论文部分内容阅读
伴随着互联网及相关产业在全球范围内迅速发展,网络应用的业务量也越来越大。然而传统的TCP协议只能利用智能终端的一个通信接口进行单路径传输,难以满足大业务量应用高可靠性和高效率的要求。多路径并行数据传输可利用智能终端的多个通信接口建立多条并行的传输路径,有利于改善传输性能。MPTCP(Multipath TCP)协议在TCP协议上进行改进,实现了多路径并行数据传输技术,相比传统TCP协议有更好的健壮性和传输有效性。MPTCP需要建立和维护多条异构的网络路径,由于各种类型的网络路径性能差异较大,某一条或多条性能较差的路径如果出现网络波动,可能会造成整体的网络波动,导致丢包和乱序严重、网络易拥塞等异常情况。目前国内外针对MPTCP在异构网络和网络波动情况下的数据传输策略和算法的研究相对较少,因此本文研究了 MPTCP的自适应数据传输技术,使其能够自适应地针对异构网络和网络波动场景进行传输策略调整,以实现传输高可靠性和较高的吞吐率。本文首先设计了一种基于Markov预测模型的拥塞控制算法,优化了 MPTCP已有的拥塞控制,使得优化后的MPTCP能针对传输过程中可能出现的网络拥塞、数据包乱序、丢包等做出平滑有效的响应,仿真验证表明,本文提出的拥塞控制算法与其他已有的MPTCP拥塞控制算法相比,整体平均吞吐率提高了 10%左右,而且性能曲线更平滑,表现出更好的稳定性,尤其在丢包率大、抖动严重而且接收端缓存较小等传输受限的情况下优势更明显。其次是设计一种基于系统Raptor码的动态网络编码策略,将系统Raptor码引入到MPTCP数据传输中,使得MPTCP数据传输在维持高性能的同时具备纠错能力和恢复信源数据能力,通过仿真对比分析和结果验证表明,本文提出的动态网络编码策略与标准MPTCP相比吞吐率变化幅度更小且整体吞吐率提高了 15%以上,相比其他MPTCP网络编码策略而言,整体吞吐率提高了 5%左右,在网络质量较差的情形下能将平均吞吐率提高10%左右,而且传输抖动相比更小,数据传输性能更稳定。本文的研究成果可为MPTCP在异构网络和网络波动场景的研究提供理论贡献,可为MPTCP拥塞控制和网络编码方面的工程实践提供参考和指导。