流媒体传输网络拥塞控制研究

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伴随着流媒体的广泛应用和人们对高服务质量的追求,流媒体传输技术变得越来越重要。流媒体具有数据量比较大、要求低时延、低抖动等特性。另外由于TCP的速率减半的拥塞控制机制,有可能造成数据流的发送速率过度波动,因此TCP不适合流媒体的传输。但是如果使用UDP,有可能会加重网络的拥塞和TCP流的“饿死”现象。这就对流媒体的拥塞控制提出了新的要求:一方面流媒体的传输需要网络拥塞控制即传输时要保持与其它业务流的友好性,另一方面流媒体在传输时要尽可能保持速率的平稳性,速率波动不能太剧烈;加上流媒体服务等级的多样性,网络传输面临着新的挑战和机遇。基于以上要求,本文从研究流媒体的网络性能入手,重点研究流媒体传输中端到端的拥塞控制和基于路由器端的拥塞控制,主要工作包括:(1)在端到端的拥塞控制机制中,依据媒体流播放速率变化不应该超过25%的需求,对TFRC的避免阶段进行了改进,得到STFRC(Smoothness for TFRC)算法。此算法很好的解决了TCP友好性问题,使得TFRC在拥塞避免阶段的速率变化更为平滑,比TFRC更适合流媒体的端到端传输;(2)在路由器端的拥塞控制中,通过研究RIO-C和WRED,发现RIO-C能保证流媒体不同优先级的绝对区分,而WRED主要是提供相对区分,得出RIO-C更适合流媒体的传输的结论。然而在进一步研究RIO-C时发现RIO-C继承了RED参数设置敏感等一系列问题。结合ARED的思想对RIO-C进行改进,得到一种新的DRIO-C (Delay for RIO-C)算法。仿真证明DRIO-C比RIO-C更适合于流媒体的传输。
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