無線網(wǎng)絡(luò)下TCP核心技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)代通信技術(shù)的發(fā)展，極大地提高了人們傳遞信息和獲取信息的能力。然而，迄今為止，仍然不能實現(xiàn)對任何人、任何時間、任何地點和任何內(nèi)容的信息交換。顯然，要改變這種狀況，必須依賴于無線通信及移動通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。因為，第一、無線網(wǎng)絡(luò)能極大地減少建設(shè)成本，如節(jié)省了鋪設(shè)電纜和維護(hù)電纜的開支；第二，無線網(wǎng)絡(luò)能夠在有線網(wǎng)絡(luò)無法實現(xiàn)的地方建立，這對偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村尤其具有實際意義；第三，無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了無處不在的互連網(wǎng)訪問。 與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)

2、通常表現(xiàn)出高誤碼率、傳輸時延及時延抖動大、有限的鏈路帶寬以及移動終端的頻繁移動等特性，使網(wǎng)絡(luò)通信性能和業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量難于保證。這樣，傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議也就無法直接適用于無線環(huán)境。同樣，目前針對話音業(yè)務(wù)設(shè)計的移動通信網(wǎng)也不適于傳送數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)。對無線網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵理論與技術(shù)的研究已成了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域一個重要的研究課題。 本文集中探討了無線網(wǎng)絡(luò)下的TCP核心技術(shù)，以期能為改善無線網(wǎng)絡(luò)下的TCP性能提供有價值的參考。TCP是目前Int

3、ernet中廣泛采用的傳輸控制協(xié)議，為各主機(jī)之間提供可靠按序的傳輸服務(wù)，在保障網(wǎng)絡(luò)通信性能方面起著非常重要的作用。TCP設(shè)計主要針對系統(tǒng)穩(wěn)定性、協(xié)議兼容性、業(yè)務(wù)公平性、資源利用率以及擁塞控制等問題。正如上面所述，由于無線網(wǎng)絡(luò)具有一些有別于有線網(wǎng)絡(luò)的固有特性，使基于有線網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的TCP技術(shù)無法直接適用于無線網(wǎng)絡(luò)。 下面是本文在無線TCP方面完成的主要研究工作： 1.探討了無線網(wǎng)絡(luò)下的TCP策略。主要涉及TCP差錯控制策略

4、、基于擁塞丟包的TCP擁塞控制策略以及基于誤碼丟包的TCP速率調(diào)節(jié)策略； 2.討論了無線網(wǎng)絡(luò)下的TCP擁塞裁決技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)下的TCP隱式丟包檢測技術(shù)； 3.提出了一種顯式誤碼丟包通知機(jī)制。即便是在高誤碼率、多段無線鏈路下，此機(jī)制亦能夠有效快速地將誤碼丟包信息顯式地告之?dāng)?shù)據(jù)源端； 4.提出了兩種基于擁塞丟包的TCP擁塞控制機(jī)制：DAIMD和基于資源加權(quán)分配的TCP擁塞控制。DAIMD主要解決TCP存在的數(shù)據(jù)發(fā)送速

5、率波動性較大的問題；基于資源加權(quán)分配的TCP擁塞控制能夠?qū)崿F(xiàn)TCP業(yè)務(wù)間網(wǎng)絡(luò)資源的加權(quán)分配，從而可有效實現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量的相對保證，改善網(wǎng)絡(luò)的通信性能； 5.提出了兩套基于誤碼丟包的TCP速率調(diào)節(jié)方案：基于速率和基于窗口的TCP速率調(diào)節(jié)。其中每一套速率調(diào)節(jié)方案又可有多種具體的實現(xiàn)方式。短期內(nèi)誤碼丟包較嚴(yán)重時，可以通過數(shù)據(jù)發(fā)送速率的降低來有效避免不必要的誤碼丟包，從而提高數(shù)據(jù)發(fā)送的可靠性，減少移動設(shè)備不必要的能源消耗和系統(tǒng)的額外開銷，同

6、時又不會過多降低系統(tǒng)吞吐量和加大系統(tǒng)時延。 本文內(nèi)容安排大致是這樣的：第1章概述無線網(wǎng)絡(luò)通信、無線TCP技術(shù)研究現(xiàn)狀以及本文的主要工作；第2章簡要介紹OSI參考模型與TCP/IP模型；第3章介紹基于有線網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的TCP技術(shù)；第4章探討無線網(wǎng)絡(luò)中的TCP策略，主要涉及TCP差錯控制策略、基于擁塞丟包的TCP擁塞控制策略以及基于誤碼丟包的TCP速率調(diào)節(jié)策略；第5章討論無線網(wǎng)絡(luò)下的丟包檢測技術(shù)，詳細(xì)分析一種顯式誤碼丟包通知機(jī)制；第6