随着计算机网络的迅速发展,特别是光网络的兴起,出现了大量G比特甚至T比特的高性能网络,一些远程控制、实时检测可以利用高速网络传输实时的数据和图像,使得高速网络应用日益广泛,拥塞控制机制的研究也变得越来越重要。传统的TCP拥塞控制机制是目前使用最广泛、占据主导地位的端到端的传输协议,是保证Internet鲁棒性的重要因素。但是传统TCP的AIMD(和式增加积式减少)策略不能适应高带宽时延乘积网络的发展要求,越来越多的科学工作者投入到研究适合高速网络的TCP拥塞控制机制中,使其成为当前一个新的研究热点。目前,国内外对高速网络的研究尚处于初始阶段,出现了一些代表性的算法:HSTCP, STCP, BICTCP, CUBICTCP, H-TCP等。这些新协议通过调整窗口的增加减少机制,大大提高了在高速网络中的性能。其中STCP算法窗口增加和减少参数均为常量,不需要考虑中间节点和接收端协议,在真实网络中较容易实现。现有的研究表明STCP在高速网络中能获取相当高的吞吐量和稳定性,但是仍存在一些严重的性能缺陷。当队列管理为去尾算法时,小RTT流能获得非常大的带宽资源,RTT大的流只能获得相当少的网络资源,使得STCP算法存在严重的RTT不公平性;STCP是个典型的MIMD算法,窗口增加更迅速,减少更加缓慢,当STCP和传统TCP共享同一瓶颈带宽且包的丢失率不是很大的情况下,它会夺取本该由传统TCP获得的网络资源,具有很差的TCP友好性;当多条STCP流从不同的时间开始运行,由于该算法缓慢的窗口减少方式,使先运行的流能获得较大的拥塞窗口,后运行的流只能获得非常少的资源,窗口增加缓慢,该流最终不能收敛到一个公平稳定的状态,公平的分享带宽。本文的主要工作包括:(1)针对STCP算法的RTT公平性和TCP友好性差的缺点,提出了一个新的改进算法NSTCP。由于STCP算法的窗口增加和RTT成反比,引起了算法的RTT不公平。通过添加公平因子BWE / BWEm ax*RTT ,消除窗口增加和RTT之间的比例关系,来增强算法的RTT公平性, BWE /BWEm ax为当前网络的带宽利用率,用带宽利用率来决定当前的窗口增量,能更有效的提高网络吞吐量。通过估计当前的网络带宽,调整NSTCP和传统TCP的转换模式,避免NSTCP流过多的占用网络资源,留出更多的资源给传统TCP,提高算法的友好性。该算法的公平性和TCP友好性较STCP协议有明显的提高,并且保持了源算法的高吞吐量和稳定性。(2)针对STCP在收敛性方面存在的问题,本文提出了一种收敛的STCP拥塞控制机制,并被命名为CSTCP(convergence STCP)。算法的主要思想是:通过判断处于下降趋势下的当前窗口大小是否大于公平窗口,来决定是采取剧烈的窗口减少方式还是采取和STCP算法相同的缓慢的窗口减少方式,通过调整窗口的减少方式可以让先运行的CSTCP流快速的减少拥塞窗口,留出更多的带宽资源给新到的CSTCP流,达到资源的公平共享,有效的提高了算法的收敛程度。通过网络仿真实验,改进的新算法在保持高链路利用率的前提下,提高了算法的RTT公平性和TCP友好性,并且能令多条高速流快速收敛到一个稳定的状态。最后,我们对新提出的NSTCP和CSTCP两种算法进行了整合,对整合后的算法进行了初步的实验验证。实验结果表明,新的统一算法提高了RTT公平性、TCP友好性和收敛性,并且保持了高的带宽利用率、稳定性等优点。