进

CMT中多条路径同时进行数据传输,在接收端存在数据乱序问题,该文改进的数据调度算法,能协调每条路径的RTT和CWND,计算出每条路径分配的次数,以及每次分配数据的数据包序号,有效地解决了接收端数据乱序问题,使接收端的数据按序到达,避免接收缓冲区溢出。同时,使所有待发送数据的路径在一个最长路径RTT内,尽可能多的发送数据,有效提高网络效率。

MPTCP动态预留数据调度策略研究

多路径传输协议(multipath transmission control protocol,MPTCP)是一种基于TCP协议的传输协议,具有高吞吐量、高带宽利用率、高传输速率等优点,且MPTCP向后兼容TCP,支持现有中间件。针对导致MPTCP的传输性能下降的MPTCP中出现乱序、缓存阻塞等问题,综合考虑每条子路径的往返时延RTT(round trip time)和接收端成功接收到的数据包个数,设计了一种动态预留数据调度算法(dynamic resource reservation data scheduling,DR-RS),当每次需要传输数据包时,子路径的发送缓存按照合理的策略为所需传输的数据包预留空间,尽量使数据包能够按序到达接收端,避免接收端缓存阻塞。利用NS-3仿真工具,对比分析了DR-RS性能,结果表明,DR-RS更合理,能使MPTCP的传输更稳定并提高了传输吞吐量,达到了负载均衡。

面向多路径并行数据传输的动态路径选择方法

针对多路传输控制协议联合拥塞控制未考虑丢包率对吞吐量的影响和传统静态路径选择方法降低并行数据传输鲁棒性的问题,提出一种以提升吞吐量为优化目标的基于马尔可夫决策过程的动态路径选择方法.综合考虑往返时延和丢包率对吞吐量的影响,根据最优策略动态地选取不同的路径进行数据传输,数据传输时不减少路径数量,在不影响并行数据传输鲁棒性的基础上提升吞吐量.仿真结果表明,在路径参数变化时,所提出的路径选择方法可以更有效地均衡流量,提升吞吐量.