《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 通信與網絡 > 設計應用 > TCP Vegas擁塞避免機制的改進算法
TCP Vegas擁塞避免機制的改進算法
來源:電子技術應用2013年第6期
曹 新, 董 瑋, 譚一酉, 倪長寶
大連東軟信息學院 計算機科學與技術系,遼寧 大連116023
摘要: TCP Vegas協議在許多方面的性能比傳統的TCP協議優越,但是TCP Vegas在擁塞避免機制上存在一些問題,包括與TCP Reno競爭時性能較差、對先前的連接不公平等問題。針對上述問題提出了一種改進的擁塞避免算法TCP Vegas-N,該算法不依賴于其他因素,可在端節點上運行。仿真實驗結果表明,改進的算法在有線網絡中能獲得更好的性能,對解決上述Vegas存在的問題達到了良好的效果。
中圖分類號: TP393
文獻標識碼: A
文章編號: 0258-7998(2013)06-0100-03
Enhanced TCP Vegas congestion avoidance mechanism
Cao Xin, Dong Wei, Tan Yiqiu, Ni Changbao
Dalian Neusoft Institue of Information, Computer Science and Technical Department, Dalian 116023, China
Abstract: TCP Vegas’performance is better than the traditional TCP protocol in many ways.However,studies have shown that TCP Vegas has some defects in its congestion avoidance mechanism.They include that TCP Vegas has a poor performance when it competes with TCP Reno and it is not fair to the previous connections.To solve these problems,the authors proposed an improved congestion avoidance algorithm called TCP Vegas-N.The algorithm did not depend on the other factors and hence could be implemented solely at the end host.The experimental results show that the improved algorithm can get better performance in the wired network and it is a good solution to the problems of the Vegas.
Key words : congestion control;TCP Vegas; round trip time; fairness; NS2

    目前在Internet中廣泛使用且較為成熟的算法是TCP Reno,它通過觀測發送端數據包的丟失來估計當前網絡的可用帶寬,調整擁塞控制窗口以調節發送速率。TCP Vegas是TCP Reno的改進算法,其在發生丟包之前就可以根據往返時間RTT(Round Trip Time)來調整窗口大小。TCP Vegas比TCP Reno能夠更好地利用帶寬,且吞吐量穩定[1]。但是其自身也存在一些無法解決的問題,如公平性、響應不及時以及為保持吞吐量的穩定而不能最大限度地利用帶寬等問題,從而很大程度地限制了它的實際應用性。

    以往的研究中,大多只對TCP Vegas的某一方面進行了改進[2-3],雖然效果有所提升,但不能從根本上改變TCP Vegas存在的問題。本文通過建立TCP Vegas網絡的數學模型,從理論上分析了TCP Vegas在擁塞避免階段的競爭能力處于明顯劣勢的原因,并提出一種TCP Vegas擁塞避免機制的改進算法,分別從數學模型分析與網絡狀況仿真等兩個方面驗證了改進算法,該算法可以改變TCP Vegas擁塞避免機制所帶來的固有問題。

    TCP Vegas根據預期傳送率和實際傳送率之間的差異值來調整cwnd的大小。當diff的值大于β時,意味著傳送速率太快,應該減小cwnd的值以減緩傳送的速率。反之,當diff的值小于α時,則表明傳送速率較慢,應該加大cwnd的值,以增加傳送的速率。
2 TCP Vegas存在的不足及原因分析
    (1)路徑變更問題。由于Base_rtt是最小的回路響應延時。當文件傳輸過程中路徑發生變化時,如果新的路徑有一個較長的延時,TCP Vegas連接不能推斷這個長的rtt是由擁塞還是變更路徑造成的。由于TCP Vegas把rtt的增大都視為擁塞造成的,因此減少了擁塞窗口,進而導致吞吐量退化。
   (2)不公平性問題。 由于期望吞吐量的計算是基于
Base_rtt的測量。當新的連接開始發送數據而其他的連接仍然存在時,其Base_rtt必定會大于其他連接的Base_rtt,因此它比其他的連接更容易增加擁塞窗口。新的連接能夠獲得更高的帶寬,從而導致在TCP Vegas連接中帶寬的不公平分配。
   (3)帶寬利用問題。由于TCP Vegas為了保證其發送速率的穩定性,將rtt中的最小值作為Base_rtt來計算期望吞吐量,在很大程度上限制了發送窗口的增大,從而不能最大限度地利用有效帶寬,在保持穩定性的同時,犧牲了帶寬利用率。
    (4)響應不及時問題。由于TCP Vegas擁塞避免階段所使用的rtt為所有rtt的平均值,因此rtt的變化不能隨著實時rtt的變化而及時變化,導致TCP Vegas對現有網絡擁塞狀況感知比較遲緩,不能對網絡變化及時做出響應。
    (5)不兼容性問題。當TCP Vegas和TCP Reno共享一個瓶頸連接的時候,TCP Reno持續地增加窗口大小直到檢測到一個包的丟失。隨著TCP Reno窗口的不斷增大,鏈路中rtt的值會迅速增大,而TCP Vegas則認為這是擁塞信號,減少擁塞窗口,因此,TCP Reno會竊取TCP Vegas的帶寬,這種不兼容性限制了Vegas的采用。
3 TCP Vegas擁塞避免機制的算法改進
    在TCP Vegas-N中,對Base_rtt和rtt的值選取方式做了改進,使其能夠與網絡情況動態聯系起來,并改進了diff的計算方法,使其更能及時準確地反應網絡狀況,從而較好地彌補了上述缺點,改進部分的代碼如下:
     將rtt的取值由平均值改為實時值:
     rtt = currentTime - v_begtime_;
     將Base_rtt由最小值改為rtt的加權值,使Base_rtt隨著rtt變化而及時變化:
     if (rttLen ≤ 1)
         Base_rtt = rtt;
    else
        Base_rtt = Base_rtt*a+rtt*(1-a);
    其中a為0~1的加權因子,a值越小,Base_rtt隨rtt的變化越及時(本文實驗中a的取值為0.3)。
    用新的計算公式來計算diff值:
  b= Base_rtt/rtt;
     diff=(1-b*b*b)*cwnd(t)+c;
其中c為常數,本文實驗中取值為0.999 999 999。α取1, β取3。
4 仿真實驗和性能分析
    為了驗證改進算法的有效性,本文利用網絡仿真軟件NS2基于圖1中的拓撲結構對原始擁塞控制算法和改進算法進行了仿真實驗對比。

    實驗2:驗證公平性問題。建立兩條鏈路,兩條鏈路相隔5 s開始,時間設為100 s。
    圖4為TCP Vegas兩條鏈路相隔5 s后出發的擁塞窗口情況,后開始的鏈路的Base_rtt大于先前的Base_rtt,從而將會更大地增加發送窗口,導致了不公平性的發生。圖5為改進后的TCP Vegas擁塞窗口情況,保持了良好的公平性。

    實驗3:驗證響應不及時問題。建立三條鏈路,兩條鏈路在0秒同時開始,第三條鏈路在第100秒開始,第200秒結束,總時間設為300秒。
    在圖6中,當第三條鏈路在第100 s開始時,TCP Vegas只有第一條鏈路感知到了網絡擁塞變化,并降低了發送窗口。在第200秒時,當第三條鏈路結束發送,前兩條鏈路仍然保持原來發送窗口不變。而在圖7中,TCP Vegas-N可以根據網絡擁塞情況及時做出反應,既保證了各條鏈路的公平性,同時又充分利用了有效帶寬。

 

 

    本文從Base_rtt和rtt的值選取方式入手,通過改進TCP Vegas擁塞避免算法,立足于解決TCP Vegas的固有問題。仿真實驗表明,改進后的算法有效地解決了TCP Vegas本身所存在的公平性、路由更換、帶寬利用和響應不及時等問題。本文給出了詳細的算法描述,該算法只需在發送端進行修改,不需要修改中間路由器,易于網絡實施。
參考文獻
[1] Chan Yicheng, LIN C L,CHAN C T,et al. Improving  performance of TCP Vegas for high bandwidth-delay product networks[C]. Proc of the 8th International Conference  on Advanced Communication Technology.2006:464.
[2] 李鵬,陳元琰,羅曉署.無線異構網絡環境中基于擁塞狀態區分的TCP Vegas改進算法[J].計算機應用,2010,30(2):309-311.
[3] 王云濤,方建安,張曉輝.基于TCP Vegas的網絡擁塞控制改進算法[J].計算機應用研究,2009,26(12):4645-4647.
[4]  BRAKMO L S, O′MALLEY S W, PETERSON L. TCP  Vegas:New techniques for congestion detection and avoidance[J].IEEE/ACM Transactions on Networking,1994,24(4):1024-1035.

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
亚洲一区二区欧美_亚洲丝袜一区_99re亚洲国产精品_日韩亚洲一区二区
免费成人激情视频| 国产一区二区三区精品欧美日韩一区二区三区 | 久久久蜜桃一区二区人| 午夜日韩在线| 亚洲欧美在线网| 亚洲综合色在线| 亚洲免费影院| 性欧美video另类hd性玩具| 亚洲一区三区电影在线观看| 在线午夜精品| 亚洲一区二区四区| 亚洲一区二区久久| 亚洲一区二区成人在线观看| 亚洲资源在线观看| 午夜一区在线| 欧美一区二区三区在线视频 | 久久久精品国产一区二区三区 | 亚洲天堂免费观看| 亚洲天堂免费观看| 亚洲欧美日本伦理| 性久久久久久久久久久久| 欧美一区二区黄| 久久久国产一区二区三区| 久久亚洲欧美| 欧美大秀在线观看| 欧美日本在线一区| 国产精品国产三级国产普通话三级| 欧美性大战xxxxx久久久| 国产精品欧美日韩| 韩国一区二区三区在线观看| 精品1区2区3区4区| 亚洲黄色片网站| 一区二区久久久久久| 亚洲女女女同性video| 欧美在线电影| 亚洲美女毛片| 亚洲欧美中文日韩v在线观看| 久久成人免费| 欧美xart系列高清| 欧美日韩亚洲一区二| 国产美女精品在线| 在线欧美不卡| 一本色道久久综合| 欧美在线视频免费观看| 亚洲精品久久久久久下一站| 亚洲一区二区三区四区中文 | 亚洲第一黄网| 99精品热视频| 性欧美暴力猛交69hd| 麻豆精品国产91久久久久久| 欧美日韩免费一区| 国产日韩一区二区三区在线播放 | 国产精品天天摸av网| 狠狠色丁香婷婷综合| 亚洲片区在线| 亚洲欧美日韩精品久久| 最新国产成人av网站网址麻豆| 一区二区三区免费在线观看| 久久国产精品黑丝| 欧美日韩1区2区| 国产日韩精品综合网站| 91久久精品久久国产性色也91| 亚洲一区二区av电影| 亚洲精品1234| 欧美在线播放高清精品| 欧美成人在线影院| 国产精品视频自拍| 亚洲精品欧洲精品| 欧美影视一区| 亚洲男人第一av网站| 欧美大片第1页| 国产亚洲欧美色| 日韩一区二区福利| 亚洲国产精品一区二区尤物区| 亚洲伊人久久综合| 欧美不卡三区| 国产欧美在线看| 一本色道久久加勒比88综合| 亚洲国产精品专区久久| 午夜视频一区在线观看| 欧美激情一区二区| 国内精品国产成人| 亚洲欧美成人综合| 亚洲天堂偷拍| 欧美精品乱人伦久久久久久 | 午夜久久久久| 亚洲一区二区黄| 欧美精品综合| 亚洲第一免费播放区| 欧美一区二区三区在线观看| 亚洲自拍偷拍网址| 欧美日韩国产色综合一二三四 | 亚洲黄色视屏| 亚洲精品1区2区| 久久久久一区二区| 国产欧美日韩免费| 亚洲网站在线看| 一区二区三区导航| 欧美激情综合在线| 亚洲电影免费观看高清完整版| 欧美亚洲在线| 欧美亚洲日本网站| 欧美无乱码久久久免费午夜一区| 亚洲黄网站黄| 日韩视频精品| 欧美jizz19性欧美| 亚洲国产精品999| 亚洲国产一区二区三区青草影视 | 香蕉成人啪国产精品视频综合网| 欧美日韩国产va另类| 亚洲国产高清视频| 亚洲日本视频| 欧美大学生性色视频| 在线看日韩av| 亚洲激情在线播放| 女人色偷偷aa久久天堂| 在线精品视频一区二区| 亚洲大片在线观看| 免费不卡视频| 亚洲国产乱码最新视频| 最新69国产成人精品视频免费 | 欧美激情精品久久久久久| 亚洲国产精品精华液2区45| 亚洲国产欧美日韩| 美日韩精品视频| 亚洲国产高清视频| 亚洲乱码国产乱码精品精天堂| 免费在线观看日韩欧美| 亚洲大片免费看| 日韩视频中文字幕| 欧美日韩亚洲一区二区三区在线 | 国内精品久久久久久| 新狼窝色av性久久久久久| 久久不射网站| 激情久久五月| 亚洲精品欧美精品| 欧美日韩亚洲一区二区三区四区| 夜夜躁日日躁狠狠久久88av| 亚洲欧美日韩一区在线| 国产精品一区二区在线观看不卡 | 欧美中文字幕视频在线观看| 久久久高清一区二区三区| 国语自产精品视频在线看抢先版结局 | 亚洲综合视频网| 久久久久久久久久看片| 激情亚洲一区二区三区四区| 最新国产成人在线观看| 欧美日韩国产小视频在线观看| 一区二区三区精品视频在线观看| 亚洲专区国产精品| 国产一区二三区| 亚洲毛片网站| 国产精品久久久久国产a级| 欧美一区二区三区日韩| 久久亚洲美女| 亚洲精品一区二区三区四区高清| 亚洲免费在线播放| 好吊色欧美一区二区三区视频| 亚洲精品视频在线观看免费| 欧美性理论片在线观看片免费| 午夜精品美女自拍福到在线| 麻豆国产精品va在线观看不卡| 亚洲精品视频中文字幕| 欧美在线观看视频一区二区三区 | 亚洲精品视频免费| 欧美一区二区日韩一区二区| 欲香欲色天天天综合和网| 在线视频欧美精品| 国产亚洲二区| 在线一区日本视频| 国产在线高清精品| 在线视频你懂得一区| 国模私拍一区二区三区| 99亚洲一区二区| 国产亚洲欧洲| 夜夜嗨av一区二区三区四季av| 国产亚洲精品久| 一区二区三区久久| 黄色小说综合网站| 亚洲欧美日韩久久精品| 亚洲第一天堂av| 欧美亚洲免费在线| 亚洲精品国产无天堂网2021| 久久精品国产77777蜜臀| 亚洲免费激情| 久久野战av| 亚洲一区二区三区在线视频| 欧美a级片一区| 欧美亚洲一区| 欧美日韩在线播放三区| 亚洲国产精品第一区二区三区| 国产精品地址| 日韩午夜在线电影| 狠狠色丁香久久婷婷综合_中| 亚洲综合色婷婷| 亚洲精选一区二区| 免费在线亚洲| 久久xxxx| 国产欧美一区二区三区久久| 一区二区高清视频|