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TCP协议是TCP/IP协议族中两个重要的传输协议之一,目前IP网络上承载的大部分应用的流量都是通过TCP来传输的。TCP吞吐量作为描述TCP性能的一个重要的端到端的网络性能参数,是研究和分析TCP行为和性能的一个重要指标。对TCP吞吐量进行测量有助于在应用层调整QoS,从而提高服务质量,并能促进QoS Routing技术和端到端多播拥塞控制协议的研究。 目前已有的TCP吞吐量的测量方法和手段会产生大量测试流量,对网络造成较大影响,不适合在高速网络和长期在线测量环境下使用。本论文详细介绍和分析了相关的测量方法和测量工具,并区分了带宽和吞吐量等极易混淆的术语。为了避免直接测量方法的不足,本论文提出了一种利用TCP吞吐量分析模型的间接测量方法。本论文在详细分析了已有的一些TCP吞吐量分析模型的基础上,利用Gilbert模型来描述端到端路径上的丢包行为,根据TCP的拥塞控制机制对TCP的拥塞控制过程进行建模。在建立的分析模型的基础上提出了一个测量算法。NS2的仿真实验表明,新模型相对于已有的分析模型能够更加精确地反映TCP吞吐量的大小和变化趋势。本文提出的测量算法具有以下特点: (1) 无需被测端的协作。该算法只需要对端到端路径的往返延迟和丢包率、接收方通告的最大窗口和最大段大小等参数进行测量,因此测量只需要在测试端运行测量工具,而不需要被测端的协助;(2) 适用于各种带宽的IP网络。由于该算法是采用基于TCP拥塞控制机制的吞吐量分析模型来进行间接测量,因此不需要产生大量的测量数据包。它通过捕获TCP连接建立阶段的ACK报文,可以支持不同带宽IP网络的TCP发送窗口;(3) 适合长期在线测量。由于只需测量一些端到端的路径参数如往返延迟和丢包率,因此不需要产生很大的测量流量,对网络几乎不造成任何影响,可以很好地支持长期在线测量。 此外,本论文的工作还包括开发一个大型的分布式网络监测分析系统NetTurbo。该系统集成了主动测量和被动测量这两种技术,采用分布式采集测试、集中式分析的框架,保证不同时间刻度、2-7层深层次流量与网络性能分析。并且基于本论文设计的算法实现的TCP吞吐量的测量工具已经被应用于该系统中。