高速网络下背景传输的拥塞控制研究

发布时间：2019-08-28 15:41

【摘要】：TCP传输协议在网络中有着非常广泛的应用，大部分文件传送，电子邮件等业务都是由它来完成。但是随着高速网络的发展，TCP的一些弊端也逐渐显现。标准的TCP协议会在发生丢包之前持续增加拥塞窗口大小，这对瓶颈链路上的缓冲区造成了极大的负担。诸如大块文件传输，软件更新之类的应用更适合以一种低优先级的机制传输，在不影响其他传输流的同时使用链路中的可用带宽。低额外时延背景传输(LEDBAT)拥塞控制算法是一种基于时延的低优先级拥塞控制算法，，在充分利用剩余带宽的同时，LEDBAT源端将排队时延控制在一个预设的范围内，并且能在有其他传输流到来时让出可用带宽。本文对LEDBAT机制进行了重点研究，通过建立数学模型来量化分析各个参数对于算法性能的影响。通过模型发现，原始LEDBAT中使用固定增益因子的方法在高速网络下性能表现不佳。本文在LEDBAT的基础上，给出了一种基于动态增益因子的LEDBAT的拥塞控制。将整个传输过程动态划分为三个阶段，对不同阶段使用不同的算法动态获取增益因子的值，改进的算法加快了在高速网络中的收敛速度，并且能够保证窗口的平稳状态，同时进一步加快了对其他传输流的避让速度。最后，在拥塞发现时，基于动态增益因子的LEDBAT通过加大窗口退避幅度，很好地解决了原始LEDBAT的“晚来者优先”问题，提高了算法的公平性。为了验证算法的有效性，本文搭建了NS2仿真平台，通过在不同场景和不同协议的对比来测试算法的性能。仿真结果显示，基于动态增益因子的LEDBAT达到了预期目标。
【图文】：

吞吐量,机制,高速网络环境

0 100 200 300 400 5000LEDBAT80604020时间(s)吞吐量(%)(a)原始机制0 100 200 300 400 5000hLEDBAT80604020时间(s)吞吐率(%)(b)改进机制图 5.9 机制改进前后与 UDP 竞争对比如图 5.9 所示，在 LEDBAT 流到达平稳态后，UDP 对机制改进前后的影响致的，但是改进的 LEDBAT 以更快的速度到达新的平稳态，并在 UDP 流离开又迅速地重新达到平稳态，总的吞吐量高于原始 LEDBAT。最后，考虑在实际的高速网络环境中，一些基于 TCP 的改进机制也经常被。本文选取常用的 HSTCP 作为观察对象。考虑和 HSTCP 的竞争情况。源端 A 在 t=0s 传输 LEDBAT 流，源端 B 在 t=输 TCP 流，仿真持续 500s。然后源端 A 改用传输改进的 LEDBAT 流，设置start=40，观察实验结果。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.06

【参考文献】