论文部分内容阅读
随着现代网络技术的飞速发展,作为第四媒体的网络开始带给人们更多形式的信息模式。实时通信业务在全球发展迅猛,基于IP的网络己成为传送实时通信业务的重要平台。
TCP是IP网络上主要的传输协议之一,其基于窗口的拥塞控制机制是目前Internet得以稳定的一项重要保障。但是TCP协议和它的拥塞控制机制并不适于实时业务对于时延敏感和速率平滑的要求。于是另外一种重要的的传输层协议,即UDP协议被用来传送实时业务。虽然UDP协议提供的是无连接、不可靠的数据报服务,但是可以在它之上增加某些支持实时业务的协议和拥塞控制机制来满足其对传输时丢包率、时延和平滑性的要求。
随着实时业务在网络应用上的迅猛发展,非TCP业务在Internet等网络上的比例越来越大,以往不受拥塞控制限制的非TCP业务将不顾网络状态维持自己的发送速率,可能导致TCP业务使用的带宽越来越小直到停止,而且网络中越来越多在中途丢弃并可能被重发的数据包甚至会导致网络的崩溃。因此,研究非TCP业务流的拥塞控制机制,使之与TCP业务能够公平地分配可用带宽,即对TCP友好,有着重要的意义。
目前,已经提出的用于对TCP友好的单播实时业务拥塞控制协议主要有RAP、LDA+和TFRC等。其中基于Padhye TCP吞吐率公式的TFRC(TCP Friendly Rate Control)算法是目前发展最好的TCP友好拥塞控制协议之一。其吞吐率的变化比较缓慢,适于传输实时业务,而且与TCP具有良好的公平性,已经成为近年来研究工作的一个热点。
本文在仔细研究和分析了TFRC拥塞控制机制的基础上,针对TFRC对于单向传输时延抖动缺乏针对性的控制,造成在拥塞的网络环境中所传送实时业务的质量将受到数据传输时延抖动较大影响的问题,提出了改进算法TFRC-ODJ(improved TFRC algorithm aiming at controlling One-way Delay Jitters),以单向传输时延抖动为反馈信号来修正TFRC的发送速率,加强了TFRC算法的性能,使之更适应端到端实时通信业务的要求。并以NS仿真实验验证了在保持TCP友好性的同时,TFRC-ODJ算法相对于TFRC显著地提高了单向传输时延的平滑性。
另外,本文还提出了一种基于接收端计算的对TCP友好拥塞控制算法TFRC-BRC(TFRC Based on Receiver’s Computing),主要目的在于减少发送端的处理负担,由接收端来进行速率计算,以满足有此类需求的实时业务系统的要求。通过NS软件仿真,将TFRC-BRC算法与TFRC协议进行对比研究后发现,TFRC-BRC协议在TCP友好性和速率、时延的平滑性等方面具有良好的综合性能,可以很好地应用于服务器-客户端模式等实时业务环境。