TCP协议在AdHoc网络中的性能及其改进策略

《TCP协议在AdHoc网络中的性能及其改进策略》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、TCP协议在AdHoc网络中的性能及其改进策略王海涛1,刘晓明$（1南京市解放军理工大学通信工程学院123信箱，南京210007）（2解放军理工大学指挥自动化学院，南京210007）摘要：AdHoc网络的动态自组织特性使得传统的传输层协议不再适用。首先阐述了TCP协议在AdHoc网络屮存在的问题，然厉介绍了TCP协议在无线网络屮的改进。接下來，详细分析了AdHoc网络中TCP协议的性能并讨论了其改进策略和方法，最后对全文进行了小结并给出了今后的工作方向。关键词：Adhoc网络；TCP；显示拥塞控制；TCP-BUS；ATCP1.引言AdHoc网络⑴的动态特性使得许多传统的网络协

2、议不再冇效，其中就涉及到対网络性能至关重耍的传输层协议。冃前，AdHoc网络的传输层协议基木上仍沿用传统有线网络的传输层协议，包括UDP和TCPUDP是无连接协议，不能保证数据可靠按序到达目的节点，适合于能够容忍部分分组丢失并对时延有较高婆求的业务。在AdHoc网络中常常使用基于UDP的CBR业务流來测试协议的时延、丢失率等性能。TCP面向连接、保证分组的可靠按需到达，具有流量控制和拥塞控制机制，实现复朵，开销较大。考虑到AdHoc网络要与Internet实现无缝连接和协议兼容性，并且当前Internet±的大量应用都采用TCP协议，因此AdHoc网络的传输层协议也应基于TC

3、PoTCP通过增加拥塞窗口来不断地探测网络可用的带宽，拥塞控制算法依赖于分组的丢失和网络的拥塞程度，它一般使用隐含的反馈机制，如超时重传和连续重复的ACK來检测分组丢失，然后通过减少拥塞窗口來避免拥塞，并且在超时后指数退避。在AdHoc网络中，节点的移动、故障以及链路的失效都会引起网络拓扑的变化并可能导致重路由，此外，无线信道的传输错谋率较高并且随时间动态变化。这些都会引起分组的突然丢失和额外的时延，而为传统固定网络设计的TCP是基于链路传输和链路准静态假设的，它无法区分网络拥塞、路由失效和链路故障造成的分组丢失，而将分组丢失都看成是网络拥塞的结果，从而启动拥塞控制过程，甚至

4、进入慢启动阶段。我们不希望看到当路由失效时，重传的分组不仅不能达到目的节点，而口浪费了网络资源；当路山恢复时，由于慢启动机制,吞吐量仍会很低。即传统的TCP协议在AdHoc网络屮常常会引起不必要的垂传和吞吐量的下降，并FL没冇考虑节点移动和无线多跳路由对传输层协议造成的影响。为此，必须对其进行改进以适应AdHoc网络环境。2.传统无线网络屮TCP协议的改述

5、王海涛（1976-）,男,河南焦作人，博士，讲师，现在解放军理工大学通信工程学院从爭教学和科研工作,研究方向为Adhoc网络和服务质最保障。现已在通信学报、系统仿真学报等核心期刊上发表学术论文数I■篇。联系电话：025-5

6、8916269025-80828140;E-mail:wht_slh_bao@sina.com.2刘晓明（1956-）,男，I•専3疋导师，教授，现在解放军理工大学指挥口动化学院从事科研和管理工作，研究方向为口动化技术与军事模拟仿真。TCP协议的性能是低层协议和所在环境的集屮表现，如高谋码率低带宽的无线链路层的差错控制的优劣和主机切换机制的好坏都会影响端到端连接的性能。无线环境中rh于存在较强的突发于扰和随机干扰，信道质量也在不断变化，数据包的丢失往往不是由于链路拥塞造成的。因此，传统TCP的基本假设在无线环境下不再适用。为了提高TCP在无线环境下的性能，忖前已提出了多种解决

7、方案。分割连接（split-connection）方案将移动主机与固定主机Z间的TCP连接分割成两个独立的部分⑶：移动主机与基站之间的无线连接以及基站与固定主机之间的有线连接。将无线链路的流量和拥塞控制与固定网络相分割，冇助于提高TCP性能。然而，这种分割连接方案违反了端到端可靠性的原则。这是因为，在数据包到达其最终1=1标Z前，发送端就可能收到数据包的确认；同时，这种方案要求基站记录屮间状态。另一种改进策略是采川基站设置传输层告知代理(snoop代理)的方案⑷。snoop代理对发送给移动主机的TCP数据包进行缓存，在重复确认信号和立吋器溢出表明数据包丢失吋，进行本地重传。然

8、而，在snoop代理重传丢失数据包给移动主机时，发送端町能发牛定时器溢ill并启动拥塞控制oYoungBae等人设计了两种丢失鉴别器⑸来判断分组丢失的原因。基于发送者的鉴别器利用往返吋间和吞吐量的统计数据來判断网络的拥塞级别，当分组丢失时，根据分组发送前估计的拥塞级别來判定分组的丢失是否由于网络拥塞。基于接收者的鉴别器基于分组的到达时间间隔来判定分组的丢失原因：如果分组丢火，但分组到达间隔并没有明显减少，则丢失的原因多半为传输造成的。此外，可以通过快速重发机制、有选择的确认(SACK)、显式拥塞通知(E