（計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)論文）網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究(3).pdf

碩士論文網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 a b s t r a c t wit hth er api dd e v e l o p m e nt o fi nt e rn e ti nth ew o r ld ，n e t w o rk app l i c at i o n ， e s p e c i a l l y th e a p p 1 i c at i o n o f m u 1 t i m e d i a v i d e o c o n fere n c e and d i s t anc e l e ami n g ， ut i l i z in g mu l t i c a s t c an s ave a l ar g e amo u n t o f b and 誠di hw h 1 l e tr ans m i tt in g th e m u l t i m e d i a d at a m o r e . h o w e v e r，itwil l c aus em o r eandm o r es e r i o u sc o n g e s t i o np r o b l e m. mul t i c a st c o n g e s t i o nc o ntro l i s n e c e s s ar yi navo i d i n gc o n g e s t i o nc o l 1 aps i n gande n s 而n gfair c o m p e t i t i o ni nb and w l d t h誠t hu n i c a s t . a n di t i s a s s ur e th atth ec o ntro l o f i m p o rt e d c o mm u n i c at i o nfl o w c an a c hi e v eth eb al anc i n gs i tu at i o nb e t w e e navo i d i n gl o s so f p a c k e t s and h i g h thro u g hputo f n e two rk. b utw e n e e d t o c o n s i d e r th e c o n g e s t i o n s h a k 1 n g ， s t abi l i ty o fs y s t e m ， o f t h en o d a l o c c upanc yv o l um eo f b u ffero f th en e t w 0 rk w h 1 l e c o ntro l l in g . wh i l e t h e s t abi l i tyo f s y st e m ， i t c an p r e v e ntth e 1 o sto f d at a p a c k e t s c aus e d b y s h aki n g ， and c anr a i s e th e thro u g h p uto f th e n e two rks y s t e mb y ut i 1 i z i n g r api d l y w h e n the n e t wo r ku s ab1 e b a n d w1 d t hi n c r e a s e s . b e c ans e o f it s e n o rmo u s c o m p 1 e x i ty，th e r e s e ar c h o f c o n g e s t i o n c o ntro l c an，t al re a d y s at i s fyth efo rmals ubj e c t i v eana l y s i s m et h o d . i nabr o a d ， th er e s e ar c hi nc o n g e s t i o n c o ntro l h a s b a s i c a l l yturn e dt os tr i c t m a t h e m at i c s d ynarni c sana l y s i s ， c o ni r o l l i n gand o p t im i z i n gt h e o ryana l y z e e x i s t e dc o n g e s t e ds t e a d ys t at eandd y n a m 1 c p e 而rmanc ei n o r d e r t o d e s i gn a n e wo n e c o n g e s t i o n c o nt r o l a l g o r 1 t 知 mwithth e a i d o f n o n l i n e ark i n e t i c s m e th o d . w 七 h ave p u t fo rwar d th e n e wd e s i g n m e t h o d s w h i c h s e nith e s i n g 1 e s p e e d d r i v e n i n e n dand s o wn m o r e o f the c o n g e s t i o nc o ntro l ， and u s e the m o d e mc o ni r o l t h e o rya n d m e th o d : s c h u r 一 c o hn c r i t e r i o n and rou t h 一 h u r w i t z s t abi l i tyj u d g e m e ntm e t h o d ， t o d i s c u s s h o wut i l i z e s in g l e 一 r at e 一 b a s e d thatmu l t i c a s t c o n g e s t i o n c o ntro l m e t h o d t o s o wmo r e l e tt e r s o u r c e e n d s e n d i n g s p e e d r e g u l at e nod al ， and t o m ake l e tt e r s o u r c e e n ds e n d in gs p e e d p r o n e t o th e ar e a t o b es t e ady，andt ob r anc hn o d e b u 月 七 r i n go c c upanc yv o l u m e t e n d t o w ar d s s t abi lityn o d al . r e s u lt s s h o wth atth e s ec o n g e s t i o nc o ntro l d e s i g n s m aketh efu n c t i o no f i nt e me t p r o n e t o b e s t e a d y and b e i n a g o o d st at e . k e ywo r d s : mu l t i c a s t、 c o n g e s t i o n c o ntro l 、 s t abi l ity 、 b u ffer o c c upanc y 、 s o urc en o d e s i l 聲明 本學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的研究成果， 盡我所知， 在 本學(xué)位論文中， 除了加以標(biāo)注和致謝的部分外， 不包含其他人已經(jīng)發(fā) 表或公布過的研究成果， 也不包含我為獲得任何教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W 歷 而使用 過的 材料。 與我一同 工作的同 事對本學(xué)位論文 做出的 貢獻(xiàn)均 已在論文中作了明確的說明。 研究生簽名: 年月日 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 南京理工大學(xué)有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和紙質(zhì)文檔， 可以 借閱 或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容， 可以向有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送 交 并 授權(quán)其保存、 借閱 或上網(wǎng) 公 布 本學(xué)位論文的 全部或部分內(nèi) 容。 對 于保密論文，按保密的有關(guān)規(guī)定和程序處理。 研究生簽名: 年月日 碩士論文網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 l 綜述 1 . 1 論文的背景和意義 計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)兩大領(lǐng)域， 自2 0 世紀(jì)60年代末期美國 軍方建立起a r 巴 必 正 t網(wǎng)， 基于此的加 記 m et網(wǎng) 絡(luò)快速發(fā)展， 其應(yīng)用逐漸擴(kuò)大到世界 范圍的 各行各業(yè)。 在近十年里， 加 加 口 改得到了 迅猛地發(fā)展， 在商業(yè)上取得了巨 大成 功。 b 如衛(wèi) d逐步由 過去單純的 數(shù)據(jù)載體，發(fā)展為支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、 視頻等多種信息 的多 媒體信息和通訊平臺(tái)。 當(dāng)前， 玩 t e m et上大多數(shù)數(shù)據(jù)流使用的 是t c p/ ip協(xié)議， 而 t c p 協(xié)議的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是 擁塞控制( 偽n g e st i onco n 妞 . 1 ) 。 擁塞控制是確保玩 t 。 舊 d 魯棒性的關(guān)鍵因素。 伴隨著計(jì)算 機(jī)網(wǎng) 絡(luò)爆炸式地增長，日 益嚴(yán)重的是網(wǎng)絡(luò)擁塞問 題。 因此， 近年來該問題一直是網(wǎng)絡(luò)研究的 一個(gè)熱點(diǎn). 目 前使用傳統(tǒng)的盡力而為 ( b e s l - e 月 七 rt )服務(wù)模型，所有的分組受到同等對待， 網(wǎng)絡(luò)盡力發(fā)送每個(gè)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的分組， 不保證服務(wù)質(zhì)量( 吞吐量、 端到端延遲、 丟失率) 。 由于玩 t e 切 et沒有提供接入控制 ( a 由 山 s s i o ncon o . 1 ) ， 用戶獲得服務(wù)質(zhì)量不僅取決于 網(wǎng) 絡(luò)自 身， 也取決于其他用戶在網(wǎng) 絡(luò)中 產(chǎn)生的負(fù)載， 這使得整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)完全缺少隔離和 保護(hù)， 基于此模型的玩 1 。 功 e t 已 經(jīng)不能滿足多媒體應(yīng)用和各種用戶對網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量地 要求。 提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低網(wǎng)絡(luò)擁塞產(chǎn)生、 保證強(qiáng)壯的擁塞控制機(jī)制就是目 前將 要 研 究的 一 大 課 題。 由 于 擁 塞 拉制 算 法的 分布 性、 互 聯(lián)網(wǎng) 的 復(fù) 雜 性 和 對 擁塞 控 制 算 法 的性能要求使得擁塞控制算法的設(shè)計(jì)具有很高的難度。 雖然學(xué)術(shù)界在擁塞控制領(lǐng)域已 經(jīng)開展了大量的研究工作，但是到目 前為止擁塞控制還沒有的到很好的解決。 1 . 2 論文研究方向的現(xiàn)狀 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展， 越來越多的網(wǎng) 絡(luò)應(yīng)用需要使用多播( m u l t i c 翻 蛇 ) 的 支持， 以便節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬， 提高應(yīng)用的可擴(kuò)展性。 多 播的引入雖然節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)資源， 減少了網(wǎng) 絡(luò)管理費(fèi) 用 ， 但是同時(shí) 給因特網(wǎng) 帶來了 許多 潛在的問 題， 例如: 多播安全 問 題、 擁塞控制問 題、 多 播路由問 題和錯(cuò)誤恢復(fù)問 題等等。 其中多播 擁塞控制問 題是 所有問 題中 非常重要并且還難以 解決的問 題，因此獲得了多方面的 關(guān)注。 目 前來看近幾年中， 人們對于多播擁塞控制方面的 研究， 主要側(cè)重于以 下幾個(gè)方 面: 1)分 層 多 播 擁 塞 控 制 算法. 例 如: 11 中 在a 功 id的 算 法 基 礎(chǔ) 上引 入 分 層多 播 機(jī) 制， 提出了一種基于rtp 爪丁 c 戶協(xié)議的 分層多播擁塞控制算法， 從而擴(kuò)展了aim o 的 應(yīng) 用; 岡 研 究了 在 主 動(dòng)網(wǎng) 絡(luò)中 的 分 層多 播的 方 法， 提出 了 根 據(jù) 主 動(dòng) 包 進(jìn) 行 粗 粒 度的 碩士論文網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 層加入和根據(jù)統(tǒng)計(jì)網(wǎng) 絡(luò)擁塞標(biāo)志信息進(jìn)行細(xì)粒度的離開的 擁塞處理的多 播實(shí)現(xiàn)策略. 仿真結(jié)果表明， 該策略能 對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化進(jìn)行多點(diǎn)傳輸?shù)?分層的做出 動(dòng)態(tài)適應(yīng)性調(diào) 節(jié)，同時(shí) 在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了 與丁 c p的友好。 該算法可以 滿足多媒體多播在網(wǎng) 絡(luò)異構(gòu)情 況下的擁塞處理;川提出了一種逐跳 tcp友好的主動(dòng)分層多播擁塞控制方案 (ht l m a ) ， 采用 主動(dòng)標(biāo)記分 層、 逐跳探 測下 c p 友好可 用帶寬， 以 及主 動(dòng)速率控制機(jī) 制. 仿真實(shí)驗(yàn)表明，h t l m a方案大大改進(jìn)了 分層多 播擁塞控制的性能， 具有較快的 擁 塞響 應(yīng)速率、 較好的 穩(wěn)定 性 和tcp 友好 特: 14提出了 一 種基于 適應(yīng)性效 用分 層策 略的主動(dòng)分層多播擁塞控制方案 0 1滬 峨 l m。該方案采用了 主動(dòng)標(biāo)記分層、適應(yīng)性效 用分層策略、逐跳反饋歸并以及主動(dòng)速率控制算法。 仿真結(jié)果表明，0 1.戶 八 l m方案 具有較高的分層多播系統(tǒng)效用、較快的 擁塞響應(yīng)速率、較好的穩(wěn)定性和下 c p友好特 性， 大大改 進(jìn)了 分層多播擁塞控制的性能 等等。 2) 針對多 媒體 流的 分 層多 播 擁塞 控 制. 例 如: 閻 針 對當(dāng) 前 多 媒 體 流 分 層多 播 擁 塞控制方案的不足， 提出 一種改進(jìn)的 接收者驅(qū)動(dòng)的 分層多播擁塞控制算法， 并給出了 詳細(xì)的 設(shè)計(jì)方案。 算法借助aim o 算法具有的良 好t c p 兼容性保證多 播流與丁 c 戶 流 的友好性; 利用基于歷史記錄動(dòng)態(tài)調(diào)整接收端加入某層等待時(shí)間的策略解決因過多失 敗的“ 加 入” 嘗 試帶 來的 網(wǎng) 絡(luò) 擁塞 和 振 蕩問 題。 通 過 實(shí) 驗(yàn) 證 實(shí)了 算法 的 有 效 性; 閣針 對現(xiàn)有分層多播擁塞控制方案存在較大的擁塞響應(yīng)延時(shí)， 吞吐率抖動(dòng)劇烈， 和不滿足 t c p友好的問題，給出了 一個(gè)主動(dòng)分層多播服務(wù)模型， 通過引入主動(dòng)標(biāo)記分層、可 用帶寬主動(dòng)測量以 及優(yōu)先級分層過濾機(jī)制， 提出了 一種新的面向多媒體流的自 適應(yīng)主 動(dòng)分層多播擁塞控制方案a a l m 。 仿真結(jié)果表明， 該方案能夠有效地改進(jìn)分層多播擁 塞控 制的 性能， 具有較快的 擁塞響 應(yīng) 速率、 較 好的 穩(wěn)定 性 和tcp 友 好 特性; 切提出 一種在因特網(wǎng)上可擴(kuò)展迭代多播擁塞控制結(jié)構(gòu)的多媒體流. 這種結(jié)構(gòu)尋求擴(kuò)展多播可 測量性在早先的 t c p友好單播擁塞控制結(jié)構(gòu)流 t f r c使用多重時(shí)間量程為多媒體 qos 傳輸預(yù)測。 此外有效的qos 傳輸支持基于以 前的 工作， 迭代t 下 州 衛(wèi) c實(shí)現(xiàn)多 播 可測量性設(shè)計(jì)一段時(shí)間 速率控制， 反饋壓縮和數(shù)據(jù)分別傳輸通過完整考慮到迭代網(wǎng) 絡(luò) 的 特點(diǎn); isj 中 提出了 一種針對多媒體的基于接收端無線分層多播擁塞控制協(xié)議， 被稱 為 r w l m。 這種擁塞探測機(jī)制， 接收端規(guī)定 機(jī)制和擁塞控制算法被詳細(xì)的 描述。實(shí) 驗(yàn)結(jié) 果表明: r w 工 m不僅僅能獲得極好的t c p 友好性能 通過無限 通道只有低位的 錯(cuò) 誤比 率， 而且通過無線通道時(shí)能保持穩(wěn)定的接收速率和高位錯(cuò)誤比 率等等。 3) 基于 速率的多 播 擁塞控制. 例如: 網(wǎng) 提出 基于發(fā)送端多 播 擁塞控 制其目 的 是 可靠的批量數(shù)據(jù)傳輸。 本文假定在任意時(shí)刻大范圍比 例的多播組有一定量的 瓶頸鏈 接， 并且瓶頸持續(xù)足夠長的時(shí)間 可以 被鑒別和適應(yīng)。 本文的 工作集中 于在多播樹動(dòng)態(tài) 的區(qū) 別最 擁塞的路徑和在所選擇的路徑中獲得t c p 友好吞吐量. 使用n sz做仿真實(shí) 驗(yàn) 驗(yàn) 證 和 評 價(jià) 所 提出 的 帶 丟 棄 尾 包 和r e d網(wǎng) 關(guān)的 擁 塞 控 制 算 法; 【10提出 了 一 種 適于 碩士論文 網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 流媒體業(yè)務(wù)的tcp 公平的 單速率多播 擁塞控制協(xié)議 一 一接收端驅(qū)動(dòng)的二項(xiàng)式多播擁 塞控制算法。 該算法在各接收端獨(dú)立維護(hù)擁塞窗口， 采用二項(xiàng)式算法調(diào)整 擁塞窗口， 根據(jù)當(dāng) 前擁塞窗口 值計(jì)算出期望接收 速率，采用基于代表的 策略實(shí)現(xiàn)反饋和反饋抑 制。 算法很好改善了 丟失路徑多樣性問 題， 增強(qiáng)了 可擴(kuò)展性. 仿真表明 協(xié)議具有良 好 的t c p 公 平 性、 速 率 平滑性、 可擴(kuò) 展性 和較好的響 應(yīng)性; 111 】 在分析多 播 擁塞控制的 相關(guān)的算法及典型的機(jī)制的 基礎(chǔ)上， 給出了 一種新的 基于多邏輯樹的m t c p協(xié)議的 改 進(jìn)方法. 經(jīng)改 進(jìn)后的m 丁 c p協(xié)議， 按接收者的延遲帶寬的乘積的 大小分類， 將只 適合于單速率的 多播擁塞控制改為多速率的多播擁塞控制。 仿真實(shí)驗(yàn)表明， 該方法充 分利用了 各節(jié)點(diǎn)的網(wǎng) 絡(luò)資源， 解決了 多 播網(wǎng) 絡(luò)的異構(gòu)性問 題， 具有良 好的公平性及很 高 的 帶 寬 利 用 率 ; 1 叨多 速 率 多 播 擁 塞 控 制 ( 側(cè) 吸 . m c c ) 設(shè) 計(jì)已 經(jīng) 被 認(rèn) 為 作 為 一 個(gè) 合 適多點(diǎn)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)， 針對一個(gè)接收端非常大部分異類組. 在這個(gè)設(shè)計(jì)中， 提議了一個(gè) 州 服 . m c c 新的設(shè)計(jì)使用明 確速率調(diào)節(jié)基于t c p 吞吐量平衡和信息包修補(bǔ)探測器。 該 設(shè)計(jì)目 標(biāo): 可測量性、 響應(yīng)、 快速集中、公平性 ( 包括交互協(xié)議公平性、內(nèi)部協(xié)議公 平性、內(nèi) 部會(huì)議公 平性和t c p 友好) 和可行性。 在網(wǎng) 絡(luò)仿真上 ( 留 2 ) 實(shí)現(xiàn)了 設(shè)計(jì)并 且測試以 保證性能 評估。結(jié)果顯示本文的協(xié)議其設(shè)計(jì)目 標(biāo)能保持良 好的 特性; 。 習(xí) r b m c c多播擁塞控制機(jī)制被提出。它是基于速率和被發(fā)送端、接收端初始化的。 r b m c c使用三種因 素( 接收端的 損失 速率， 中間 節(jié)點(diǎn)的 合計(jì)命令正確應(yīng)答和發(fā)送端 估計(jì)t c p友好速率) 提供及時(shí)代表擁塞正確響應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果顯示r b m c c是可升級 的 并 且t c p 友 好: 11 叼 詳 細(xì) 地 介 紹了f l id. d l 、 t c p . 1 讓 e m c c 、 e r a 、 s m c c 等 算 法 等等。 4 ) 基于源的 多 播 擁塞控制算法. 例如: 11 習(xí) 基于 源的 多 播擁 塞控制設(shè) 計(jì)的 關(guān) 鍵問 題是如何在源端從多樣接收端中合計(jì)損失情況到單個(gè)速率控制結(jié)果。 源端接收的損失 說明這種集合限定篩選部分， 并且為速率調(diào)整使用余留. 在本文中， 第一次提出 一套 目 標(biāo)定向損失情況篩選器的設(shè)計(jì)， 提出一種新穎的損失說明過濾通道， 線性成比例響 應(yīng)( l p r ) 通道。 分析和仿真用來比 較兩種眾所周知的lpr和r l a( 隨機(jī)監(jiān)聽算法) : 11 司提出 了一 種端到 端 單速率基于 源的 多 播 擁塞控制結(jié) 構(gòu)( l e . s b c c ) 針對 多 播 傳 輸 協(xié)議的可靠或不可靠性。 單速率多播擁塞控制問題包括下降歸零問題， t c p 友好問 題 和回程時(shí)間估算。 該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由 一組層疊過濾器， 一個(gè)基于速率的加法遞增乘法遞減 帆衛(wèi) 功 d ) 模塊組成; 11 刀本 文提出 了 一種簡單的， 普 通基于 源端的 端到 端多 播擁塞 控制 ( g s c ) 算法針對可靠的多播傳輸( r m t ) 協(xié)議. 這種算法可以 在源端完全實(shí)現(xiàn) 并且在r m t 協(xié)議中象p g m或r m t p 一樣反向 控制信息流。 特別是，在r m t 協(xié)議 頭不需要設(shè)置任意新的控制通訊量或者新的字段等等。 5) 基于 樹 型 結(jié) 構(gòu)的 多 播 擁 塞 控 制 算 法. 例 如: 【周包括t r a m擁塞 控 制 算 法 詳 細(xì)的描述，一個(gè)基于 樹的可靠多播協(xié)議。 這種算法利用正規(guī)的 命令應(yīng)答通過接收端， 碩士論文 網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 經(jīng)過修檢樹反向 傳遞到發(fā)送端。 這種可升級的反饋機(jī)制被用來選擇接收端的信用值。 補(bǔ)充窗口 機(jī)制， 包傳輸伴隨著窗口 大小平穩(wěn)的使用相稱的數(shù)據(jù)速率。 這種擁塞控制算 法的 性能在擴(kuò)展的l a n和廣域網(wǎng)中 被評估。 和其他t c p 通訊共享帶寬的公平同 樣被 評價(jià); 11 91 提出 提出了 一 種有效 地 擁塞控 制機(jī)制1 衛(wèi) mc c ， 基于 樹的 多到多 可靠多播 協(xié) 議。 這種結(jié)構(gòu)通過n sz的仿真， 其結(jié)果表明該算法勝過t 民 氣 m c c ， 對于內(nèi)部時(shí)間的 公 平 性 、 顯 示響 應(yīng)良 好的 水 平、 t c p 友 好 和可 測 量 性: 四 提出 了 一 種 有 效 地?fù)?塞 控 制機(jī)制m 下 rj m c c ，基于樹的多到多可靠多播協(xié)議。 這種被提出的結(jié)構(gòu)是基于擁塞窗 口 機(jī)制和被附 加使用的 速率控制器. 在接收端針對擁塞控制， 錯(cuò)誤校正的反饋被使用 最好減少到最小。 a c k定時(shí)器和n a c k定時(shí)器被設(shè)置為動(dòng)態(tài)網(wǎng) 絡(luò)通訊改變的反映. 在提議的結(jié)構(gòu)的 速率規(guī)則算法被設(shè)計(jì)為幫助流共享同一鏈接很快的 完成公平的共享; 陰研究 多 播 樹穩(wěn) 定 性 之 上的 擁 塞 沖 突， 在 積累 分 層多 播 系 統(tǒng)的 背 景 里。 剛 性 系 數(shù)被 定 義去評估和量化這個(gè)沖突。 獲得剛性系數(shù)的普通式， 發(fā)展了 一個(gè)簡單的 統(tǒng)計(jì)模式。 該 模式顯示，偶校驗(yàn)在低鏈接記號概率的情況下，當(dāng)在不同鏈接增加之間的依賴度時(shí)， 多播樹將變得更加穩(wěn)定。 盡作者所知， 伴隨著分層多播擁塞控制的量化多播樹穩(wěn)定性 是第一次提出的 工作。 所使用的模型技術(shù)是普通的， 并且能被應(yīng)用在不僅僅用來分析 分層多播系統(tǒng)樹的穩(wěn)定性， 而且設(shè)計(jì)針對分層多播和單速率多播擁塞控制的一般算法 等等。 6)基 于 友 好 評 估的 多 播 擁 塞 控 制 算 法. 例 如 四公 平性 對 于 當(dāng) 前的 因 特網(wǎng) 傳 輸， 特別是tcp ， 針對新的協(xié)議為了 在因特網(wǎng)上安全地展開是很重要必要條件。 特別地應(yīng) 用于多播協(xié)議能夠小心翼翼地被部署。 本文中， 提出了一系列實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虮蛔鳛樵u價(jià)多 播擁塞控制機(jī)制公平性的基準(zhǔn)來使用當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)競爭t c p流。 仔細(xì)挑選實(shí)驗(yàn)?zāi)撤N路徑到 目 標(biāo)特殊地?fù)砣刂茩C(jī)制并且重新決定t c p和被提議的多播協(xié)議的不同。 這樣能夠 對被提議的 協(xié)議行為和評價(jià)該協(xié)議的公平性當(dāng) 違背發(fā)生時(shí) 有更好的 理解。 為闡明 本文 的實(shí)驗(yàn)繼續(xù)單 速率個(gè)案研究協(xié)議p g m c c ， 使用n sz仿真. 分析顯示 協(xié)議的健壯性和 潛在問題并且指出可能的改進(jìn)。諸如超時(shí)設(shè)定、 a c k響應(yīng)和損失、 獨(dú)立擁塞損失結(jié) 果等實(shí)驗(yàn)以 一些擁塞控制機(jī)制作為目 標(biāo)。 另外， 評價(jià)多 播機(jī)制諸如多 樣接收端的 影響， 群代 表選擇， 和當(dāng) 網(wǎng) 絡(luò)支持時(shí)的 抑制反 饋; 123 目 的 是在 服務(wù) 器 獨(dú)立 地 應(yīng)用結(jié) 構(gòu)實(shí) 現(xiàn) 內(nèi)部時(shí)段公平性，網(wǎng)絡(luò)中未授權(quán)的服務(wù)器擁塞控制向下鏈路并且提供網(wǎng)絡(luò)支持等等。 7 ) 基于戶 t m的多播擁塞控制算法. 例如:網(wǎng) 提出了 一個(gè)新的冉 t m多 播協(xié)議 設(shè)計(jì)關(guān)于動(dòng)態(tài)編碼注入機(jī)制， 針對專用化服務(wù)器。 使用這種機(jī)制執(zhí)行一個(gè)有效 地多分 層 編 碼 視 頻多 播 流 的 擁塞 控 制. 閱 提出了 一 種設(shè) 計(jì) 和 基 于 可 編 程的a r m多 播 服 務(wù) 器執(zhí)行以 及動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的 概念。 其目 標(biāo)從事設(shè)計(jì)和執(zhí)行建立新網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)器問 題一多播既 然 這 樣一 通 過 一 組 基 于c o r b a的 網(wǎng) 絡(luò) 界 面， 和 基于j ava 的 使 用 代 碼 注 入 機(jī) 制 針 對 支 持專用化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。 經(jīng)證明該原型的可行性， 通過小波視頻多播應(yīng)用執(zhí)行和有源 碩士論文 網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 濾波器移植到中 間節(jié)點(diǎn)一致針對支持異類接收端和擁塞控制機(jī)制的 執(zhí)行。 該模型的 性 能 超出 了 一 個(gè)幻m實(shí) 驗(yàn) 臺(tái) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 和 評 估; 鬧兩 種v s 八 ，行為 擁 塞 控 制 機(jī) 制 針 對 多 播a b r 服務(wù) 器 在a 】 ，m網(wǎng) 絡(luò)中 被 研 究: 前向 顯 式 擁塞 通 告 ( fecn ) 和 后向 顯式 擁塞 通告 ( b e c n ) 。 他們的 性能被分析與比 較。 更深入的 觀察， v s ivd兩種機(jī)制減輕從 下游節(jié)點(diǎn)返回的r m單元合并噪音和合并延遲問 題。 合并噪音和合并延遲的 緩和是當(dāng) 前涉及到的主要 研究. 仿真結(jié)果也慣于支持分析和要求的 合理性; 網(wǎng)幻m會(huì)議通訊 管理規(guī)范規(guī)定方針支持a b r信元到多點(diǎn)鏈接。 針對單點(diǎn)到多點(diǎn) 鏈接，多播樹的分枝 點(diǎn)復(fù)制單元移動(dòng)從根到葉并且合并反 饋移動(dòng)從葉到根。 反饋合并避免過多的 后向資源 管理信元和在葉到根方向從每個(gè)分枝后向資源管理接收信息的集合是必要的。 在合并 算法設(shè)計(jì)中有兩個(gè)主要相互沖突的問 題: 合并延遲和合并噪音。 提出 一個(gè)有效地?fù)砣?控制算法針對于在a r m網(wǎng)絡(luò)中的多播a b r服務(wù)器。被提議的設(shè)計(jì)到擁塞狀態(tài)時(shí)能 達(dá)到快速瞬時(shí)反映。 研究被提議結(jié)構(gòu)的性能并且將它與助比n s 1 9 94年提出的算法相 比較等等。 8) 基于a i 州 d的多播擁塞控 制算法。 可以 參見以 下文章. 例如: 陰 提出了 一 種端到端單速率基于源的多播擁塞控制結(jié)構(gòu)( l e . s b c c ) 針對多播傳輸協(xié)議的可靠或 不可靠性。 單速率多播擁塞控制問 題包括下降歸零問 題， t c p 友好問 題和回程時(shí)間估 算。 該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由 一組層疊過濾器， 一個(gè)基于速率的加法遞增乘法遞減 ( a 】 md ) 模 塊組 成。 網(wǎng)提出 了 一 種 基 于人 衛(wèi) 討 d 擁塞 控 制 算法 針 對于 分 層 多 播。 該 算 法 利 用a d 涯 d 算法， 提供了良好的t c p 兼容性和穩(wěn)定性。 預(yù)防在t c p中等分發(fā)送速率的速率振蕩。 算法適應(yīng)慢增長和低減少的原則。 提出了一種新型的針對多播接收端的自 由反饋方法 來評估它們到發(fā)送端的 往返時(shí)間， 能夠消除反饋過程的復(fù)雜性和可測量性。 如同t c p 的慢啟動(dòng)模型適合促進(jìn)帶寬的利用和速率的收斂等等。 還有具體到其他方面的多播擁塞控制研究，這里不再一一列舉。 1 . 3 論文的主要工作 本文根據(jù)控制和穩(wěn)定性判斷的 原則， 設(shè)計(jì)由 發(fā)送方驅(qū)動(dòng)的 單速率多播擁塞控制方 案， 并利用c 料對所設(shè)計(jì)的 控制方案 進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn). 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示多播系統(tǒng)具 有較好 的 性能，多播源端節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率和終端節(jié)點(diǎn)的 緩沖占 有量可逐漸趨于穩(wěn)定。 由于所提出的擁塞控制方案具有如下特點(diǎn): ( 1) 多播源端的發(fā)送速率經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)整，可以逐漸穩(wěn)定; ( 2 )源端速率穩(wěn)定后，按照相同的速率給各個(gè)接收方發(fā)送數(shù)據(jù)包，可 以保證多播內(nèi)部的公平性; ( 3 )所有網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)的緩沖占有量趨于穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)動(dòng)態(tài)抖動(dòng)， 可以防止丟失數(shù)據(jù)包; . ，. 碩士論文網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 ( 4 )所提出的擁塞控制方案依賴于在確定范圍內(nèi)變化的參數(shù)，因而是 一類相當(dāng)廣泛的方案。并 對參數(shù)進(jìn)行了 詳細(xì)的仿 真實(shí)驗(yàn)， 來確定 參數(shù)的 選擇. 因此， 對一組參數(shù)進(jìn)行仿 真當(dāng)5 = 。 . 1 ， a = 刁 .0 66 7 ; = 0. 0 1 25， a ， 刁 . 3 ; = 0. 8 75、 a 月; e =0 . 1 2 5 ， a 司; =0 .3 7 5 ， a 司. 6 6 6 6 6 7 ; e =0 . 0 625 ， a = . 01 6 666 7 分別在1 =0 ， 1 =l， 1 = 2 ，1 = 3 下乞 的 取 值 對 應(yīng) 的 仿 真 結(jié) 果 對得到的 分支節(jié)點(diǎn)1 、 2 、 3 緩沖占 有量的瞬 態(tài)響 應(yīng)和多播源端 節(jié)點(diǎn)速率的瞬 態(tài)響 應(yīng)經(jīng)過篩選后可以得到控制參數(shù)a、勻 的較好取值為:a=一 06 6 7， 卜-0. 9， 一 0. 8， -0.7 ， 一 0. 6， 一 0. 3 6 66， -0 .2 6 6 6， 一1 667， 刁.0 66刀。 1 . 4 論文的組織結(jié)構(gòu) 本文具體內(nèi) 容安 排如下: 第一章: 主要介紹近年來， 在擁塞控制多方面的 研究現(xiàn)狀。 第二章: 主要介紹網(wǎng) 絡(luò)模型 和擁塞控制的基本 概念、 特點(diǎn)和算法， 以 及多 播擁塞 控制的相關(guān)概念算法。 第三章: 詳細(xì)討論本文所設(shè)計(jì)的多播擁塞控制器的設(shè)計(jì)。 這一章從單點(diǎn)到多點(diǎn)的 多播系統(tǒng)模型入手，提出了 一類由 發(fā)送方驅(qū)動(dòng)的 單速率的多播 擁塞控 制器的設(shè)計(jì)方 法， 并利用現(xiàn)代控制理論中的s c b u r- c o hn 判據(jù)和r 泊 釗 lh . h ur幼ts穩(wěn)定性分析方法來進(jìn) 行系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。 第四 章: 利用c + 對所設(shè)計(jì)的 控制方案進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。 通過對于控制參數(shù)的不 同 選擇和網(wǎng) 絡(luò)情況的 變化來進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 顯示如果控制參數(shù) 選擇合適， 控制器 可以使得多播系統(tǒng)的速率逐漸穩(wěn)定， 信宿端節(jié)點(diǎn)的緩沖占有量也能夠趨于穩(wěn)定。 最終 能夠獲得一組較好的參數(shù)使得多播系統(tǒng)處于理想的穩(wěn)定狀態(tài)。 第五章: 對文中的 單速率多播 擁塞控制器的 設(shè)計(jì)方 法進(jìn)行 總結(jié)， 并 且對今后的 研 究工作進(jìn)行展望。 1 . 5 本章小結(jié) 本章主要介紹本文的 研究背景及目 的， 回 顧了 當(dāng)前的 研究狀 況以 及現(xiàn)有的 主要研 究成果，最后給出了 本文的 組織結(jié)構(gòu)。 碩士論文 網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 2. 互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng) 絡(luò)模型、結(jié)構(gòu)及擁塞控制 2 . 1 互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)模型 及結(jié) 構(gòu) 擁塞控制算法只是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)中 許多網(wǎng)絡(luò)機(jī)制的 一種， 它并不能 獨(dú)立發(fā)揮作用. 在設(shè)計(jì)和部署擁塞控制算法之前， 需 要首先確定全局的網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)， 分清擁塞控制算法 和網(wǎng)絡(luò)其它機(jī)制的分工。 圈2，11 互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 在互聯(lián)網(wǎng)中， 將網(wǎng) 絡(luò)中存在的實(shí)體 分為 兩種類型 ( 如圖 2 . 1.1 所示) 。 一種是端 系統(tǒng)， 如主機(jī); 另 外一種是網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備， 如 路由 器和交換機(jī)。 在互聯(lián)網(wǎng)體 系結(jié) 構(gòu)的設(shè)計(jì) 中 ， 最 重 要 的問 題 是 在 端 系 統(tǒng) 和 網(wǎng) 絡(luò) 之 間 如 何 劃 分 功 能 閱。 在“ 翻 d ， to 祀 d d . 召 從 m 曰 吐 ” 131 1 中提出， 一個(gè)功能應(yīng)該 盡量 在網(wǎng) 絡(luò)的 上 層實(shí) 現(xiàn)， 除非 在底層實(shí)現(xiàn)所獲 得的 收益可以 超過 在增加底層復(fù)雜 性方面所付出的 開銷。 根據(jù)這個(gè)設(shè)計(jì)原則， 在最 初的 互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 中，網(wǎng)絡(luò)只支持網(wǎng)絡(luò) 層以下的功能，即提供 飲 滋 七 月 b d的單播報(bào)文傳 輸服務(wù)，而把 其它 功能 ( 如差錯(cuò)控制， 擁塞控制， 流量 控制) 都放在端系統(tǒng)中 來實(shí)現(xiàn)。 互聯(lián)網(wǎng)的發(fā) 展得 益于“ 網(wǎng)絡(luò)功能最小 化” 的 思想， 在 短短的 20 年時(shí)間內(nèi) 互聯(lián)網(wǎng) 從一個(gè)小規(guī)模的 研究 性網(wǎng) 絡(luò)發(fā)展成為 遍布全球的 龐大商 業(yè)網(wǎng) 絡(luò); 同時(shí)， 網(wǎng) 絡(luò)的發(fā)展 推動(dòng)了 更多網(wǎng)絡(luò)應(yīng) 用的出 現(xiàn)，反過 來對網(wǎng) 絡(luò)的 功能 提出 了新的 要求。 2 . 1 . 1 互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng) 絡(luò)模型 互聯(lián)網(wǎng) 的網(wǎng) 絡(luò)模型可以用以 下幾點(diǎn) 來抽象: 碩士論文網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 ( 1) 報(bào)文交換 ( p ac k e t 叨功 t c b ed)網(wǎng) 絡(luò)。 和電 路交換 ( c 扮 c 山 t . s wit c 玩 月 )相比， 報(bào)文交 換通過共享提高了資 源的 利用效率。 但在共享方式下， 如何保 證用戶的服務(wù)質(zhì) 量 是 一 個(gè) 很 棘 手 的 問 題: 在 報(bào) 文 交 換網(wǎng) 絡(luò) 鐘 可 能 出 現(xiàn) 報(bào) 文“ 亂 序 ” 現(xiàn) 象 閱， 對 亂 序 報(bào) 文的 處理增加了 端系統(tǒng)的 復(fù)雜性。 (2) 無 連 接 ( c 。 助 喊ioules s) 網(wǎng) 絡(luò)。 互 聯(lián) 網(wǎng) 的 節(jié) 點(diǎn) 之 間 在 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 之 前 不 需要 建 立 連 接。 無連接模型簡 化了網(wǎng) 絡(luò)的 設(shè)計(jì)， 在網(wǎng) 絡(luò)的中 間節(jié)點(diǎn)上不需 要保存和 連接有 關(guān)的狀 態(tài)信息. 但是使 用無連接模型難以 引入 “ 準(zhǔn)入 控制” ( a dm issi onc o n tr o l) 算法， 在用戶 需求 大于網(wǎng) 絡(luò)資源時(shí)難以 保證服務(wù) 質(zhì)量; 在無連 接模型中 對數(shù)據(jù)發(fā)送 源的 追蹤能 力很 差， 給網(wǎng) 絡(luò)的安全帶 來了隱患: 無連接也是網(wǎng)絡(luò)中 亂序報(bào)文出 現(xiàn)的 一個(gè)主要原因。 (3 ) bes t . e 月 b rt的 服務(wù)模型。 加 成 七 月 乞 n即網(wǎng)絡(luò) 不對數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?務(wù)質(zhì)量提供保證. 這 個(gè) 選 擇 和 早 期 網(wǎng) 絡(luò) 中 的 應(yīng) 用 有 關(guān) 1331. 傳 統(tǒng) 的 網(wǎng) 絡(luò) 應(yīng) 用 主 要 是 門 ， 、 介 加 e t 、 s m t p 等， 它們對網(wǎng) 絡(luò)性能( 帶寬、 延遲、 丟失率等 ) 的 變化不敏感， 忱 就 嗯 月 b d模型可以 滿 足需要。 但 是 be st-e ffort模型不能很好滿 足新出 現(xiàn)的多媒體應(yīng) 用的 要求， 這些應(yīng)用 對延遲、 速率等性能的 變化比 較敏感。 這要 求網(wǎng) 絡(luò)在原有服務(wù)模 型的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充 扭洲 2 . 1 . 2 基本的網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu) 基本的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 如圖 2. 1 么1 所示。 在路由 器中沒有使用任 何擁塞控制機(jī)制， 而 只使用一個(gè) f 正 0隊(duì) 列。 端系 統(tǒng)只有 在 f if o隊(duì) 列溢出、 丟失 報(bào)文之后，才能檢測 到擁塞的 發(fā)生， 這 種檢測一般是 使用 “ 超時(shí) 重傳” 的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的。 這種網(wǎng) 絡(luò)框架的 優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)非常簡 單， 但是在鏈路的吞吐量、隊(duì) 列的 延遲和丟失等方 面都性能不好。 而且這樣的 框架完全依賴端系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)來實(shí) 現(xiàn)傳輸?shù)?公平性。 圖2. 1 2 .l基本的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu) 為了提高傳輸?shù)男阅埽?路由 器中可以 使用主動(dòng)隊(duì)列管理算法來管理隊(duì) 列，如圖 2. 1 . 2 2所示。主 動(dòng)隊(duì)列 管理算 法采集隊(duì)列的動(dòng)態(tài)信息和通過隊(duì)列的 流量信息， 對報(bào) 文 進(jìn) 行 有 選 擇的 丟 棄 或 者 標(biāo)記( 使 用 顯 示 擁塞 通 知e c n i扔. 目 前 ， 比 較 常 用 的 方 法 是使 用主 動(dòng)隊(duì)列管理算法 計(jì)算一 個(gè)概率 值， 然后 按照這個(gè)值來丟棄或者 標(biāo)記報(bào)文， 但 這并 不是 唯一的途徑。 使用主動(dòng)隊(duì) 列管理算法的 主要目 的是提高傳輸 性能， 但是也可 一 呂 . 碩士論文網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 以 用它來實(shí)現(xiàn)公平 性方面的控制。 一閃卜 棄 9 叢 rothe 圈2.l 2 2在路由器中使用主動(dòng)隊(duì)列管理算法 2 . 1 . 3 支持區(qū)分服務(wù)的網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的 發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù) 提出了更高的 要求。 但是根據(jù)“ 網(wǎng)絡(luò)功能最小 化” 的原則， 在網(wǎng) 絡(luò)中 增加功能是很 謹(jǐn)慎的 ， 已 有的 兩個(gè)主要 探索是 ip 多 播和 qos . 在 qos的研究中， 兩個(gè)主 要的方向是“ 集成服務(wù)” ( l 血邵 磁 曰s ervices) 和 “ 區(qū)分 服 務(wù) ” ( d i月 免 代 泊 t iat eds ervlces) 閱。 由 于“ 集 成 服 務(wù)” 在 實(shí) 現(xiàn) 和 部 署 上 的 開 銷 比 較 大， 目 前比 較傾向于 使用 “ 區(qū)分服務(wù)” 模型。 “ 區(qū)分服務(wù)” 的 模型也有很多 種， 本文中 所 考 慮的是 在13 刀 中 提出 的成比 例的丟失 率區(qū) 分模型. 研究中 所考慮的網(wǎng)絡(luò) 場景如圖 2. 1 . 3. 1 所示。 在圖 2. 1.1 的 基礎(chǔ)上， 網(wǎng)絡(luò) 被進(jìn)一 步 劃 分為“ 邊 緣 網(wǎng) 絡(luò)” ( edgen 創(chuàng) ， 陽 rk ) 和“ 核 心 網(wǎng) 絡(luò) ” ( c oren e tw o rk ) 。 位 于 邊 緣網(wǎng) 絡(luò)的 “ 邊緣路由 器” ( e d g e router ) 按照某種規(guī)則對來自 主機(jī)的 報(bào)文進(jìn)行分類 標(biāo)記; 而 在核心網(wǎng) 絡(luò)的“ 核心路由器”( c ore rou t e r )中， 按照報(bào)文中 攜帶的標(biāo)記對 它們進(jìn) . ， . 碩士論文 網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 行有區(qū)別的處 理。 在 成比 例的 丟失率區(qū)分模型下， 在核心路由 器中各 類報(bào)文的丟失 率 是成比 例的。 2 . 1 . 4部署公平隊(duì) 列的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 前面的兩種網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)都依賴端系 統(tǒng)之間的 協(xié)調(diào) 來實(shí)現(xiàn)公平 方面的控制。 而在互聯(lián) 網(wǎng)日 益龐大的 現(xiàn)實(shí) 下， 要求每 個(gè)用戶都自 覺的 在端系統(tǒng)上使 用規(guī)定的機(jī) 制來傳輸數(shù) 據(jù) 是很困難的. 互聯(lián)網(wǎng) 在帶 寬資源使用上的開放性， 其可能的不良 后果不 僅僅是帶寬的 不公平使 用， 還給一 些惡意破壞提 供了條 件， 對帶寬的惡意占 用可能導(dǎo)致網(wǎng) 絡(luò)的癱 瘓。 這就需 要在網(wǎng) 絡(luò)中增加 機(jī)制來控制帶寬資源的使用。 在 這 個(gè)網(wǎng) 絡(luò) 結(jié) 構(gòu) 中 ， 利 用了 已 有 的“ 公 平 隊(duì) 列 ” ( f a 吐伽. 訛 加 9 ) ， 司 技 術(shù). 基 于 “ 網(wǎng) 絡(luò)層次化組織， 這個(gè) 假設(shè)， 將 “ 公平隊(duì)列” 層次化的部 署在網(wǎng) 絡(luò)中， 用于控制各 個(gè)子網(wǎng) 之間鏈路帶寬的 分配， 如圖 2. 1 . 4. 1所示。 在這 樣的網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu) 下， 不再要求端 系統(tǒng)的傳輸機(jī)制提供公平性的保證， 維護(hù)公平性的責(zé)任由部署在網(wǎng)關(guān)中的公平隊(duì)列來 承擔(dān)。但即使在這樣的框架下，由于隊(duì)列算法本身無法直接影響網(wǎng)絡(luò)中流量的多少， 擁塞控制算法仍然是必須的。 在網(wǎng)關(guān)中還需要部署主動(dòng)隊(duì)列管理算法， 用于為端系統(tǒng) 提供 擁塞反饋信息。 而在端系統(tǒng)中， 也需要繼續(xù)使用可以 根據(jù)網(wǎng) 絡(luò)環(huán)境來動(dòng)態(tài) 調(diào)整發(fā) 送速率的傳輸機(jī)制。 l 月 代 】 2 1 之 v 已 1 1 圈2.l 4.l部署公平隊(duì)列的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 2 . 2 互聯(lián)網(wǎng)的擁塞控制 互聯(lián)網(wǎng) 的擁塞控制目 前已 成為現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的的一大 焦點(diǎn)問 題。 解決或 者減 少網(wǎng) 絡(luò)中 存在的擁塞， 提出 可行的 擁塞控制算法都是 研究的 主要問 題。 本文將 在下面 碩士論文網(wǎng) 絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 簡單介紹擁塞和多播擁塞的產(chǎn)生、發(fā)展、特點(diǎn)及擁塞控制算法。 2 . 2 . i t c p / i p 擁塞控制產(chǎn)生及發(fā)展 加 t e m e t 一開始的設(shè)計(jì) 風(fēng)格就 是使網(wǎng) 絡(luò)盡量簡單而 將復(fù)雜性盡量推向 用戶。為使 得網(wǎng) 絡(luò)盡量簡單， 網(wǎng) 絡(luò)不對流的狀 態(tài)進(jìn)行記錄和管 理， 這帶來一 個(gè)缺點(diǎn)， 網(wǎng) 絡(luò)無法 對 用戶的發(fā) 送行為 進(jìn)行約束。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò) 沒有一個(gè)機(jī)制隔離各個(gè) 流并 且用戶又不自 覺地約束 自己 的發(fā) 送行為 時(shí)， 這個(gè)網(wǎng) 絡(luò)的 穩(wěn)定運(yùn)行就面臨危險(xiǎn)， 實(shí)際 上， 這個(gè)現(xiàn)象在八 十年代 初就已 經(jīng)出 現(xiàn)， 并被稱為 “ 擁塞崩潰”i39)。 t c p 開 始的 定 義 包 括了 一 個(gè) 基 于 窗口 的 流 量 控 制 閱， 這 個(gè) 流 量 控 制 機(jī) 制 主 要目 的 是防 止發(fā)端發(fā)送的 數(shù)據(jù)把接受端淹沒。1401報(bào)告了由 于網(wǎng) 絡(luò)擁塞可能導(dǎo)致 分組丟失， 但它沒有提出 根 據(jù)網(wǎng) 絡(luò)擁塞的 情況調(diào)節(jié) 流量窗口 的大 小。 防止“ 擁塞崩潰” 現(xiàn)象的方 法由 v 由 ， 3 a 以 幣 s on. 提出。19 86 年， m 勸j ac 0 b so n 提出了 擁塞避免算法， 現(xiàn)在使用的 tcp都 要 求 包 括 這 個(gè)算 法 141 11421。 這 些 算法 在 終端 主 機(jī) 實(shí) 現(xiàn)， 當(dāng) 擁 塞 發(fā) 生時(shí) 它 將使 t c p的 發(fā)送速率降 低。 稱 t c p流 對擁塞信號( 如分組丟失) 發(fā)生響 應(yīng)。 正是這些 擁 塞避免算法使得 現(xiàn)在的 h 血m et 避免了 擁塞崩潰。 1 9 88 年以 后， 學(xué)術(shù)界在 玩 t e m e t 的 動(dòng) 態(tài)行為 方面 作了 相當(dāng)多的 研究. 如清華大學(xué)的 林闖 教授研究 1431中 研究了tcp 流量 控制、 端到端流量控制和中間節(jié)點(diǎn)增強(qiáng)機(jī)制等各研究子方向中需要解決的問題， 重點(diǎn) 分析了 主動(dòng)隊(duì) 列管理領(lǐng)域中已 有策略和算法的優(yōu)點(diǎn)和 缺點(diǎn)， 提出 應(yīng)用控制理論中 分析 和設(shè)計(jì)方 法研究網(wǎng) 絡(luò) 擁塞 控制的思 路:以 及在 t c p擁塞控制所面臨的問 題 ， 這包括 自 相似性問 題、 效率問題、 公 平性問 題、 算法改 進(jìn)、 區(qū) 分服務(wù)和多點(diǎn)廣播中 擁塞控制 和 tcp 膽 在特殊網(wǎng)絡(luò) 帆t m 網(wǎng) 和衛(wèi)星網(wǎng)) 上擁塞控 制等問 題網(wǎng). 事實(shí)證明 盡管 tcp的擁塞避免 機(jī)制是 必不可少的 且也是很有效的， 但是 它不能 保證在所有的情況 下都能 夠提供好的業(yè) 務(wù)質(zhì)量 141 1 。 除了 研究新的擁塞控制機(jī) 制， 需要 研究如何通過路由 器的 機(jī)制作為端到端 擁塞控制機(jī)制的 補(bǔ)充。 由 t c p 月 r擁塞控制的發(fā)展可以看出 t c p 八 p對于維護(hù)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的必要性， f 1 0 y d在 4 習(xí) 對 這 一 點(diǎn) 作了 更為 詳 細(xì)的 討 論. tcp 能 夠 對 網(wǎng) 絡(luò) 的 穩(wěn) 定 性 起 作 用 有 一 個(gè) 基本假設(shè):它要求所有的用戶都使用 t c p協(xié)議。但是 t c p是一個(gè)終端協(xié)議，是否 使用它要靠用戶的自 覺性。由 于 玩 t e rd et的迅速發(fā)展， 使用 功 撫 功 以的用戶數(shù)目 也 迅速增加，所有的用戶都自覺地使用t c p這個(gè)假設(shè)受到越來越多的質(zhì)疑。 2 . 2 . 2 擁塞產(chǎn)生的原因 擁塞是一種持續(xù)的網(wǎng) 絡(luò)超負(fù) 荷狀態(tài)。 當(dāng)用戶需求大于網(wǎng) 絡(luò)供給時(shí)， 網(wǎng) 絡(luò)就會(huì)發(fā) 生 擁塞。擁塞與b 巴 蛇 尸 e fl b rt服務(wù)模型有緊密的聯(lián)系，在 加 t e met中，用戶無法協(xié)作共享 碩士論文網(wǎng)絡(luò)多播擁塞控制技術(shù)研究 資源， 多 個(gè)用戶 可能 對同一網(wǎng) 絡(luò)資 源提出 請求， 從而導(dǎo) 致?lián)砣?表現(xiàn)為數(shù)據(jù)包延時(shí)增 加、 丟包率增大、 上層應(yīng)用系統(tǒng)性能下降。 具體說 來導(dǎo)致?lián)砣?控制的因素有很多， 如 存儲(chǔ)空間 不足帶寬容量 有限、 處理器速度慢等。 擁塞 產(chǎn)生的 直接原因有以下 五點(diǎn): ( 1) 存儲(chǔ)空間不足 幾個(gè)輸入數(shù)據(jù)流共同需 要同 一個(gè)輸出 端口 ， 在這個(gè) 端口 就會(huì)建立排隊(duì)。 如果沒有 足夠的存儲(chǔ)空間 存儲(chǔ)， 數(shù)據(jù)包就 會(huì)丟棄， 對突發(fā)數(shù)據(jù)流更是如 此。 增加存儲(chǔ)空間 在某 種程度上 可以緩 解這一矛盾， 但是如 果路由 器有無限存儲(chǔ)量時(shí)， 擁塞只會(huì)變得更壞。 因?yàn)閿?shù)據(jù) 包在網(wǎng) 絡(luò)里經(jīng)過長時(shí)間 排隊(duì) 完成轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)， 它們早已 超時(shí)。 新源端認(rèn)為它們己 經(jīng) 被丟棄， 而這些數(shù)據(jù)包 還會(huì)繼續(xù)向 下一路由 器轉(zhuǎn)發(fā)， 從而浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源， 加重網(wǎng)絡(luò) 擁塞。 ( 2 ) 帶寬 容量不足 低速鏈路對高速數(shù)據(jù)流的輸入也會(huì)產(chǎn)生擁塞。 根據(jù)香農(nóng)信息理論， 任何信道帶寬 最大值即 為信道容量c =b1 哈 ( 1+5 閃 (n為信道白 噪聲的平均功 率， 5 為信 源的 平均 功率， b 為信道帶寬) 。 所 有信 源發(fā)送的 速率r 必須小于或等于 信道容量c 。 如果r c. 則在理論上無差錯(cuò) 傳輸是不可能的， 所以 在網(wǎng) 絡(luò)低 速鏈 路處就會(huì)形成帶寬瓶頸， 當(dāng) 其 滿足不了 通過它的 所有源端帶寬要求時(shí)，網(wǎng) 絡(luò)就會(huì)發(fā)生擁塞。 ( 3) 處理器處理能力弱 如果路由器的c pu 在執(zhí)行排隊(duì)緩存，更新路由表等功能時(shí)，