《同步卫星中继网络TCP拥塞控制算法研究（学位论文-工学）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同步卫星中继网络TCP拥塞控制算法研究（学位论文-工学）（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、同步卫星中继网络 TCP 拥塞控制算法研究重 庆 大 学 硕 士 学 位 论 文(学术学位)学生姓名：刘亚娟指导教师：曾孝平 教 授专 业：电路与系统学科门类：工 学重 庆 大 学 通 信 工 程 学 院二 O 一三年四月Studies on TCP Congestion Control of GEORelay NetworkA Thesis Submitted to Chongqing Universityin Partial Fulfillment of the Requirement for theMasters Degree of EngineeringByYajuan LiuSupe
2、rvised by Prof. Xiaoping ZengSpecialty: Circuits and SystemsCollege of Communication Engineering ofChongqing University, Chongqing, ChinaApril, 2013重庆大学硕士学位论文 中文摘要摘 要近 年 来 ， 随 着 网 络 的 快 速 发 展 ， 数 据 业 务 量 和 业 务 种 类 在 不 断 增 加 。 同 步 卫星 （ GEO） 中 继 网 络 凭 借 其 覆 盖 范 围 大 、 通 信 距 离 远 、 数 据 传 输 费 用 低 等 优 势 ，逐
3、 渐 成 为 Internet 的 重 要 组 成 部 分 。 同 步 卫 星 网 络 是 目 前 卫 星 通 信 领 域 研 究 的 热 点 ，目 前 卫 星 网 络 主 要 支 持 TCP/IP 业 务 ， 所 以 端 到 端 的 传 输 控 制 是 卫 星 网 络 传 输 效 率和 可 靠 性 的 重 要 保 证 。 传 输 控 制 协 议 TCP（ Transmission Control Protocol） 最 早 是针 对 地 面 有 线 通 信 网 络 提 出 来 的 ， 其 拥 塞 控 制 策 略 为 数 据 通 信 的 可 靠 性 提 供 了 保障 。 然 而 ， 同 步 卫
4、 星 中 继 网 络 具 有 往 返 时 延 （ RTT） 长 、 误 码 率 高 等 特 点 ， 如 果 直接 将 传 统 的 TCP 拥 塞 控 制 算 法 应 用 于 同 步 卫 星 中 继 网 络 ， 会 导 致 慢 启 动 时 间 过 长 、拥 塞 窗 口 频 繁 减 半 等 问 题 ， 使 网 络 资 源 得 不 到 合 理 充 分 的 利 用 。对 现 有 典 型 TCP 协 议 的 拥 塞 控 制 算 法 进 行 分 析 比 较 ， 提 出 了 主 要 针 对 慢 启 动阶段和拥塞避免阶段的改进策略l bss_asca 算法。在慢启动阶段，l bss_asca 将 带宽 估 计
5、 和 pacing 的思想相结合，明显缩短了慢启动过程所耗费的时间，并有效避免了由于流量大量突发而引起的网络拥塞。对于拥塞避免算法，l bss_asca 将其分为 恢 复 、 过 渡 、 探 测 三 个 阶 段 ， 分 别 采 取 相 应 的 窗 口 调 整 策 略 ， 丢 包 时 不 再 采 用传 统 TCP 协 议 将 拥 塞 窗 口 减 半 的 方 式 ， 使 改 进 算 法 在 同 步 卫 星 中 继 网 络 中 具 有 很好 的 适 应 性 ， 提 高 了 网 络 带 宽 利 用 率 ， 增 强 了 TCP 协 议 的 性 能 。仿真结果表明，l bss_asca 算法在不同场景中传
6、输小数据量时明显缩短了慢启动 时 间 ； 在 路 由 buffer 较 小 的 场 景 下 有 效 提 高 了 同 步 卫 星 中 继 网 络 的 稳 态 吞 吐 量 ；能 够 在 不 同 的 误 码 率 尤 其 是 在 较 高 误 码 率 下 获 得 较 好 的 性 能 表 现 ； 其 竞 争 性 介 于Reno 和 CUBIC 之间，可以很好地与其他 TCP 协 议 数 据 流 共 享 网 络 资 源 。 可 见 ，与 其 他 TCP 拥塞控制算法相比，l bss_asca 算法在吞吐量方面有着较好的表现，使同步卫星中继网络的带宽资源得到了更加充分的利用。此外，l bss_asca 算法改
7、善了 TCP 协 议 的 性 能 ， 具 有 良 好 的 TCP 公平性和友好性。关键词：同 步 卫 星 中 继 网 络 ， TCP 拥 塞 控 制 ， 慢 启 动 ， 拥 塞 避 免I重庆大学硕士学位论文 英文摘要AbstractIn the recent years, with the fast development of network， the amount and type ofdata traffic are increasing. Geostationary satellite(GEO) relay network has graduallybecome an importan
8、t part of Internet with the advantages of large coverage, remotecommunication distance and low cost of transmitting data. At present, GEO relaynetwork mainly supports the service of TCP/IP, so End-to-end transmission control is animportant guarantee for the efficiency and reliability of transmitting
9、 data in GEO relaynetwork. Transmission Control Protocol(TCP) was originally proposed for the groundwired communication network and its congestion control strategy has guaranteed thereliability of data communication. However, GEO relay network has the characteristicsof long round-trip time(RTT) and
10、high bit error ratio. Directly applying the traditionalTCP congestion control algorithm to GEO relay network will result in some problemssuch as too long time of Slow Start and frequently halving congestion window, so thenetwork resources cant be reasonably and fully utilized.After the analysis and
11、comparison of existing and typical TCP congestion controlalgorithm, lbss_asca algorithm is proposed as an improvement mainly for Slow Startand Congestion Avoidance. In the phase of Slow Start, lbss_asca combines thebandwidth estimation and the idea of pacing together, dramatically reduces the timesp
12、ent by Slow Start and effectively avoids network congestion caused by the large burstof traffic. For Congestion Avoidance, lbss_asca divides it into three phases includingRecovery Phase, Transition Phase and Probing Phase, and takes the appropriate windowadjustment strategies at each phase. Moreover
13、, lbss_asca gives up halving thecongestion window of traditional TCP when discovers a packet loss. So lbss_ascaalgorithm has a good adaption in GEO relay network, greatly improves the utilization ofnetwork bandwidth and enhances the performance of the TCP.The simulation results show that lbss_asca c
14、an shorten the Slow Start time andimprove the bandwidth utilization when transmitting a small amount of data in differentscenarios; effectively improve the steady-state throughput; also obtain betterperformance in the case of different bit error ratios especially in the case of high biterror ratio.
15、Its competitiveness is between Reno and CUBIC, and has a better share ofnetwork resources with data flows of other TCP protocols. Obviously, compared withother TCP congestion control algorithms, Lbss_asca has good performance in terms ofII重庆大学硕士学位论文 英文摘要throughput and can make full use of bandwidth resources in GEO relay network.Moreover, Lbss_asca can not only improve TCPs performance, but also have a goodTCP fairness and friendliness.Keywords: GEO relay network, TCP congestion control, Slow Start, CongestionAvoidanceIII重庆大学硕士学位论文 目 录目 录中文摘要. I英文摘要.
