MPTCP拥塞控制算法的设计与实现

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:homking14
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现如今智能手机和其他移动终端越来越流行,很多移动设备都安装了多个网络接口。比如,智能手机通常都有3G和WIFI两个网络适配器,很多笔记本电脑一般都配置了有线(Ethernet)和无线(WIFI)两个网络接口。另外,计算机网络中的很多网络设备都存在大量的冗余以确保网络的鲁棒性。因此,人们提出了很多方案,用来同时使用端到端之间的多条路径,以提供网络的性能和可用性。MPTCP (Multipath TCP)是TCP协议的扩展,可支持多条路径同时传输数据,自从被IETF标准化以后,受到了广泛的关注,并被应用于现实的网络环境中。MPTCP支持多条路径的同时传输,但是也面临着比TCP中更加复杂的考验。MPTCP一方面要提供更高的网络吞吐量,另一方面,在与TCP共存时,还要保证对传统TCP的公平性。因此,需要MPTCP采用不同于TCP的拥塞控制算法和策略,用来在网络吞吐量和网络资源的公平性上做出权衡。本文分析和比较了现有的MPTCP拥塞控制算法,并在此基础上,提出了一种基于带宽评估(Bandwidth Estimation)和机会链接增长(Opportunistic Linked Increases)的拥塞控制算法BE-OLIA。论文的主要内容和贡献如下:(1)分析了当前多路径传输面临的机遇和挑战,比较和分析了现有的多种MPTCP拥塞控制算法。(2)建立了一种基于带宽评估和机会链接增长的拥塞控制模型,该模型利用多条路径的丢包率和数据包往返时间,动态的选择网络拥塞状况较好的路径进行数据的传输。并且,模型中还通过估计路径的带宽,来对路径上的拥塞窗口的增长进行适当的调整,以减少路径上拥塞的发生,提供网络的吞吐量。最后,给出了基于该模型的拥塞控制算法BE-OLIA。(3)参考网络吞吐量评估模型,给出MPTCP中路径上的吞吐量变化趋势。根据该趋势预测路径上的拥塞状况,并且结合路径上的带宽条件,对拥塞窗口的增长进行一定的调整,减少拥塞的发生。最后,使用该方法对BE-OLIA算法进行了改进,得到新的拥塞控制算法IBE-OLIA。(4)在NS-3网络仿真平台中实现了文中提出的BE-OLIA算法和IBE-OLIA算法,并进行了仿真实验,仿真实验结果显示文中的拥塞控制算法相比现有的算法有一定的提高,能够对网络吞吐量带来一定的提升。
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