论文部分内容阅读
随着计算机网络和通信技术的不断发展,很多终端设备都已经设有多个网络接口。像手机设备,设有4G、WiFi等多个端口,这些设备之间端到端的传输有多条路径可以到达,而传统的TCP限用于单个接口,无法有效利用多径设备,造成资源的浪费。多路径TCP(Multi-Path TCP,MPTCP)解决了TCP不能使用多个接口的问题,允许在两个终端主机之间使用多条路径来传输单个数据流。虽然MPTCP可以提高带宽利用率,提高网络吞吐量。但MPTCP需要在使用过程中同时打开多个网络接口,这使得MPTCP消耗更多的额外能量来维持多个接口连接,这对电池供电的移动无线设备来说是一个很大的挑战。因此,设计能够高效节能的MPTCP算法将大大提高电池的使用寿命。本文主要研究MPTCP能耗优化调度算法,目的是在能够保证网络质量的情况下降低能耗。本文的主要工作如下:(1)通过研究分析发现许多MPTCP能耗优化算法主要将能源成本作为选择路径的唯一标准,将数据从高能耗路径卸载到低能耗路径。能耗较低的路径将承载更多的网络数据,当低能耗路径的性能变差时,其吞吐量将降低,能耗将增加。针对前面的问题,本文提出了一种多路径TCP的节能调度算法(Energy-Efficient scheduling algorithm for Multipath TCP,EE-MPTCP),该算法基于平均吞吐量和能耗两个参数来设计自己的目标优化函数。通过最大化目标优化函数来估计用于特定应用的子流的集合,以达到在保证吞吐量的情况下降低能耗的目标。(2)本文在Linux真实实验平台中部署了WLAN+3G和WLAN+WLAN两种场景,并在这两种场景中分别测试EE-MPTCP算法的性能,并将其与eMTCP和LowRTT算法进行比较。本文通过设置不同的文件大小来测试能量消耗,吞吐量和能量效率的性能。最后分析实验数据得出EE-MPTCP算法性能最好,提高了约13.6%的吞吐量,减少了约16.2%的能耗。