无线信息网络传输性能优化研究与实现

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随着互联网规模的日渐扩大和新业务的不断涌出,人们对网络的主要需求渐渐从传统的资源共享转变对内容的分发和获取。针对网络需求的变化,以资源共享为设计目标的传统TCP/IP网络已经显现出诸多的不适应性。为了从根本上解决问题,信息中心网络(Information-Centric Networking,ICN)在这种背景下被提出并获得了广泛的研究关注。这一新型网络体系将现有应用层解决方案中的信息驱动思想直接运用到网络架构设计之中,替代了传统网络中端到端的传输模式,实现了以信息为导向的、端到网络的通信模型,保证了高效的内容获取。与此同时,随着无线设备的普及和用户对无线应用与业务的需求增长,无线业务的流量在互联网总体业务流量中所占的比重日益增大。将无线网络环境与信息中心网络结合后有着巨大的潜力和研究价值。信息中心网络架构本身在提出之时并没有对传输控制进行细致的设计和制定,而传输的控制与优化是保证网络整体可靠性和高效性的关键所在,进一步,如何针对无线网络特性,研究ICN在无线环境下的传输性能更有着重要的研究意义。本文主要针对无线信息中心网络中的拥塞控制问题进行研究,在充分考虑无线信道特性,以及信息中心网络中多源的不可预测特性的条件下,给出了一种基于网络编码和速率控制的发送方拥塞控制机制,提高了无线传输的可靠性和对多源不可预测条件下拥塞控制的有效性。本文的主要工作体现在以下两个方面:1.无线信息中心网络传输中既存在着多源的利用有效性问题,也存在着无线信道导致的丢包问题。本文通过将网络编码的优势特点与无线信息中心网络相结合,在加强传输可靠性的同时,实现了多源的并行有效传输。2.无线信息中心网络传输中多源的不可预测性对网络拥塞的判断和控制提出了新的挑战。本文给出基于速率的发送方控制机制,将链路瓶颈节点中根据可用带宽计算得出的传输流之间的公平发送速率传递给发送方,用于控制数据的回复。这种控制方式不仅可以得到对多源情景下网络拥塞情况的有效判断,同时也实现了对具有不同链路情况的多源间的拥塞区分控制。
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