有线无线混合网的tcp——friendly协议分析

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1、浙江大学硕士学位论文致谢在浙江大学两年半的学习和生活中，我受益于很多老师朋友的关心和帮助。首先衷心感谢金心宇教授和王柏祥副教授，在我的整个研究生阶段，金老师和王老师无论是在科研、生活或为人处事上都给予我细心的指导和不懈的支持。他们严谨的学术作风、渊博的科学知识、认真的处事态度、不倦的育人态度、和蔼的待人之道、求实的创新精神给了我深刻的影响和帮助，对我今后的工作和生活都具有很强的指导意义。金心宇老师在本论文的选题、研究及写作阶段，均给予了悉心的指导，让我受益匪浅，在此表示衷心的感谢。感谢高速列车通信实验室，在这个团结友爱的集体中，

2、我有幸认识众多师兄师姐、师弟师妹，两年多来，我们在实验室这个大家庭里一同学习、科研、实验、讨论，共同进步，留下很多美好的回忆。还要特别感谢高铁车地通信项目组的成员朱畅、孙伟、蒋路茸、叶晓龙、沈敏、全方磊等，感谢他们在项目的实施过程中所做出的努力，同时感谢他们在工作和学习上给予我的帮助。最后，我还要特别感谢我的家人和朋友，他们所给予的无私的关心、支持和鼓励，是我人生道路上不断前进的动力!陈巍卿2012年1月于求是园浙江大学硕士学位论文摘要摘要随着网络通信技术的日益发展，基于无线数据传输的业务和应用越来越多，TCP协议最初针对有线网

3、络设计，为应用层提供可靠的端到端传输保障。当其被应用到无线网络或混合网络时，因为无线网络高误码率、长时延、不对称链路、间歇性连接以及带宽小且波动大等特点，传统TCP的性能受到严重影响。因此在无线网络资源有限的情况下，如何提高无线网络及混合网络环境下的TCP传输性能是一个非常有研究意义和应用价值的课题。目前基于UDP协议的多媒体业务在Intemet上应用逐渐增多，基于TCP的应用在共享网络带宽时，遭遇到不公平的“饿死现象”。因为多媒体业务大多采用UDP协议，UDP协议没有拥塞控制机制，而TCP数据流因其慢启动、拥塞避免、快速重传及

4、快速恢复等机制而无法与UDP进行公平的带宽竞争，最终有可能导致拥塞崩溃。因此，为了因特网的健康发展，有必要研究具有拥塞控制机制，能够与TCP协议公平竞争带宽的TCP．衔endly协议。然而，标准化的TFRC(TCP．衔endlyRateContn01)协议在有线无线混合链路上不能区分因拥塞而引起的丢包和无线链路错误引起的丢包，使得接收端误认为无线链路错误就是网络拥塞的信号，从而引发不必要的流量控制，导致TFRC性能的下降。本文研究分析了有线无线混合网络的传输效率，一方面，从减少无线丢包的角度考虑，分析无线网络传输中丢包率与包长和

5、误码率的关系，建立带宽有效利用率的计算公式，研究发现在误码率一定的情况下，存在最优包长使得带宽有效利用率最大化；另一方面，从提高端到端传输速率的角度考虑，分析传输速率模型，提出期望传输次数，并将期望传输次数引入传输速率公式，建立有效传输速率模型。并对两方面的结果进行综合分析，针对网络吞吐量最大化的优化目标进行数值求解，得出最优包长与丢包率的关系数据，并对数据进行曲线拟合，得出可以用于传输控制中无线丢失处理机制的数学公式。本文在深入研究TFRC协议运行机理和混合网络传输效率的基础上，设计了II浙江大学硕士学位论文摘要一种适合有线无

6、线混合网络的WM．TFRC传输控制协议。WM．TFRC协议采用改进的Biaz区分算法对分组丢失进行区分，弥补了TFI地不能区分无线误码丢包和拥塞丢包而过度减小发送速率的不足。WM．TFRC将VenoTCP吞吐量模型引入TFRC控制，对拥塞丢失进行速率调整以保证其TCP友好性和带宽的稳定性；对由无线链路错误产生的丢失，根据对混合网络传输效率模型的研究结果，采用自适应包长调整的方法提高端到端的有效数据传输效率。从而确保WM．TFRC算法在无线和有线网络中均有比较好的性能。通过NS．2仿真，在纯有线网络环境、纯无线网线环境、有线无线混

7、合网络环境以及节点移动的混合网络环境中模拟WM．TFRC的性能，并与现阶段部署的TCP．Reno及TFRCRFC3448进行对比分析。关键词：TCP．衔endly，TFRC，带宽有效利用率，有效传输速率，NS．2，丢失区分浙江大学硕士学位论文AbstractWitlltllerapiddeVelopmentofne似orkcommunicationteclulology，meservicesand印plicationsbasedon埘relessdata仃孤smissionbecomemoreandmorepopular；TCP

8、wasfirstdesignedforwiredne柳orksandproVidedend—to-endreliablenowcon仃olforapplicationlayer．Thepe响m锄ceoff10malTCPiIlwhlessne坩orkorhybr