随着网络技术的快速发展,互联网已经成为人们生活不可缺少的一部分。虽然随着网络硬件技术的发展网络带宽不断增大,但是网络资源总是有限的,由于网络中资源和流量的分布不均匀,网络拥塞的发生就成了互联网的固有属性。为了增加互联网的带宽利用率、提高互联网的稳定性,需要执行拥塞控制。根据拥塞控制算法运行的位置,可以分成源算法和链路算法。源算法只涉及网络边缘设备,根据网络边缘设备获取的信息调整数据发送速率,如TCP中的拥塞控制机制就是利用网络端主机获取的信息来预测网络拥塞的发生;链路算法则是通过数据包头收集网络设备的拥塞信息,将此信息写入数据包,并将拥塞信息反馈给端主机来检测拥塞的发生,如显式拥塞控制算法。传统的拥塞控制机制往往是通过TCP及TCP改进协议来实现,随着互联网技术的发展,此机制暴露了许多局限性。本文分析目前TCP拥塞控制机制的基本原理,包括慢启动、拥塞避免、快速回复和快速重传机制,以及一些TCP拥塞控制改进协议,如TCP Westwood、TCP Vegas、HSTCP等,发现TCP的窗口减小方式在高速网络上的性能严重下降,且无线网络中因信道误码率无法充分利用带宽。针对这些问题,通过对显式拥塞控制机制分析,本文进行了基于RCP(Rate Control Protocol)的精确速率反馈拥塞控制算法研究,并针对无线网络提出一种基于带宽估计的速率反馈拥塞控制方案,最后提出一种基于速率的MPTCP拥塞控制方案。本文的具体的研究内容如下。(1)深入分析了RCP协议的拥塞控制方式,其使用链路容量除以前一时刻的速率来估计当前流数量,在短数据流较多且数据流数量变化较大的场景下这种估计方法有一定限制,此时RCP协议会由于其计算通过路由器的数据流数量偏差较大,造成反馈速率计算不准确。针对这个问题,提出了一种基于RCP协议的精确速率反馈拥塞控制算法,该算法略去了估计通过路由器的流数量,就能精确计算出反馈速率,并在NS2仿真平台上进行了各种数据流环境下的仿真实验,结果表明该算法和RCP一样具有较高的网络利用率,并且拥有较低的队列长度和较短的平均流完成时间。因此该算法能够在较快的速度下反馈精确速率并具有较短的平均流完成时间,能提升网络的应用性能。(2)分析了无线网络中TCP拥塞控制的现状和限制,在具有高错误率的无线环境下,AMID拥塞控制方案的吞吐量会急剧下降。发现其主要原因是传统的TCP拥塞控制机制不能够区分数据包丢失的原因,即是由无线信道造成的还是有网络拥塞造成的丢包,因此在实际网络并没有发生拥塞,但是由于无线信道错误造成无码丢包的情况下,TCP依旧降低其发送速率。现有的基于端到端的带宽估计拥塞控制方案,都有TCP拥塞控制协议遗留下来的缺点,比如在无线链路下性能较低、产生丢包时吞吐量抖动过大、带宽利用率不高等。本文提出一种基于带宽估计的速率反馈拥塞控制方案,并设计一种带宽估计方法,将基于RCP协议的精确速率反馈拥塞控制算法应用到无线网络中,最后根据NS2仿真实验分析,可以获得较高的吞吐量和稳定性。(3)对多路径传输控制协议进行了分析,发现保证多条路径同时进行可靠传输十分重要,同时,对MPTCP的拥塞控制机制进行讨论,用速率反馈代替基于窗口的MPTCP协议,提出一种基于速率的MPTCP拥塞控制方案,将精确速率反馈拥塞控制协议应用到MPTCP的每条子流的拥塞控制中,充分提高每条子流的吞吐量,并通过分析,理论上该方案能够快速利用剩余带宽,拥有较快的收敛速度和较高的吞吐量。