基于高速移動(dòng)環(huán)境下多鏈路傳輸層協(xié)議的研究與分析.pdf

1、高速鐵路和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了高速移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的研究熱潮。尤其是多鏈路無線技術(shù)，可以通過融合多種無線資源的方法，在一定條件下解決無線鏈路低帶寬、高延遲以及切換時(shí)間長(zhǎng)的問題，成為了未來高速移動(dòng)通信的重要發(fā)展方向。其中，如何在高速移動(dòng)環(huán)境下優(yōu)化多鏈路傳輸層協(xié)議成為目前的研究難點(diǎn)。
　　本文分析和研究了TCP和多路徑傳輸層協(xié)議(MPTCP)兩種協(xié)議，并針對(duì)兩種協(xié)議的擁塞控制算法和策略提出了改進(jìn)。首先針對(duì)TCP協(xié)議，分析研究了目前無

2、線TCP研究領(lǐng)域中的一些經(jīng)典改進(jìn)策略，介紹了無線傳輸控制協(xié)議（WTCP）方案，并針對(duì)于WTCP協(xié)議在應(yīng)用于移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)過程中，對(duì)于頻繁切換造成了數(shù)據(jù)丟包時(shí)表現(xiàn)的不足之處，結(jié)合TCP-Freeze中的鏈路凍結(jié)思想，提出了新的解決方案NWTCP，旨在提高移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。主要工作如下：通過移動(dòng)終端傳回的ACK中攜帶狀態(tài)信息，使發(fā)送方減少或者延遲數(shù)據(jù)發(fā)送，以減少移動(dòng)終端的反應(yīng)次數(shù)，節(jié)省能量；針對(duì)移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)頻繁越區(qū)切換，當(dāng)出現(xiàn)斷路時(shí)，不

3、是啟動(dòng)慢啟動(dòng)，而是進(jìn)入凍結(jié)狀態(tài)，等鏈路狀態(tài)恢復(fù)，即以當(dāng)前窗口發(fā)送數(shù)據(jù)，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量；在NS仿真工具中設(shè)計(jì)了NWTCP，并將NWTCP與TCP及WTCP進(jìn)行比較，證明所提出的在提高吞吐量方面有所改進(jìn)。其次分析和對(duì)比了現(xiàn)有的MPTCP擁塞控制算法，然后提出了一種基于帶寬評(píng)估和機(jī)會(huì)鏈接增長(zhǎng)的擁塞控制算法(BE-OLIA)。主要內(nèi)容如下：建立了一種基于帶寬評(píng)估和機(jī)會(huì)鏈接增長(zhǎng)的擁塞控制模型，該模型利用多條路徑的丟包率和數(shù)據(jù)包往返時(shí)間，動(dòng)態(tài)的選擇

4、網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況較好的路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。并且，模型中還通過估計(jì)路徑的帶寬，來對(duì)路徑上的擁塞窗口的增長(zhǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以減少路徑上擁塞的發(fā)生，提供網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。最后，給出了基于該模型的擁塞控制算法BE-OLIA；參考網(wǎng)絡(luò)吞吐量評(píng)估模型，給出MPTCP中路徑上的吞吐量變化趨勢(shì)。根據(jù)該趨勢(shì)預(yù)測(cè)路徑上的擁塞狀況，并且結(jié)合路徑上的帶寬條件，對(duì)擁塞窗口的增長(zhǎng)進(jìn)行一定的調(diào)整，減少擁塞的發(fā)生。最后，使用該方法對(duì)BE-OLIA算法進(jìn)行了改進(jìn)，得到新的擁塞控