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基于TCP/IP协议的网络拥塞控制方法研究

作　者: 孙旭
导　师: 李登道
学　校: 山东科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 拥塞控制可用带宽估计慢启动拥塞避免 Opnet仿真
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 74次
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内容摘要

近年来,随着计算机网络技术的发展,网络用户急剧增加,网络规模以惊人的速度增长,网络流量也急剧增加。当网络中过多的数据包得不到及时处理时,网络的吞吐量就会降低,性能也随之下降,这种现象称为拥塞。网络拥塞问题已经成为制约网络发展和应用的瓶颈问题。本文分析研究了基于TCP/IP协议的网络拥塞控制方法,指出了一些不足之处,并在此基础上提出了一定的改进措施。本文的主要工作如下：(1)研究了网络用户可用带宽估计算法,并提出了通过扩大采样周期,来预测用户可用带宽的方法,这样得到的可用带宽估计值更能反映网络的实际数据传输能力。(2)分析了TCP拥塞控制在慢启动阶段存在的局限性,并对慢启动算法进行了改进。对网络的可用带宽进行估计,用带宽估计值来调整慢启动门限值,可以提高网络利用率。针对慢启动最后一个周期一次性投入到网络中的数据量过大,容易使网络发生震荡的情况,本文提出了慢启动后期减速算法SSLD (Slow Start Late Deceleration),该算法可以使网络以更平滑的速度过渡到拥塞避免阶段。(3)经过分析,拥塞避免阶段投入到网络的数据包的数量很接近网络的可用带宽,因此,本文提出一些改进措施,有效延长拥塞避免阶段所经历的时间,使网络长时间停留在拥塞避免阶段,提高网络的利用率。(4)对于IP层的分组丢弃策略进行了分析,并在RED算法的基础上提出了早期预测暂缓发送PEPS (Predict Early Postpone Sending)策略。该策略能提前预知目的路由器丢弃分组的行为,从而提前采取措施以某种概率暂缓发送分组,减少了丢包的概率,从而使源端减少重传次数,减轻了网络的负担。(5)针对本文提出的改进算法,搭建了相应的仿真实验平台,通过实验平台对改进的算法进行模拟处理。结果表明,改进的可用带宽估计算法能更好的预测网络带宽的使用情况；当数据包增长到一定数量时SSLD算法的丢包率小于现有的算法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
1 绪论  12-17
  1.1 研究背景和研究意义  12-14
  1.2 网络拥塞产生的原因  14-15
  1.3 论文的研究内容及组织结构  15-17
2 拥塞控制原理及研究现状  17-26
  2.1 拥塞控制原理  17-22
  2.2 研究现状  22-25
  2.3 本章小结  25-26
3 网络用户可用带宽估计方法的改进  26-29
  3.1 可用带宽估计的必要性  26
  3.2 可用带宽估计方法  26-27
  3.3 可用带宽估计方法的改进  27-28
  3.4 本章小结  28-29
4 TCP/IP拥塞控制方法的改进  29-41
  4.1 慢启动算法的改进  29-35
  4.2 拥塞避免算法的改进  35-37
  4.3 IP层拥塞控制方法的改进  37-40
  4.4 本章小结  40-41
5 仿真实验及结果分析  41-51
  5.1 opnet仿真技术  41-44
  5.2 仿真实验环境  44-49
  5.3 基于带宽估计的拥塞控制改进方法的仿真结果分析  49-50
  5.4 本章小结  50-51
6 总结与展望  51-53
  6.1 总结  51-52
  6.2 展望  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-58
攻读硕士期间主要成果  58

基于TCP/IP协议的网络拥塞控制方法研究

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