网络多播拥塞控制技术.研究

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1、l综述硕士论文在连接LBL(LawrenceBerkeleyLaboratory)至OUCBerkeley之间的网络上。虽然当时它们的距离只有400码，而且二者之间的网络连接情况也非常简单。当拥塞发生时，它们之间的数据吞吐量从原本的32kbps急剧地下降到了40bps[们】，降幅惊人，由此拥塞的危害性也可见一斑。自此以后，人们花费越来越多的时间和精力来研究网络拥塞问题。所以也就使得现在网络拥塞问题成为网络研究领域的热点，人们对它们的关注度一直居高不下。文献【22】中使用图1．1来描述拥塞发生时，网络的负载和吞吐量以及网络的负载和响应时间三

2、者之间的关系，其实这个图在其他的很多文献中也被引用了。图形中所表达的意思，我们这里简单地描述如下：当负载(Load)较小时(没有超过Knee时)，吞吐量(throughput)和负载(10ad)之间呈线性的增长关系，而且增长率较大，同时，响应时间(responsetime)和负载(10ad)之间也呈线性的增长关系，但是增长率较小。慢慢地，当负载超过Knee之后，吞吐量和负载仍然呈线性的增长关系，但是增长速度明显放慢，于此同时，响应时间的增长速度明显加快。当负载超过Cliff之后，吞吐量和负载之间的线性关系急剧下降，响应时间急剧上升。文献中

3、给图1．1中横坐标的三段区间给出了定义：【0，Knee]一拥塞避免区间；【Knee，Cliff]一拥塞恢复区间；【Cliff,+∞】—拥塞崩溃区间。根据图1．1可以看出，当加入的负载的值在Knee左右时，网络的工作效率最高，系统的整体性能最好。我们之前提到的拥塞控制的含义是指采取一定的措施，使负载尽量保持在Knee值左右，因为这个时候网络能够传输更大的有效吞吐量，网络性能状态也是最佳的。在研究拥塞控制时，我们很容易把它和流控制这个概念发生混淆。流控制主要考虑的对象是接收端，目的是使发送端的发送速率不超过接收端的接收能力。具体的实现过程是这

4、样的：当接收端的缓冲区已满时，发送端继续发送来的数据就会发生丢失。当接收端对接收到的数据处理不过来时，就会发出“不再接收"的信号告知发送端。这时，发送端就会停止发送数据，一直到接收到接收端发出的“可以再发送"的信号为止，它再发送数据。在这个过程当中，我们只关注发送端和接收端，实现起来相对简单。相比之下，捌塞控制就要复杂的多，它要考虑节点之间的网络环境，目的是使负载不超过网络的传送能力。2硕上论文网络多播拥寨控制技术研究1．2拥塞产生的原因图1．1拥塞的示意图拥塞，在本质上是一种持续过载的网络状态。当拥塞发生时，也就是此时用户对网络资源(包

5、括链路带宽、存储空间和处理器的处理能力等)的需求超过了网络固有的容量。就Internet的体系结构而言，拥塞的发生是其固有的属性。我们把拥塞产生的原因简单概括为以下四点【16】：(1)存储空间不足在共享网络中，对共享资源的使用是在事先没有任何协商和请求许可机制下进行的。在这种环境下，几个IP分组同时到达路由器，并期望经同一个输出端口转发的可能性是存在的。显然，不是所有分组可以同时接受处理，必须有一个服务顺序，中间节点上的缓存为等候服务的分组提供一定的保护。然而，如果此状况具有一定的持续性，当缓存空间被耗尽，路由器只有丢弃分组。在这种持续过

6、载的状态下，网络性能会急剧下降。(2)处理器处理能力弱处理器的速度和链路速度不匹配。不论是处理器的处理速度跟不上高速链路还是低速链路跟不上处理器的处理速度都会发生拥塞。(3)带宽容量不足根据香农公式：任何信道带宽的最大值为：信道容量C=Blog：(I+S／N)其中：N一信道白噪声的平均功率，S为信源的平均功率，B为信道带宽。所有发送端的发送速率R不能大于信道容量C。如果R大于C，在理论上就不可能实现无差错传输。所以网络中的低速链路就成为数据传输的瓶颈。当某条链路不能满足所有经过它的发送端的带宽要求时，网络就会发生拥塞。(4)TCP／IP协

7、议中拥塞控制机制的缺陷l综述硕，f：论文TCP是目前互联网上使用最广泛的传输协议，它已经成为保证互联网稳定性、健壮性的重要因素。它的实现原理是基于端到端的拥塞控制。而这种拥塞控制机制最致命的弱点是延迟问题。这与机制的实现原理有关。端到端拥塞控制是发送端根据接收到的接收端的反馈信息来对发送速率进行调节的，反馈信息的传输会造成发送端速率调节的滞后性，发送端不能及时地调整发送速率，从而造成网络出现拥塞。上面列举出的只是产生拥塞的四个比较常见的因素，在实际的网络环境中还有其它的一些因素也是需要考虑的。由此可见，网络的拥塞问题是一个相当复杂的问题，

8、我们需要综合考虑各种因素，如果我们只针对其中的一个因素加以解决，只会将问题转移，不能从根本上解决拥塞问题。例如：如果为了缓解存储空间不足的问题，我们一味的增加路由器的存储量，这样不仅不能解决存