无线网络中TCP-BBR算法公平性的研究

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随着物联网,无线网路以及车载自组织网络(VANET)的发展、普及以及应用,网络中产生了海量、多类型的数据,网络中的信息呈现爆炸式增长。在车载自组织网络这种新兴的领域中,对于网络服务质量有着较高的需求。当网络中的链路发生拥塞时,会导致链路中的某一部分的数据包的数量过多,引起部分甚至整个网络性能下降的现象,严重时甚至会导致网络崩溃。因此必须设计有效的拥塞控制算法保证网络能够正常的运转。谷歌公司提出了拥塞控制算法TCP-BBR(Bottleneck Bandwidth and Round-trip Propagation Time)。就链路感知和响应时间而言,TCP-BBR算法在长肥管道上的性能要优于传统的TCP协议。但是BBR算法也存在一定的问题,BBR算法无法与其他拥塞控制算法之间达到公平性。BBR算法流在与其他拥塞控制算法流竞争瓶颈带宽时,BBR流占据更多的带宽资源。BBR算法的长往返时延的数据流在与BBR短往返时延的数据流竞争瓶颈带宽时,长往返时延的数据流占据更多的带宽资源。因此BBR算法在无线网络中的公平性是工作的重点,BBR算法无法实现信道资源的公平的分配。为了提高TCP-BBR拥塞控制算法和基于延迟的拥塞控制算法之间的公平性,提出了一种基于TCP-BBR的具有适度公平性的拥塞控制算法(MFBBR)。为了提高BBR算法内部的公平性提出了一种公平性改进的BBR拥塞控制算法(RFBBR)。本文通过在Ubuntu系统4.9内核中的Mininet仿真器上进行仿真实验,验证TCPBBR拥塞控制算法与TCP-Westwood算法间的公平性性能以及BBR算法不同RTT数据流之间的公平性性能并提出了MFBBR算法以及RFBBR算法。仿真结果表明改进后的算法在避免信道拥塞的过程中能够保证较高的吞吐量的同时可以保证算法的公平性,满足拥塞控制算法对于公平性的要求。
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