确保最小发送速率的TCP友好拥塞控制算法

不错的

2003年10月

第24卷 第10期通 信 学 报JOURNAL OF CHINA INSTITUTE OF COMMUNICATIONSVol.24 No.10October 2003

确保最小发送速率的TCP友好拥塞控制算法徐永红李千目

南京理工大学 计算机系

摘 要该算法通过将网络结点和端点相结合

使之体现对TCP数据流的友好性

提供带优先级包标记的MRED算法

本算法有效性拥塞控制

中图分类号TCP友好性服务质量A 文章编号得到仿真实验验证了Department of Computer, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China2003-05-22基金项目69973020国防科工委应用基础基金资助项目作者简介1971-男南京理工大学博士生计算机网络资源管理1960-男副教授主要研究方向为网络安全李千目江苏南京人主要研究方向为网络故障诊断等1943-女南京理工大学教授

主要研究方面为人工智能2002-04-22

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通 信 学 报2003年

1 引言近年来视频会议基于UDP协议的应用系统在Internet带宽所占的比例越来越大

当基于TCP的应用和基于UDP的应用共享带宽时而TCP流因其慢启动快速重传和快速恢复[2,3]的拥塞机制而饥饿由此出现两个必须解决的问题

（２）如何保证UDP应用的服务质量

保证其具有TCP友好性是业界研究的一个热点

Padhye[7]指出了端到端拥塞控制对防止网络崩溃的极端重要性

且证明了与TCP流的公平性

认为可通过分组丢弃来惩罚不受拥塞控制的会话,以维护数据流的公平性

如LECN

[9]以避免端点通过分组丢失或者超时获悉拥挤所需要的额外代价

但却没能解决基于UDP应用的另一个重要问题服务质量IETF提出了基于

RSVP

ºÍÏàÓ¦·þÎñÀàÐ͵ļ¯³É·þÎñ¿ò¼ÜINTSERV[10]²¢´ó´óÔö¼Ó·ÓÉÆ÷´¦Àí¸ºµ£IETF又提出区分服务框架,将大部分处理负荷退到边界路由器每站行为但这种方法将大大增加边界路由器处理负荷拥塞控制机制本文提出的确保

最小发送速率TCP友好拥塞控制算法

2 确保最小速率TCP友好拥塞控制算法

CQTCCA设计的主要目标是

(2)使基于UDP的应用体现与TCP数据流的友好性

CQTCCA采用以下步骤来实现上面的两个目标

根据给定的可容忍丢包率和RTT计算可保证服务质量的最小发送速率r

计算当前时刻可获得的发送速率R则建立连接否则等待一段时间再尝试发起连接如果r>R²¢½«Êý¾Ý°ü¼ÓÉϱê¼Çºó·¢ËÍ则中断本次连接

采用改进的RED算法MREDÏÂÃæ¸ø³ö¸÷²½ÖèµÄÏêϸ˵Ã÷是一种与TCP数据流在共享带宽情况下

文献[7]中具有TCP友好性数据流的最大发送速率为

R=f(Wmax,RTT,RTT0,p,size)12

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第10期徐永红等133

R为数据流发送速率Wmax取为发送端和接收端申明窗口的较小值

RTT0为重传超时时间从式CQTCCA算法需要发送方和接收方的相互信息传递

接收端的数据包头为Rec_Head=(seqc1, seqc2, seqc3, seqc4, seqc5, seqc6, seqc7, seqc8,timetamp,time_ack,seq)

½«·¢ËÍÒ»¸ö·´À¡ÐÅÏ¢°üACK

»¹°üº¬ÁËÇ°7

个数据包k 1Á¬½Ó½¨Á¢ºó½«ÖØмÆËãRTT此周期的发送速率为riM为发送周期时间间隔接收方维护一个本发送周期内所发送出去的数据包状态信息表

第一部分标记某包是否收到的3个状态

（２）Ｌｏｓｔ（丢失)第二部分存放的是此包超时信息

(1) RTT和RTT0计算在连接建立初始阶段

序列号为k的信息包后同时

收到一个ACK后由下式计算RTTk

RTTk=tnow time_ack

由于网络的复杂性接收端每收到一个发送端在每(5)为此采用平均RTTk作为下一个

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发送周期的RTT值

wi为权重

１／２

／２１１

（７）

引入式(6)是为达到平滑RTT的目的n为最近几次计算RTT的个数

根据最近的几次包返回的信息计算出的RTT具有较大的权值1其权值也越小连接建立后的RTT值计算和连接建立初始阶段类似理论推算TCP重传超时RTT0时间为RTT的两倍

(2) p的计算

假定当前发送周期为iｊ为第i 1和i周期内包状态信息表中标记其状态为Unknown的序列号最小的数据包α为收到ACK信息的最大序列号的数据包

在j和ni之间且超时时刻小于ti的数据包标记为Lost

Æä״̬Ϊδ֪µÄÊý¾Ý°ü±ê¼ÇΪLost

且标记为Received的数据包个数

则丢包率packi计算如下

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²ÉÓÃƽ»¬Â˲¨·½·¨¼ÆËãpi

(9)pi=α×packi+(1 α)pi 1

其中α(0<α<1)为调整因子

(3) 确保QoS的最小发送速率计算

实时Internet多媒体数据流的传输质量主要取决于丢包率对每个具体应用用式可计算出保证其质量的最小发送速率RminÀûÓÃʽ(6)和式(9)计算出RTT和p

将Rth和当前实际发送速率Ract相比较如果Rth<Rmin∈ ∪ ±≤© © ≥ ∠∫∝ ∈ √ 且在本周期内发送的每一个数据包的包头中加一标记位如果RminRthRact

Ó¦¼õÉÙ·¢ËÍËÙÂÊʹµÃRact=Rth进入慢加速状态为保证其发送速率的平滑性即

R=size/RTT(10)综上所述在连接初始阶段则等待一段时间后再尝试发起连接可设置一个阈值β

使β=β 1则说明网络发生严重拥塞此时应关闭这次对话Marked_RED

本文采用的路由器队列管理策略是对RED[8]的改进其算法如下

则按照RED算法对包处理

{Count=Count+1;

Pb=maxp(avg minth)/(maxth minth)

Pa= Pb (1 Count

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Else //如包被标记则转发此包

Transmit this packet;

}

Else if maxth <= avg // 如果maxth <= avg

则转发选择的包

Transmit this packet;其中Pa为当前分组被丢弃概率

节点每收到一个新包就要更新平均队列长度avgÔò°´ÕÕRED算且avg<maxthÈç¹û¶ …… 此处隐藏：10123字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……