基于编码的端到端传输协议研究

发布时间：2017-10-13 19:35

  本文关键词：基于编码的端到端传输协议研究

  更多相关文章： TCP 多路径TCP 移动网络 异构网络 无码率编码

【摘要】：TCP协议是当前最重要的传输层协议,承载了互联网中大部分数据的传输。当前的网络也发展迅猛,移动互联网、高速数据中心网络、异构多路径网络等使用越来越广泛,这些网络的许多特性和TCP协议设计之初的网络已大不相同,而TCP协议的一些基本假设和设计却和这些网络不太匹配,在吞吐率、延时等方面都可能满足不了需求。其新的多路径扩展协议MPTCP有助于提升其传输性能,但在路径质量存在明显差异时的性能却不如预期。针对TCP协议的性能缺陷,本文首先考虑在一般单路径场景引入编码来提供冗余传输和进行前向纠错,设计了能适应网络状况的动态编码方案。通过在综合考虑路径丢包率、传输延时和应用延时限制的情况下,分析编码参数对网络性能的影响,提出了能根据网络状态和应用需求动态调整编码数据块大小和冗余度的编码方案,可以根据需求实现传输吞吐率和传输延时之间的合理平衡,最大化网络带宽利用率。模拟实验验证了编码对传输性能的提升。针对多路径TCP在异构网络中整体性能下降的问题,本文设计了基于喷泉码的多路径传输协议FMTCP及相应的多路径传输调度算法。首先引入了喷泉码,利用喷泉码的随机性和无码率特性,减弱多路径TCP中子路径之间的依赖,减少低质量路径上的传输特别是丢包重传给整个连接带来的乱序,避免漫长的重传等待。针对路径传输时间差异,本文进一步在综合考虑路径延时、丢包率、发送窗口大小的情况下,设计了基于路径质量的调度算法,并通过理论分析证明了算法的有效性。详细的模拟实验验证了我们对编码和缓存参数的分析,证明了编码和调度算法能有效地提升多路径TCP的性能。
【关键词】：TCP 多路径TCP 移动网络 异构网络 无码率编码
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.04
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 引言8-13
• 1.1 课题背景与研究意义8-11
• 1.2 论文主要贡献11-12
• 1.3 论文组织结构12-13
• 第2章 研究现状概述13-21
• 2.1 编码与MPTCP简介13-16
• 2.1.1 网络编码13-14
• 2.1.2 MPTCP14-16
• 2.2 相关工作16-21
• 2.2.1 无线TCP16-17
• 2.2.2 多路径传输17-19
• 2.2.3 延时敏感应用19-21
• 第3章 单路径编码协议与编码方案研究21-35
• 3.1 编码TCP协议分析与设计21-25
• 3.1.1 挑战21-23
• 3.1.2 协议设计23-25
• 3.2 适应网络状况的动态编码方案设计25-32
• 3.2.1 编码建模25-28
• 3.2.2 编码策略28-32
• 3.3 模拟实验32-34
• 3.3.1 参数分析32-33
• 3.3.2 性能分析33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 多路径编码协议与调度机制研究35-63
• 4.1 多路径TCP性能问题分析35-38
• 4.1.1 性能测试35-37
• 4.1.2 问题分析37-38
• 4.2 基于编码的多路径TCP协议设计38-43
• 4.2.1 整体设计38-40
• 4.2.2 编码选择40-43
• 4.3 基于编码的多路径传输调度43-52
• 4.3.1 传输机制分析43-46
• 4.3.2 调度算法设计46-49
• 4.3.3 算法性能分析49-52
• 4.4 模拟实验52-61
• 4.4.1 冗余度实验53-54
• 4.4.2 缓存大小实验54-57
• 4.4.3 性能对比57-60
• 4.4.4 编码和调度算法60-61
• 4.5 本章小结61-63
• 第5章 总结和展望63-65
• 5.1 论文工作总结63-64
• 5.2 未来工作展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-71
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果71

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本文编号：1026730