基于带宽估计的无线网络拥塞控制研究

摘要

如今，随着Internet科学技术的快速发展，计算机网络在人们生产和生活中越来越普遍，其中尤其是无线网络的应用尤为变的越来越广泛。互联网中的用户数量和各种各样的应用都在快速的增长，这必然会使得网络业务量急剧增加，导致网络拥塞问题越来越严重。在当今迅速发展的网络系统中，网络拥塞控制已经成为一个十分重要的问题，无论是有线网络还是无线网络，网络出现拥塞的情况已经是无法回避的，如果不进行网络拥塞问题的控制，最终会使得整个网络处于瘫痪状态。因此，TCP拥塞控制机制对于网络高效、稳健的运行起到了至关重要的作用。尽管目前的TCP/IP协议下的拥塞控制机制取得了一定的成效，但是在无线网络中TCP拥塞控制机制还存在一定的不足。
　　本文针对现有的TCP协议进行细致的分析研究，TCP最初设计的初衷就是有线网络，因此TCP也在有线网络中发挥了巨大的作用。然而有线网络中只存在单一的丢包类型，即由于网络中的数据量达到了网络的负载能力而导致的数据丢包，称之为拥塞丢包。在有线网络中链路发生错误的几率可以忽略不计，但是在无线网络中，由于无线链路本身的特点，链路发生错误的几率却大大提高，不能够再忽略不计，并且还会有障碍物的屏蔽，信号的干扰而造成的另一类丢包类型，称之为无线丢包。因此无线网络中同时存在两种丢包类型，但是在无线网络中 TCP协议并不会区分两种丢包类型，而是全部做拥塞丢包处理，并且在丢包时也会盲目减小慢启动门限值（SSTHRESH）和拥塞窗口（CWND）值，这样会大大浪费网络带宽，降低无线网络的性能。针对此问题，本文提出了一种基于带宽估计的无线TCP拥塞控制方法 TCP-BD，通过实时计算网络的带宽值，算出当前的带宽利用率，当网路中出现丢包时，根据不同的带宽利用率判断丢包类型，同时据此对SSTHRESH和CWND值进行调整，并在NS2仿真软件下进行仿真实验。
　　通过仿真软件，对TCP-BD算法和经典算法TCP-Reno、TCP Westwood算法进行比较，主要从端到端时延、抖动、吞吐量等方面做了对比，结果表明 TCP—BD算法在一定程度上可以区分无线丢包和拥塞丢包，并且对于丢包时参数的调整更加合理，较大程度上提高了无线网络TCP的性能。

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引言

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 拥塞控制的国内外研究现状

1.3 论文的主要工作内容及组织结构

2 无线网络TCP协议及其拥塞控制算法

2.1 TCP协议原理简介

2.2 TCP拥塞控制

2.3 无线网络中丢包类型及其拥塞控制的不足

2.4 本章小结

3 一种基于带宽估计的无线网络拥塞控制算法TCP-BD

3.1 带宽估计算法

3.2 TCP-BD算法原理

3.3 本章小结

4 TCP-BD算法仿真实验结果及分析

4.1 仿真工具NS2

4.2 仿真实验环境搭建

4.3 仿真实验结果分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢