基于动态阈值的互联网慢启动算法

发布时间：2020-01-23 16:30

【摘要】：针对慢启动阶段门限阈值灵活性不足,窗口调整方式单一的问题,提出一种基于正态分布函数的慢启动算法.该算法通过采集当前窗口的RTT信息,预估下一门限阈值,并修正拥塞窗口大小.仿真结果表明:新算法在保证拥塞窗口公平性的前提下,对丢包率影响较小,使带宽利用率得到有效增加,提高了系统吞吐量.
【图文】：

丢包率,算法

图２网络仿真拓扑结构图Ｆｉｇ．２Ｎｅｔｗｏｒｋｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｏｐｏｌｏｇｙ连续发送５０Ｍ的ＦＴＰ单向数据流，Ｄ１～Ｄｎ为接收端．瓶颈出现在中间路由器Ｒ１和Ｒ２之间，带宽１Ｍ，延时３０ｍｓ，路由缓存１００ＫＢ，门限阈值选用系统默认初值６４ＫＢ，路由算法采用ＲＥＤ主动队列管理策略．在相同环境下，Ｄ－Ｓｓｔｈｒｅｓｈ、ＮｅｗＲｅｎｏ和ＴＣＰＶｅｇａｓ算法的仿真结果对比分析见图３～６．图３为不同算法下拥塞窗口的比较．几种算法具有相似的收敛速度，意味着新算法植入ＴＣＰ协议时具有较好的鲁棒性．由图３可以看出，从第７秒至第１５秒，新算法的拥塞窗口值基本处于高位，此后其表现较为稳定，拥塞窗口值多集中于１０～３５个数据包．为增加仿真数据的可信度，１６ｓ后拥塞窗口趋于稳定时开始，统计各算法的窗口均值．结果显示，新算法的窗口均值比原有的ＮｅｗＲｅｎｏ和ＴＣＰＶｅｇａｓ算法分别提高了０．４４％和０．７３％．整个仿真期间，几种算法的波形在大部分时段内重叠，表明新算法对拥塞窗口具有较好的公平性．不同算法的丢包率如图４所示．源端数据发送量随拥塞窗口的增大而增加，当发送量接近１００００包时，，开始出现丢包现象，且随发送量增加，丢包数急剧上升，当发送量超过１８６２５包时，丢包率逐渐趋于稳定．仿真结果显示，丢包率稳定后，新算法的平均丢包率比ＴＣＰＶｅｇａｓ和ＮｅｗＲｅｎｏ分别降低了１．７９％和４．３５％，优于原算法．图３不同算法下拥塞窗口比较Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ

丢包率,算法

图２网络仿真拓扑结构图Ｆｉｇ．２Ｎｅｔｗｏｒｋｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｏｐｏｌｏｇｙ连续发送５０Ｍ的ＦＴＰ单向数据流，Ｄ１～Ｄｎ为接收端．瓶颈出现在中间路由器Ｒ１和Ｒ２之间，带宽１Ｍ，延时３０ｍｓ，路由缓存１００ＫＢ，门限阈值选用系统默认初值６４ＫＢ，路由算法采用ＲＥＤ主动队列管理策略．在相同环境下，Ｄ－Ｓｓｔｈｒｅｓｈ、ＮｅｗＲｅｎｏ和ＴＣＰＶｅｇａｓ算法的仿真结果对比分析见图３～６．图３为不同算法下拥塞窗口的比较．几种算法具有相似的收敛速度，意味着新算法植入ＴＣＰ协议时具有较好的鲁棒性．由图３可以看出，从第７秒至第１５秒，新算法的拥塞窗口值基本处于高位，此后其表现较为稳定，拥塞窗口值多集中于１０～３５个数据包．为增加仿真数据的可信度，１６ｓ后拥塞窗口趋于稳定时开始，统计各算法的窗口均值．结果显示，新算法的窗口均值比原有的ＮｅｗＲｅｎｏ和ＴＣＰＶｅｇａｓ算法分别提高了０．４４％和０．７３％．整个仿真期间，几种算法的波形在大部分时段内重叠，表明新算法对拥塞窗口具有较好的公平性．不同算法的丢包率如图４所示．源端数据发送量随拥塞窗口的增大而增加，当发送量接近１００００包时，开始出现丢包现象，且随发送量增加，丢包数急剧上升，当发送量超过１８６２５包时，丢包率逐渐趋于稳定．仿真结果显示，丢包率稳定后，新算法的平均丢包率比ＴＣＰＶｅｇａｓ和ＮｅｗＲｅｎｏ分别降低了１．７９％和４．３５％，优于原算法．图３不同算法下拥塞窗口比较Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ

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