面向移动监控的网络主动队列管理和协议优化方法的研究

发布时间：2017-10-09 23:23

  本文关键词：面向移动监控的网络主动队列管理和协议优化方法的研究

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【摘要】：随着互联网的发展,各种新型的应用不断出现,特别是移动监控、视频通话等实时性较强的应用,对网络的时延、吞吐量等性能要求很高。其中,移动监控使用的卫星网络自身又存在着带宽不对称、网络不稳定、误码率高等特点,这对现有的拥塞控制方法提出了新的挑战。为了提高拥塞控制机制的性能,本文从源端TCP协议控制和中间节点控制两方面入手,分别提出了TCP-QS和ASRED两个新的方法。新算法在有效避免拥塞的前提下,降低了拥塞控制算法的时间复杂度,提高了网络带宽的利用率。TCP-QS算法主要改变了慢启动阶段拥塞控制窗口的设置。在连接建立初期,根据探测到的网络实际带宽,给拥塞控制窗口赋予一个较大的开始值,缩短了慢启动阶段的时间。数据传输中,根据网络环境的变化动态调整慢启动门限,更适用与不稳定的卫星网络。发生丢包时,先确定是拥塞引起的丢包还是连接引起的丢包,再相应采取不同的处理方法。ASRED沿用RED算法的基本框架,采用新的概率计算函数,添加了最大丢包概率的自适应调节机制。新算法中,丢包概率随着平均队列长度的不同采取不同的增长方式,既能避免拥塞,又保证了轻度拥塞时带宽的充分利用。对最大丢包概率的自适应调节可以降低算法对参数设置的敏感度,提高算法的鲁棒性。通过NS2网络仿真软件的仿真可以看出,TCP-QS算法在时间复杂度、吞吐量方面有了明显提高;ASRED算法使队列长度更稳定、提高了链路利用率、降低了算法对参数的敏感度。
【关键词】：拥塞控制 源端 TCP 协议 主动队列管理 RED 自适应
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.06
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究的背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究发展现状10-13
• 1.3 论文的内容13-14
• 1.4 结构安排14-15
• 第二章 网络拥塞及协议优化相关技术15-21
• 2.1 拥塞的基本概念15-16
• 2.2 拥塞崩溃16-17
• 2.3 拥塞产生的原因17-18
• 2.4 拥塞控制算法的分类18-19
• 2.5 算法性能的评价标准19-20
• 2.6 拥塞控制算法的优化方法20
• 2.7 本章小结20-21
• 第三章 一种新的源端控制算法21-37
• 3.1 传统TCP的特点与不足21-23
• 3.1.1 TCP Tahoe21
• 3.1.2 TCP Reno21-22
• 3.1.3 TCP Westwood22
• 3.1.4 TCP Vegas22-23
• 3.2 对传统TCP协议的优化23-31
• 3.2.1 传统的慢启动算法23-24
• 3.2.2 慢启动算法的优化原理24-27
• 3.2.3 慢启动门限的动态设定27-30
• 3.2.4 对拥塞恢复算法的改进30-31
• 3.3 优化算法的仿真与性能分析31-36
• 3.3.1 不同场景下传输一定数据量所需要的时间31-33
• 3.3.2 不同路由buffer下吞吐量的分析33-34
• 3.3.3 公平性测试34-35
• 3.3.4 友好性测试35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 主动队列自适应管理算法37-54
• 4.1 传统AQM算法的不足37-43
• 4.1.1 RED（Random Early Detection）算法37-40
• 4.1.2 ARED (Adaptive RED)算法40-42
• 4.1.3 GRED（Gentle RED）算法42-43
• 4.2 一种新的主动队列自适应管理算法ASRED43-48
• 4.2.1 算法改进的目标43-44
• 4.2.2 算法函数推导44-47
• 4.2.3 新算法的特点分析47-48
• 4.3 ASRED算法性能分析48-53
• 4.3.1 队列长度的比较48-50
• 4.3.2 分组丢失率50-51
• 4.3.3 链路利用率51
• 4.3.4 算法对maxp的敏感度51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 结论与展望54-55
• 5.1 工作总结54
• 5.2 对未来工作的展望54-55
• 参考文献55-58
• 在校期间科研成果58-59
• 致谢59-60

【参考文献】

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本文编号：1003032