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近年来,随着电信产业的全球化和Internet的迅猛发展,固定互联网逐渐向移动无线互联网演化。要使其中的移动主机随时与固定互联网中的节点保持通信,端到端的传输必然要跨越有线和无线两种媒体。于是,异构网络环境下传输控制机制的设计与实现问题就成为必须要解决的重要问题之一。在过去的几年里,研究和改进无线链路上TCP协议的性能成为网络研究的一个活跃领域。国内外许多研究小组已经致力于异构网络传输控制技术的研究,提出了各种改进机制。 今天,因特网上采用TCP/IP协议的通信量占到95%以上,TCP/IP的传输控制机制对于维持因特网的鲁棒性起了决定性的作用。然而,当数据包在异构网络中传输时,有线网中链路的可靠性前提不再成立。数据发送方将数据包丢失的原因一并归结为网络拥塞而不考虑传输介质固有的特性差异,致使现存的传输控制机制难以同时在两种信道上都取得满意的性能,因此跨越异质媒体的数据传输往往导致传统TCP的性能急剧下降。丢包原因的监测及其报告技术也就成为需要深入研究的课题。 本文绪论简要介绍了拥塞控制技术的发展及研究现状,分析了传统的TCP/IP拥塞控制算法及其应用于无线Internet时的缺陷。在剖析问题本质的基础上,指出了本文能够改进和解决的几个问题。 第二章为综述部分。首先分析和评价了现存的各种异构网络数据传输控制机制,指出了它们的优势与不足。接着讨论了该领域研究工作中存在的关键问题及相应的解决方案,最后在对各种算法进行分析与比较的基础上提出了进一步的研究方向。 针对带宽非对称链路拥塞控制机制中的问题,本文在第三章以提高单位SACK块的信息量为切入点,设计了一种新的带有显式拥塞标识的ESACK算法。ESACK算法在有限的选项空间内以更少的占用字节数为源端提供更详尽的确认信息;在每个ESACK块中增加了接收情况标记位,明确区分数据段的接收情况;在后向链路上增加了“动态”的ACK拥塞控制措施,避免ACK的丢失对前向数据发送速率造成的影响。仿真试验结果表明:ESACK算法适用于高丢包率的非对称网络环境,在解决突发丢包问题上有明显优势。与SACK算法相比,在保持协议公平性与更小缓存队列的同时,有效利用了网络可用带宽。 针对无线网络环境下引起数据包丢失的具体原因,结合各协议层的特点,本文在第四章提出了一种基于窗口、多层协作的显式丢包原因反馈方案。该方案不采用链路层的重传机制,而是仅将损伤数据包的首部前传至目的端,以避免链路层与传输层的相互影响;目的端使用新的WESACK算法,向源端显式回传数据包丢失的具体原因,避免源端的“误操作”;在基站处不必缓存到达的重复ACK。将大部分复杂计算和控制操作放在源端完成,从而减轻了基站的负担,也减少了数据传输中的网络开销。仿真试验结果表明:与SACK算法相比,在低带宽高时延的无线网络环境下,可明显提高网络利用率;此外,将山东师范大学硕l一学位论文该方案嵌入到SNOOP协议中,可以达到有效提高网络利用率的目的。 NS是目前国际上应用广泛的网络仿真软件,在分析和评价网络性能方面发挥了重要作用,本文的所有实验均是在NS中进行仿真分析的。 本文在异构网络传输控制方面进行了探索,希望以上工作能够在传统TCP八P拥塞控制机制向异构网络推广和应用的过程中起到一定的推动作用。