端到端實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)的擁塞控制策略及改進(jìn).pdf

1、隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，作為第四媒體的網(wǎng)絡(luò)開始帶給人們更多形式的信息模式。實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)在全球發(fā)展迅猛，基于IP的網(wǎng)絡(luò)己成為傳送實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)的重要平臺(tái)。 TCP是IP網(wǎng)絡(luò)上主要的傳輸協(xié)議之一，其基于窗口的擁塞控制機(jī)制是目前Internet得以穩(wěn)定的一項(xiàng)重要保障。但是TCP協(xié)議和它的擁塞控制機(jī)制并不適于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對(duì)于時(shí)延敏感和速率平滑的要求。于是另外一種重要的的傳輸層協(xié)議，即UDP協(xié)議被用來(lái)傳送實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。雖然UDP協(xié)議提供的是無(wú)連

2、接、不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，但是可以在它之上增加某些支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的協(xié)議和擁塞控制機(jī)制來(lái)滿足其對(duì)傳輸時(shí)丟包率、時(shí)延和平滑性的要求。 隨著實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上的迅猛發(fā)展，非TCP業(yè)務(wù)在Internet等網(wǎng)絡(luò)上的比例越來(lái)越大，以往不受擁塞控制限制的非TCP業(yè)務(wù)將不顧網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)維持自己的發(fā)送速率，可能導(dǎo)致TCP業(yè)務(wù)使用的帶寬越來(lái)越小直到停止，而且網(wǎng)絡(luò)中越來(lái)越多在中途丟棄并可能被重發(fā)的數(shù)據(jù)包甚至?xí)?dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的崩潰。因此，研究非TCP業(yè)務(wù)流的擁塞控

3、制機(jī)制，使之與TCP業(yè)務(wù)能夠公平地分配可用帶寬，即對(duì)TCP友好，有著重要的意義。 目前，已經(jīng)提出的用于對(duì)TCP友好的單播實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)擁塞控制協(xié)議主要有RAP、LDA+和TFRC等。其中基于Padhye TCP吞吐率公式的TFRC（TCP Friendly Rate Control）算法是目前發(fā)展最好的TCP友好擁塞控制協(xié)議之一。其吞吐率的變化比較緩慢，適于傳輸實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，而且與TCP具有良好的公平性，已經(jīng)成為近年來(lái)研究工作的一個(gè)熱點(diǎn)。

4、 本文在仔細(xì)研究和分析了TFRC擁塞控制機(jī)制的基礎(chǔ)上，針對(duì)TFRC對(duì)于單向傳輸時(shí)延抖動(dòng)缺乏針對(duì)性的控制，造成在擁塞的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中所傳送實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的質(zhì)量將受到數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延抖動(dòng)較大影響的問題，提出了改進(jìn)算法TFRC-ODJ（improved TFRC algorithm aiming at controlling One-way Delay Jitters），以單向傳輸時(shí)延抖動(dòng)為反饋信號(hào)來(lái)修正TFRC的發(fā)送速率，加強(qiáng)了TFRC算法的性能

5、，使之更適應(yīng)端到端實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)的要求。并以NS仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在保持TCP友好性的同時(shí)，TFRC-ODJ算法相對(duì)于TFRC顯著地提高了單向傳輸時(shí)延的平滑性。 另外，本文還提出了一種基于接收端計(jì)算的對(duì)TCP友好擁塞控制算法TFRC-BRC（TFRC Based on Receiver’s Computing），主要目的在于減少發(fā)送端的處理負(fù)擔(dān)，由接收端來(lái)進(jìn)行速率計(jì)算，以滿足有此類需求的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的要求。通過NS軟件仿真，將TFRC