【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境也變得日益復(fù)雜。在地面互聯(lián)網(wǎng)中,傳輸帶寬越來(lái)越高,鏈路構(gòu)成越來(lái)越復(fù)雜;而在一些特殊網(wǎng)絡(luò)中,如衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中,通信距離越來(lái)越遠(yuǎn),傳播延時(shí)越來(lái)越大,這都為當(dāng)前的TCP傳輸協(xié)議帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。鑒于此,更多的擁塞控制方案被提出使得這個(gè)領(lǐng)域成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)一系列常見(jiàn)的擁塞控制算法(TCP-Reno、TCP-Cubic、TCP-Hybla、TCP-Vegas、TCP-Westwood、TCP-BBR和PCC)進(jìn)行了理論研究,分析這7種算法針對(duì)傳統(tǒng)的擁塞控制算法的改進(jìn)點(diǎn)以及在空間通信中的適應(yīng)性。在理論分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)搭建地面和空間通信的仿真場(chǎng)景對(duì)7種擁塞控制算法進(jìn)行性能評(píng)估。對(duì)基于TCP改進(jìn)的協(xié)議我們主要關(guān)注的性能參數(shù)是發(fā)送端的擁塞窗口、慢啟動(dòng)閾值和吞吐量,而對(duì)于PCC協(xié)議主要關(guān)注發(fā)送端的發(fā)送速率和吞吐量。場(chǎng)景的搭建工作本文通過(guò)TC和Netem來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整仿真鏈路的信道參數(shù),信道參數(shù)包括往返延時(shí)、信道帶寬和信道丟包率。往返延時(shí)的設(shè)定按照地面網(wǎng)絡(luò)、低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和GEO骨干網(wǎng)絡(luò)的往返延時(shí)來(lái)設(shè)定。由于要對(duì)每個(gè)信道參數(shù)組合進(jìn)行多輪仿真測(cè)試,為了防止在設(shè)定發(fā)送端參數(shù)和信道參數(shù)的過(guò)程中出現(xiàn)人為錯(cuò)誤因此具體的仿真工作本文主要通過(guò)編寫(xiě)自動(dòng)化仿真測(cè)試工具來(lái)動(dòng)態(tài)的變更測(cè)試場(chǎng)景。仿真工作完成后要根據(jù)各算法的性能參數(shù)來(lái)分析在不同的通信場(chǎng)景中特別是空間通信場(chǎng)景中算法的性能表現(xiàn)為空間通信中的算法選擇提供重要參考。同時(shí),新的擁塞控制算法不斷被提出,但在全球范圍內(nèi)更多的機(jī)器協(xié)議棧還構(gòu)建在傳統(tǒng)的擁塞控制算法之上,因此新算法如何和傳統(tǒng)的擁塞控制算法保持良好的公平性尤為重要,擁塞控制算法的傳輸公平性不但影響到現(xiàn)有通信節(jié)點(diǎn)能否有效地利用鏈路帶寬,而且注重對(duì)算法傳輸公平性的影響對(duì)新算法的普及有重大意義。本文我們通過(guò)對(duì)新算法和TCP-Reno算法的傳輸公平性進(jìn)行測(cè)試評(píng)估讓我們對(duì)這些新算法有更清晰的認(rèn)識(shí)。
[Abstract]:With the rapid development of Internet technology, the current network communication environment has become increasingly complex. In the terrestrial Internet, the transmission bandwidth is increasing and the link composition is becoming more and more complex; in some special networks, such as satellite networks, the communication distance is getting farther and farther, and the propagation delay is increasing. This brings unprecedented challenges to the current TCP transport protocol. In view of this, more congestion control schemes have been proposed to make this field a research hotspot. In this paper, a series of common congestion control algorithms (TCP-Reno,TCP-Cubic,TCP-Hybla,TCP-Vegas,TCP-Westwood,TCP-BBR and PCC) are studied in theory, and the improvement points of the traditional congestion control algorithms and their adaptability in space communication are analyzed. On the basis of theoretical analysis, the performance of seven congestion control algorithms is evaluated by setting up simulation scenes of ground and space communication. For the improved protocol based on TCP we mainly focus on the performance parameters of the sender congestion window slow start threshold and throughput while for the PCC protocol we mainly focus on the sending rate and throughput. In this paper, the channel parameters of the simulation link are dynamically adjusted by TC and Netem. The channel parameters include round-trip delay, channel bandwidth and channel packet loss rate. The round-trip delay is set according to the round-trip delay of terrestrial network, Leo satellite network and GEO backbone network. Because of the multiple rounds of simulation testing for each combination of channel parameters, In order to prevent human error in the process of setting the parameters of the transmitter and the channel, the specific simulation work is mainly by writing the automatic simulation test tools to dynamically change the test scenario. After the simulation work is completed, it is necessary to analyze the performance of algorithms in different communication scenarios, especially in space communication scenarios, according to the performance parameters of each algorithm, which provides an important reference for the selection of algorithms in space communication. At the same time, new congestion control algorithms have been proposed, but more and more machine protocol stacks are built on the traditional congestion control algorithms around the world. Therefore, it is very important for the new algorithm to maintain good fairness with the traditional congestion control algorithm. The fairness of congestion control algorithm not only affects whether the existing communication nodes can use the link bandwidth effectively. Moreover, it is of great significance for the popularity of new algorithms to pay attention to the transmission fairness of the algorithm. In this paper, we test and evaluate the transmission fairness of the new algorithm and TCP-Reno algorithm, so that we have a clearer understanding of these new algorithms.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP393.06

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本文編號(hào)：2219453