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现有的Internet中,总字节数的95%采用TCP方式传输,因此TCP端到端的拥塞控制策略对Internet的鲁棒性和稳定性具有重要的作用。为此,本论文主要探讨TCP拥塞控制算法的研究与改进。它首先分析网络拥塞产生的原因,从而引出拥塞控制的必要性并对拥塞控制进行归纳、分类;接着,介绍了现有的两种拥塞控制算法-Reno和Vegas。这两种基于端到端的拥塞控制算法可以较好的解决传统的对称网络中前向路径发生拥塞的情况,但是随着带宽不对称网络和无线分组交换网的出现,这些网络的不对称性会导致TCP性能的下降。例如当后向路径发生拥塞时,影响前向路径上吞吐率、丢包率等网络性能的降低。
Reno是目前应用最广泛且较为成熟的算法。该算法所包含的慢启动、拥塞避免和快速重传/快速恢复机制,是现有的众多算法的基础。Vegas是Reno算法的改进方案,与Reno采用报文段丢失作为拥塞度量所不同,Vegas采用延迟作为拥塞度量,并且通过比较实际速率和期望速率之间的差值来预测拥塞。为了解决不对称网络中出现的后向拥塞问题,一些解决方案如TCP报头压缩、ACK过虑、ACK拥塞控制以及ACK优先调度等被相继提出。这些解决方案对Reno很有效,但是对Vegas效用不大。通过分析Vegas拥塞避免阶段的特性,给出一种Vegas改进方案,用于提高不对称网络中前向路径的吞吐率。本文通过仿真实验,分析Reno和Vegas在不同网络环境下的性能,同时也验证了所给出的Vegas改进方案的有效性。