移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)：原理、技術(shù)與應(yīng)用 第3版 課件 CH6 移動(dòng)傳輸機(jī)制

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸機(jī)制1課程大綱傳統(tǒng)傳輸技術(shù)

新興傳輸層協(xié)議QUIC其他傳輸機(jī)制22課程大綱傳統(tǒng)傳輸技術(shù)

新興傳輸層協(xié)議QUIC其他傳輸機(jī)制33TCP/IP概述IP數(shù)據(jù)包可能亂序傳輸數(shù)據(jù)包可能丟失數(shù)據(jù)包可能重復(fù)

44NitinH.Vaidya@Infocom’06TCP/IP概述TCP面向連接的可靠傳輸如果必要通過(guò)重傳來(lái)實(shí)現(xiàn)擁塞避免和控制端到端語(yǔ)義TCP接收方發(fā)送確認(rèn)給發(fā)送方來(lái)證實(shí)數(shù)據(jù)的送達(dá)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)確認(rèn)在數(shù)據(jù)到達(dá)接受方后才發(fā)送556樣例中假設(shè)確認(rèn)不會(huì)被延遲TCP/IP概述基于窗口的流控?fù)砣翱诖笮。╓）限定了每個(gè)往返時(shí)間（RTT）內(nèi)可以發(fā)送的最大數(shù)據(jù)量吞吐率<=W/RTT擁塞避免和控制慢啟動(dòng)擁塞避免慢啟動(dòng)閾值ssthreshTCP如何檢測(cè)丟包重傳超時(shí)(RTO)TCP發(fā)送端為一個(gè)數(shù)據(jù)包設(shè)定超時(shí)計(jì)時(shí)器如果被計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)包在計(jì)時(shí)器到時(shí)間前還被確認(rèn)，則該數(shù)據(jù)包就被認(rèn)為丟失了RTO是動(dòng)態(tài)計(jì)算的重復(fù)確認(rèn)TCP發(fā)送端在連續(xù)收到三次重復(fù)確認(rèn)時(shí)就認(rèn)為發(fā)生了丟包77TCP/IP概述8ssthresh=8ssthresh=10cwnd=20超時(shí)后擁塞控制快速重傳在多個(gè)（>=3）重復(fù)確認(rèn)到達(dá)時(shí)發(fā)生快速重傳快速恢復(fù)跟著快速重傳快速恢復(fù)慢啟動(dòng)閾值（ssthresh）

min(cwnd,接收方通告窗口)/2 (最小2MSS)重傳丟失的分片（快速重傳）cwnd

ssthresh

+重復(fù)確認(rèn)數(shù)新確認(rèn)到達(dá)時(shí)cwnd

ssthresh進(jìn)入擁塞避免9擁塞控制10在快速重傳和快速恢復(fù)后窗口減半接收端的通告窗口大小快速恢復(fù)后TCP在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的問(wèn)題1111TCP基本假設(shè)丟包是由于擁塞需要降低傳輸速率

但是在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中丟包可能是由于:高誤比特率（BER）,無(wú)線信道的BER為10-3-10-5,而有線信道的BER為10-8-10-10

甚至更低不穩(wěn)定的信道用戶移動(dòng)/節(jié)點(diǎn)電池耗盡需要快速重傳傳輸錯(cuò)誤的影響隨機(jī)錯(cuò)誤可能引起快速重傳重傳丟失的包擁塞窗口減小突發(fā)錯(cuò)誤可能引起超時(shí)超時(shí)引起慢啟動(dòng)

慢啟動(dòng)減小擁塞窗口到一個(gè)MSS從而降低吞吐率隨機(jī)錯(cuò)誤也可能引起超時(shí)一個(gè)窗口內(nèi)丟失多個(gè)包在使用TCP-Reno時(shí)可以造成超時(shí)（在使用SACK時(shí)影響程度小一些）12傳輸錯(cuò)誤的影響TCP無(wú)法分辨丟包是由于擁塞還是傳輸錯(cuò)誤因?yàn)閭鬏斿e(cuò)誤減小擁塞窗口是不必要的擁塞窗口減小降低吞吐率：吞吐率<=W/RTT理想情況：

W=延時(shí)*帶寬丟包率為p時(shí)：W(<=延時(shí)*帶寬)吞吐率受到損害13隨機(jī)錯(cuò)誤的影響14指數(shù)誤差模型2Mbps無(wú)線全雙工鏈路無(wú)擁塞損失吞吐量與錯(cuò)誤率成反比NitinH.Vaidya@ASSET’99隱藏和暴露終端問(wèn)題隱藏終端問(wèn)題15暴露終端問(wèn)題ACBABCD不穩(wěn)定問(wèn)題有些場(chǎng)景即使只有一個(gè)TCP連接，吞吐率可能降到零使得連接不穩(wěn)定如果站點(diǎn)1正發(fā)送給終端5，吞吐率可能由于下面原因而降到零：隱藏和暴露終端問(wèn)題可能阻止終端2接收RTS或者發(fā)送CTS到終端1隨機(jī)退避時(shí)間TCP使用大窗口不穩(wěn)定問(wèn)題的解決方案降低TCP層的最大窗口大小讓干擾范圍和通信范圍相同16不兼容問(wèn)題兩個(gè)同時(shí)的TCP流不能在網(wǎng)絡(luò)中共存一旦一個(gè)會(huì)話發(fā)展，另一個(gè)停工在任何時(shí)間可以隨機(jī)顛倒主要原因隱藏終端問(wèn)題暴露終端問(wèn)題

MAC層的指數(shù)退避方案解決方案通過(guò)懲罰傳輸太多數(shù)據(jù)的終端來(lái)改變退避政策，使得其他終端也能使用上媒體

調(diào)整干擾和感知范圍

17單跳不公平問(wèn)題如果有兩個(gè)同時(shí)運(yùn)行的TCP連接，一個(gè)單跳一個(gè)多跳，即使多跳連接先開(kāi)始單跳連接也會(huì)激活原因是隱藏/暴露終端問(wèn)題、指數(shù)退避策略

解決方案基于退避策略的活躍鄰居估計(jì)(ANE)：替換指數(shù)退避策略接收波束形成(RBF)天線：

使用定向天線來(lái)避免來(lái)自競(jìng)爭(zhēng)終端的干擾18單跳無(wú)線TCP解決方案19單跳無(wú)線TCP傳輸機(jī)制丟包恢復(fù)連接管理丟包原因的通知機(jī)制分離鏈路機(jī)制端對(duì)端連接機(jī)制鏈路層丟包恢復(fù)機(jī)制鏈路層解決方案目標(biāo)：讓鏈路層改正所有錯(cuò)誤方案

FEC(前向糾錯(cuò))：在信息中加入冗余用來(lái)改正少量錯(cuò)誤FEC在沒(méi)有錯(cuò)誤時(shí)也會(huì)引入更多開(kāi)銷ARQ(自動(dòng)重傳請(qǐng)求)：在鏈路層重傳在超出FEC能力范圍時(shí)使用僅當(dāng)錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)彩引入重傳開(kāi)銷HARQ:FEC+ARQ2020鏈路層解決方案21物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層rxmtTCP連接鏈路層狀態(tài)FHMHBS無(wú)線鏈路固定主機(jī)基站移動(dòng)主機(jī)物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層鏈路層重傳：?jiǎn)栴}鏈路層應(yīng)該嘗試重傳多少次才放棄？有限邊界–半可靠的鏈路層沒(méi)有邊界–可靠的鏈路層什么觸發(fā)鏈路層重傳？鏈路層超時(shí)策略鏈路層確認(rèn)（否定確認(rèn)，重復(fù)確認(rèn)……）其他方案(比如后面將要介紹的Snoop)鏈路層重傳需要多長(zhǎng)時(shí)間？端到端TCPRTT的小部分端到端TCPRTT的大部分或幾倍22鏈路層重傳：?jiǎn)栴}鏈路層應(yīng)該在數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)就傳輸，還是應(yīng)該按序傳輸？要按序傳輸?shù)脑?，鏈路層如果必要可能需要緩存?shù)據(jù)以及重新排序重傳可能導(dǎo)致隊(duì)頭阻塞盡管到接收端1的鏈路可能很差，到接收端2的鏈路可能狀態(tài)良好到接收端1的重傳失敗也會(huì)阻塞發(fā)送到接收端2的數(shù)據(jù)包23接收端1接收端2基站鏈路層重傳：?jiǎn)栴}重傳可能導(dǎo)致?lián)砣麃G包嘗試重傳隊(duì)列頭部的一個(gè)包，顯著降低可用帶寬，可能使得基站的隊(duì)列長(zhǎng)度更長(zhǎng)隊(duì)列滿之后數(shù)據(jù)包會(huì)丟失，對(duì)發(fā)送端表明擁塞這是應(yīng)該的嗎？24基站接收端1接收端2鏈路層重傳：初期研究

發(fā)送端的RTO是測(cè)量得到的RTT的函數(shù)鏈路層重傳會(huì)提升RTT，從而提升RTO如果錯(cuò)誤不頻繁的話，RTO并不能解釋由于鏈路層重傳引起的RTT變化發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)送端可能在鏈路層重傳成功前發(fā)生超時(shí)重傳發(fā)送端和鏈路層都進(jìn)行重傳重復(fù)重傳（干擾）會(huì)浪費(fèi)無(wú)線帶寬超時(shí)會(huì)造成擁塞窗口減少缺點(diǎn)：不能準(zhǔn)確建模實(shí)際的TCP棧25A.DeSimone@Globecom’93鏈路層重傳：更準(zhǔn)確的了解頻繁的差錯(cuò)在比較慢的無(wú)線鏈路上會(huì)顯著提高RTO鏈路層和TCP重傳間干擾的可能性更小但是擁塞響應(yīng)會(huì)因?yàn)楦蟮腞TO而受到延遲無(wú)線丟包引起超時(shí)時(shí)會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間大TCP重傳超時(shí)間隔有助于減少和鏈路層重傳間的干擾不利于擁塞丟包的恢復(fù)需要一個(gè)對(duì)兩種丟包都正確響應(yīng)的超時(shí)策略（開(kāi)放型問(wèn)題）26H.Balakrishnan@Sigcomm’96鏈路層重傳：按序傳輸為了避免不必要的快速重傳，使用重傳的鏈路層應(yīng)該嘗試盡量按序傳輸按序傳輸并不是所有連接都能從重傳或者按序傳輸中獲得好處（比如音頻視頻就不一定）需要能夠在每個(gè)包的基礎(chǔ)上指定要求某個(gè)包應(yīng)該重傳嗎？多少次？強(qiáng)制按序傳輸？需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的方案來(lái)指定要求開(kāi)放型(IETFPILC工作組)27R.Ludwig@Sigmetrics’98鏈路層方案：總結(jié)可靠的鏈路層什么時(shí)候?qū)CP性能有益？如果能夠提供幾乎按序的傳輸以及

TCP重傳超時(shí)大到能夠容忍由于鏈路層重傳引起的額外時(shí)延28鏈路層方案：特性對(duì)TCP發(fā)送端隱藏?zé)o線丟包在無(wú)線鏈路兩端都要進(jìn)行鏈路層修改TCP不需要修改29SnoopTCP在BS（外地代理）中的“透明的”TCP擴(kuò)展緩存發(fā)送給移動(dòng)端的數(shù)據(jù)包無(wú)線鏈路上（雙向！）的丟包會(huì)立刻由移動(dòng)端或者基站（外地代理）重傳BS因此“snoops（窺探）”數(shù)據(jù)包流并且識(shí)別雙向確認(rèn)只修改BS中的TCP30“有線”互聯(lián)網(wǎng)緩存數(shù)據(jù)端到端TCP連接本地重傳對(duì)端節(jié)點(diǎn)CN外地代理（基站）移動(dòng)節(jié)點(diǎn)窺探ACKH.Balakrishnan@ACM95SnoopTCP31FHMHBS無(wú)線rxmt每個(gè)TCP連接狀態(tài)TCP連接數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)端FA緩存數(shù)據(jù)到接收到MH的ACK，F(xiàn)A通過(guò)重復(fù)確認(rèn)或者超時(shí)檢測(cè)丟包可能快速重傳，對(duì)固定網(wǎng)絡(luò)透明數(shù)據(jù)來(lái)自移動(dòng)端FA通過(guò)序列號(hào)檢測(cè)無(wú)線丟包，F(xiàn)A直接回復(fù)NACK給MHMH現(xiàn)在可以以很小到時(shí)延重傳數(shù)據(jù)物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層SnoopTCP

保留了分離鏈路方案的本地恢復(fù)和鏈路層重傳策略集成了MAC層MAC層通常含有和TCP類似的方案MAC已經(jīng)能夠檢測(cè)到由于重傳而重復(fù)的數(shù)據(jù)包并丟棄改進(jìn)了分離鏈路保留了端到端語(yǔ)義在基站使用軟狀態(tài)而不是硬狀態(tài)對(duì)發(fā)送端隱藏?zé)o線丟包只需要對(duì)BS進(jìn)行修改（以網(wǎng)絡(luò)為中心的方案）32SnoopTCP332Mbps無(wú)線鏈路Snoop相對(duì)基準(zhǔn)TC片的吞吐率增長(zhǎng)SnoopTCP：什么時(shí)候有用？Snoop阻止快速重傳除非發(fā)生傳輸錯(cuò)誤，在無(wú)線鏈路進(jìn)行亂序傳輸亂序傳輸當(dāng)且僅當(dāng)引起了至少3個(gè)重復(fù)確認(rèn)時(shí)才快速重傳在無(wú)線鏈路層帶寬時(shí)延乘積少于四個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，一個(gè)簡(jiǎn)單的（TCP不感知的）鏈路層重傳策略就足夠了由于帶寬時(shí)延乘積很小，重傳策略可以在不引起3次重傳確認(rèn)的情況小傳輸丟失的包34SnoopTCP：優(yōu)點(diǎn)可以達(dá)到高吞吐率使用選擇確認(rèn)時(shí)性能可以進(jìn)一步提高本地回復(fù)無(wú)線丟包發(fā)送端不會(huì)觸發(fā)快速重傳除非時(shí)亂序鏈路層傳輸保留了端到端語(yǔ)義基站中是軟狀態(tài)軟狀態(tài)丟失影響性能但不影響正確性35SnoopTCP：缺點(diǎn)基站但鏈路層需要是TCP感知的隔離無(wú)線鏈路不如I－TCP好在TCP頭加密時(shí)無(wú)用(IPsec)在TCP數(shù)據(jù)和確認(rèn)走不同路徑時(shí)無(wú)用（兩個(gè)都不經(jīng)過(guò)基站）36非TCP感知的鏈路層目標(biāo)仿真snoopTCP的性能不需要BS的鏈路層感知在BS鏈路層重傳是用來(lái)進(jìn)行本地恢復(fù)在snoop-TCP中重傳由TCP重復(fù)確認(rèn)觸發(fā)，但在非TCP感知的鏈路層重傳由鏈路層確認(rèn)觸發(fā)3737非TCP感知的鏈路層MN減少了TCP和鏈路層重傳間的干擾對(duì)最開(kāi)始兩個(gè)數(shù)據(jù)包，立刻發(fā)送副本對(duì)后續(xù)連續(xù)包，副本延遲時(shí)間d3838傳統(tǒng)TCP中的干擾3939151410131011129DS新ACK16151410121311DSACK1716151410131012DSACK1010101817161510101413DS新ACKACKACK101010重復(fù)ACK10非TCP感知的鏈路層4040151410131011129DS新ACK16151410121311DSACK1716151410131012DSACK101018171615101413DS新ACKACKACK1010重復(fù)ACK被延遲了重復(fù)ACK被延遲了非TCP感知的鏈路層優(yōu)點(diǎn)鏈路層不需要感知TCP在無(wú)線鏈路上小RTT的情況工作良好缺點(diǎn)DUPACK延時(shí)的最優(yōu)值獨(dú)立于無(wú)線鏈路4141丟包原因通知機(jī)制EBSN基站發(fā)現(xiàn)無(wú)線鏈路的通信質(zhì)量不好時(shí)，馬上向發(fā)送點(diǎn)發(fā)送消息，調(diào)整數(shù)據(jù)包大小并更新超時(shí)時(shí)間，避免不必要的超時(shí)。50%性能提升加重基站負(fù)擔(dān)42分離鏈路方案考慮有線部分比無(wú)線部分更可靠無(wú)線鏈路可能成為瓶頸因此分開(kāi)控制

一個(gè)單獨(dú)的TCP連接拆分成兩個(gè)TCP連接FH-MH=FH-BS+BS-MH4343分離鏈路方案FHMHBS無(wú)線鏈路physicallinknetworktransportapplicationphysicallinknetworktransportapplicationphysicallinknetworktransportapplicationrxmt每條TCP連接狀態(tài)TCP連接TCP連接固定終端基站移動(dòng)終端44ITCP(Indirect-TCP)考慮

把TCP連接分割成兩個(gè)不同的連接一個(gè)移動(dòng)終端（MN）到基站（BS）間的連接

一個(gè)基站（BS）到

對(duì)端節(jié)點(diǎn)（CN）45A.Bakre@ICDCS’95移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（主機(jī)）接入點(diǎn)（外地代理）“有線”互聯(lián)網(wǎng)“無(wú)線”TCP標(biāo)準(zhǔn)TCP固定主機(jī)ITCP移動(dòng)終端發(fā)送一個(gè)特殊的I-TCP請(qǐng)求到當(dāng)前的AP來(lái)建立連接固定主機(jī)完全不知道這種間接連接46移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（主機(jī)）接入點(diǎn)（外地代理）“有線”互聯(lián)網(wǎng)“無(wú)線”TCP標(biāo)準(zhǔn)TCP固定主機(jī)ITCP套接字和狀態(tài)遷移47移動(dòng)主機(jī)老的AP互聯(lián)網(wǎng)新的AP套接字遷移和狀態(tài)轉(zhuǎn)移當(dāng)MN轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的AP老的AP扮演外地代理來(lái)緩存和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包到新的APITCP優(yōu)勢(shì)固定網(wǎng)絡(luò)不需要改變，主機(jī)（TCP協(xié)議）不需要改變，所有當(dāng)前對(duì)TCP的優(yōu)化仍然有效無(wú)線鏈路上的傳輸錯(cuò)誤不會(huì)傳播到固定網(wǎng)絡(luò)容易控制，無(wú)線TCP僅僅在外地代理和移動(dòng)終端間單跳中使用可以對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行快速重傳48ITCP缺點(diǎn)破壞了端到端語(yǔ)義切換延時(shí)更高，由于需要在外地代理中緩存數(shù)據(jù)然后轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)新的外地代理49MTCP(Mobile-TCP)問(wèn)題

移動(dòng)性——MN和BS之間的連接丟失一小段時(shí)間，者會(huì)導(dǎo)致：發(fā)送端超時(shí)，慢啟動(dòng)AP可能緩存太多數(shù)據(jù)MTCP借助于監(jiān)控主機(jī)(SH)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題5050保留一個(gè)到FH的ACKZ.Haas@ICC’97MTCP監(jiān)控主機(jī)SH在有線網(wǎng)絡(luò)中控制一些AP的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有緩存，沒(méi)有重傳保留一個(gè)ACK給FH監(jiān)測(cè)所有數(shù)據(jù)包，如果檢測(cè)到斷連將發(fā)送端窗口置為0發(fā)送端自動(dòng)進(jìn)入保持模式（發(fā)送端的一個(gè)模式，不管接收端斷連多久都不會(huì)改變）舊的或者新的SH重新打開(kāi)窗口51MTCP優(yōu)點(diǎn)保持了端到端語(yǔ)義（盡管TCP連接在SH處分割了）支持?jǐn)噙B沒(méi)有緩存轉(zhuǎn)發(fā)避免發(fā)送端慢啟動(dòng)缺點(diǎn)無(wú)線鏈路的丟包傳播到固定網(wǎng)絡(luò)無(wú)線鏈路上的自適應(yīng)TCP5252分離鏈路方案：特點(diǎn)對(duì)發(fā)送端隱藏傳輸錯(cuò)誤基站負(fù)主要責(zé)任如果無(wú)線鏈路使用特殊傳輸協(xié)議，那個(gè)移動(dòng)終端也需要進(jìn)行修改53分離鏈路方案：優(yōu)點(diǎn)可以獨(dú)立于FH-BS連接對(duì)BS-MH連接進(jìn)行優(yōu)化兩個(gè)連接上進(jìn)行不同的流控和差錯(cuò)控制錯(cuò)誤恢復(fù)因?yàn)闊o(wú)線連接RTT變短而恢復(fù)更快使用合適的BS-MH協(xié)議可以獲得良好的性能標(biāo)準(zhǔn)TCP在BS-MH表現(xiàn)很差，當(dāng)一個(gè)窗口中出現(xiàn)多個(gè)丟包時(shí)（這種情況下選擇確認(rèn)可以改善性能）54分離鏈路方案：缺點(diǎn)違背了端到端語(yǔ)義ACK可能在數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩酥鞍l(fā)送給發(fā)送端對(duì)不依賴TCP維持端到端語(yǔ)義的應(yīng)用而言可能并不是個(gè)問(wèn)題55FHMHBS403937383640BS處于困難模式 BS故障可以導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失（不可靠）如果BS故障，數(shù)據(jù)包40將會(huì)丟失因?yàn)閿?shù)據(jù)包40已經(jīng)對(duì)發(fā)送端確認(rèn)，發(fā)送端不再緩存56FHMHBS403937383640分離鏈路方案：缺點(diǎn)分離鏈路方案：缺點(diǎn)BS處于困難模式

切換延時(shí)因?yàn)闋顟B(tài)轉(zhuǎn)移而上升被確認(rèn)給發(fā)送端了的數(shù)據(jù)必須移動(dòng)到新的基站57FHMHBS403937383640MH新基站切換4039分離鏈路方案：缺點(diǎn)在BS上每個(gè)TCP連接都需要緩存空間在無(wú)線鏈路比固定連接更慢時(shí)，BS緩存會(huì)漸漸填滿（對(duì)每個(gè)分割的連接，在有線連接上一個(gè)窗口大小的數(shù)據(jù)要能夠存儲(chǔ)在基站中）BS-MH連接的窗口會(huì)因?yàn)檎`碼而減小對(duì)帶寬延時(shí)乘積很小的無(wú)線鏈路問(wèn)題不大58分離鏈路方案：缺點(diǎn)BS中額外的數(shù)據(jù)復(fù)制從FH-BS套接字緩存到BS-MH套接字緩存提高端到端延時(shí)在數(shù)據(jù)和確認(rèn)通過(guò)不同路徑事可能無(wú)效（雙方不通過(guò)基站）例子：數(shù)據(jù)走衛(wèi)星無(wú)線鏈路，確認(rèn)走一個(gè)撥號(hào)通道59FHMHBS數(shù)據(jù)ack端到端解決方案只有端點(diǎn)參與流控接收端提供網(wǎng)絡(luò)狀況反饋發(fā)送端決定擁塞控制60TCPSACK(選擇確認(rèn))問(wèn)題ACKn確認(rèn)正確且按序接收到的直到序列號(hào)n的包如果單個(gè)丟包很頻繁，空缺處開(kāi)始的一整個(gè)數(shù)據(jù)包序列都得重傳（回退N），浪費(fèi)帶寬解決方案TCP選擇確認(rèn)

允許單個(gè)包確認(rèn)允許發(fā)送端只重傳丟失得包6161M.Mathis@RFC2018SACKSACK指出接收端接受到到一個(gè)數(shù)據(jù)塊發(fā)送端可以直到丟失包的準(zhǔn)確編號(hào)優(yōu)點(diǎn)效率更高缺點(diǎn)接收端需要更多緩存發(fā)送端和接收端都需要修改SACK塊編碼在TCP選項(xiàng)域，限制了每個(gè)ACK能攜帶的SACK塊數(shù)目擁塞避免能力有限6262Freeze-TCP（冷凍TCP）M-TCP需要基站的幫助基站扣留一字節(jié)的確認(rèn)基站在一個(gè)移動(dòng)端移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，使用這個(gè)確認(rèn)來(lái)發(fā)送一個(gè)零窗口廣告Freeze-TCP要求接收端發(fā)送零窗口廣告（ZWA）63FHMHBS移動(dòng)TCP接收端Freeze-TCPTCP接收端確定切換是否即將發(fā)生確定可以基于信號(hào)強(qiáng)度理想情況下，接收端應(yīng)該在切換前一個(gè)RTT嘗試發(fā)送ZWA在路由重建時(shí)，接收端發(fā)送3個(gè)重復(fù)確認(rèn)不需要來(lái)自基站的幫助端到端的增強(qiáng)方案64TCP-Veno移動(dòng)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)擁塞的級(jí)別，根據(jù)檢測(cè)到的網(wǎng)絡(luò)擁塞級(jí)別來(lái)調(diào)整慢啟動(dòng)算法的閾值，并判斷丟包的原因是擁塞還是鏈路錯(cuò)誤。有效地提高了無(wú)線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)利用率在斷路和切換頻繁時(shí)性能較差。65JTCP使用抖動(dòng)率區(qū)分擁塞和斷路抖動(dòng)率是一定時(shí)間間隔內(nèi)由于抖動(dòng)產(chǎn)生的丟包數(shù)量通過(guò)連續(xù)的應(yīng)答消息到達(dá)時(shí)間的差異計(jì)算抖動(dòng)率，然后區(qū)分因擁塞造成的丟包和其他原因引起的丟包。66多跳無(wú)線TCP解決方案路由失敗fix降低路由失敗損失降低信道競(jìng)爭(zhēng)67TCP-F該機(jī)制禁用TCP擁塞控制機(jī)制以防網(wǎng)絡(luò)引起的非擁塞相關(guān)的丟包以及路由失敗導(dǎo)致的超時(shí)事件。68ELFN定期探查鏈路恢復(fù)TCP-RC：恢復(fù)后參數(shù)重新計(jì)算CIIA：跨層信息通知缺陷：TCP更加激進(jìn)69AdhocTCP在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層間增加名為ATCP的中間層，以確保在高傳輸錯(cuò)誤時(shí)甚至路由失敗時(shí)采取正確的行為。70TCP-BuS一旦發(fā)生路由失敗，中間節(jié)點(diǎn)就對(duì)信息包進(jìn)行緩存而不是加以丟棄，目的是為了不重新發(fā)送所有這些信息包。明確路由斷開(kāi)通知(ERDN)明確路由成功通知(ERSN)71ENIC:增強(qiáng)的中間層通信和控制機(jī)制ELFN+TCPSACK第一個(gè)考慮路徑重建后路由性質(zhì)的潛在變化的方案。vsTCP-BuS中間節(jié)點(diǎn)協(xié)助更少72TCPDOOR利用數(shù)據(jù)包和/或異常傳遞的ACK來(lái)表示路由變更而不用明確的反饋。當(dāng)異常包被收到時(shí)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以暫時(shí)禁用TCP擁塞控制機(jī)制以保持它的狀態(tài)變量為常數(shù)。此外，它可能回滾到之前的某個(gè)狀態(tài)。73降低路由失敗的損失PreemptiveRouting：利用信號(hào)強(qiáng)度來(lái)預(yù)測(cè)路由失敗BackupPathRouting：維護(hù)多條路徑AtraFramework：預(yù)測(cè)+快速通知74降低競(jìng)爭(zhēng)，增強(qiáng)公平性COPAS：動(dòng)態(tài)競(jìng)爭(zhēng)平衡LinkRED：控制重傳的平均次數(shù)N-RED：基于鄰居隊(duì)列的平均長(zhǎng)度計(jì)算75課程大綱傳統(tǒng)傳輸技術(shù)

新興傳輸層協(xié)議QUIC其他傳輸機(jī)制767677QUIC概述QUIC協(xié)議棧結(jié)構(gòu)工作在用戶態(tài)，而非內(nèi)核QUIC概述需求驅(qū)動(dòng)用戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全、低延遲傳輸?shù)膹?qiáng)烈需求從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)量不斷增多TCP丟包重傳機(jī)制影響了傳輸速度，其協(xié)議棧復(fù)雜難以修改快速建鏈Q(jìng)UIC將加密和傳輸握手結(jié)合在一起QUIC再次建立連接的時(shí)候通常只需要0-RTT擁塞控制

可嵌套的擁塞控制，便于部署不同的擁塞控制算法流量控制使用流級(jí)別和連接級(jí)別的流量控制7879QUIC概述多路復(fù)用HTTP/2的多路復(fù)用仍基于TCPQUIC使用多流機(jī)制減緩隊(duì)頭阻塞連接遷移

用64bit的ID來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)連接IP發(fā)生改變后，QUIC連接仍可存活安全性

QUIC的包頭參與加密，防止中間人攻擊QUIC連接

第一次連接建立QUIC改進(jìn)了連接建立的過(guò)程，將TLS1.3的握手與傳輸層握手結(jié)合QUIC的握手?jǐn)?shù)據(jù)包中攜帶了TLS秘鑰、證書協(xié)商信息以及相關(guān)的初始化參數(shù)80QUIC連接

再次建立連接0-RTT建鏈Q(jìng)UIC利用緩存信息避免了傳輸握手和秘鑰協(xié)商的過(guò)程，讓客戶端可以直接發(fā)送加密消息給與其通信過(guò)的服務(wù)器81QUIC連接

連接遷移TCP連接由源地址、源端口、目標(biāo)地址和目標(biāo)端口的4元組標(biāo)識(shí)QUIC連接由一個(gè)64-bit連接ID標(biāo)識(shí)。在IP地址改變和NAT重綁定時(shí)，QUIC連接可以繼續(xù)存活，因?yàn)檫B接ID在這些遷移過(guò)程中保持不變。移動(dòng)設(shè)備在WIFI和4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)，客戶端的IP肯定會(huì)發(fā)生變化。QUIC的連接能繼續(xù)存活，而TCP需要重新建立和服務(wù)端的連接。82多路復(fù)用多路復(fù)用使得多個(gè)數(shù)據(jù)流在一個(gè)傳輸連接上發(fā)送83多路復(fù)用HTTP/1.1只能一次請(qǐng)求一個(gè)資源客戶端與服務(wù)器之間經(jīng)常建立多個(gè)很短的TCP連接HTTP/2