学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Ad Hoc网络TCP性能分析及改进研究

作　者: 陈琬姝
导　师: 武穆清
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: Ad Hoc MAC协议拥塞控制 TCP Veno OPNET
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 93次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

Ad Hoc作为一种特殊的无线网络,具有组网快速方便、通信协议简单、无需任何基础设施、抗毁能力强、分布式的拓扑结构、能耗少等优点,从而有着广阔的应用前景。近年来研究发现,有线网络中广泛使用的TCP协议不能很好地运用到无线网络中。这是因为有线网络中将丢包作为拥塞的唯一标志,而无线网络中丢包除了拥塞原因外,还与无线环境的高误码率、干扰、信道的竞争、移动性带来的路由失效等有关。TCP并不能区分丢包的具体原因,一律当作拥塞的情况来处理,这样便造成了Ad Hoc网络中TCP性能的大幅下降。如何解决TCP应用于Ad Hoc网络时的性能恶化是当前亟待解决的问题。目前提高Ad Hoc网络的TCP性能的主要研究方向集中在对MAC层、网络层、传输层机制的改进。本课题对已经发表的文献中的各种改进Ad Hoc网络中TCP性能的方案进行了总结及评价。本课题在网络仿真平台OPNET中重点分析了Ad Hoc网络中TCP的稳定性和公平性,指出影响Ad Hoc网络中TCP性能的主要原因是MAC层的IEEE802.11DCF所带来的信道竞争的不公平性、隐藏终端和暴露终端问题。因此对Ad Hoc网络的MAC层进行改进,并仿真分析了改进结果,验证此改进可以改善TCP的稳定性及多条连接时的公平性问题。本课题对拥塞现象的产生进行了说明及分析,介绍了几种主要的TCP拥塞控制算法。在此基础上,分析了一种新的改进的拥塞控制算法TCP Veno,通过仿真研究TCP Veno的特性。最后针对拥塞少、误码率高及节点移动的环境,对TCP Veno提出改进,即冻结重传超时定时器及减缓往返时间增长。仿真结果验证,改进能够提高TCP Veno的吞吐量,改善TCP的性能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-13
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本文的主要工作  11
  1.4 本文的组织结构  11-13
第二章 Ad Hoc网络中的TCP性能分析概述  13-29
  2.1 Ad Hoc网络概述  13-17
    2.1.1 Ad Hoc网络的特点  14-16
    2.1.2 Ad Hoc网络的研究重点  16-17
    2.1.3 Ad Hoc网络的应用  17
  2.2 传输控制协议TCP  17-23
    2.2.1 传输控制协议TCP的基本原理  18-19
    2.2.2 传输控制协议TCP有限状态机模型  19-23
      2.2.2.1 客户端流程图  20-22
      2.2.2.2 服务器端流程图  22-23
  2.3 Ad Hoc网络中的TCP性能分析  23-29
    2.3.1 Ad Hoc网络中影响TCP性能的主要因素  23-24
    2.3.2 Ad Hoc网络中TCP的改进方案分析  24-29
      2.3.2.1 跨层方案  24-25
      2.3.2.2 非跨层方案  25-26
      2.3.2.3 几种方案所采用机制的比较分析  26-29
第三章数据链路层对TCP性能影响的分析  29-47
  3.1 Ad Hoc网络中的MAC协议  29-32
    3.1.1 隐藏终端和暴露终端  30-31
    3.1.2 二进制指数退避机制  31-32
  3.2 MAC协议对TCP性能的影响  32-42
    3.2.1 Ad Hoc网络中的TCP稳定性分析  33-36
      3.2.1.1 TCP流量稳定性的仿真  33-36
      3.2.1.2 TCP流量稳定性分析  36
    3.2.2 Ad Hoc网络中的TCP公平性分析  36-42
      3.2.2.1 TCP公平性的仿真结果  37-38
      3.2.2.2 TCP流量公平性分析  38-39
      3.2.2.3 TCP对接入顺序的公平性  39-42
  3.3 MAC协议的优化方法  42-45
    3.3.1 增加MAC层的最小竞争窗口  42-44
      3.3.1.1 仿真结果  42-43
      3.3.1.2 比较分析  43-44
    3.3.2 改进退避机制  44-45
      3.3.2.1 仿真结果  44
      3.3.2.2 比较分析  44-45
  3.4 小结  45-47
第四章网络层TCP性能分析  47-51
  4.1 Ad Hoc网络中的路由协议  47-48
  4.2 路由协议对TCP性能的影响  48-49
  4.3 Ad Hoc网络中路由协议的分析与比较  49-50
  4.4 小结  50-51
第五章 TCP的拥塞控制机制  51-71
  5.1 拥塞控制基本概念  51-52
    5.1.1 拥塞的定义  51
    5.1.2 拥塞发生的原因  51-52
    5.1.3 TCP拥塞控制机制  52
  5.2 TCP拥塞控制算法  52-56
    5.2.1 慢启动  53
    5.2.2 拥塞避免  53-54
    5.2.3 快速重传  54-55
    5.2.4 快速恢复  55-56
  5.3 TCP拥塞控制算法的演进  56-59
    5.3.1 最早的TCP实现  56
    5.3.2 TCP Tahoe  56-57
    5.3.3 TCP Reno  57
    5.3.4 TCP NewReno  57-58
    5.3.5 TCP SACK  58
    5.3.6 TCP Vegas  58-59
  5.4 TCP Veno拥塞控制算法  59-69
    5.4.1 TCP Veno  59-61
      5.4.1.1 拥塞丢包和随机丢包的区分算法  60
      5.4.1.2 TCP Veno拥塞控制机制  60-61
    5.4.2 TCP Veno性能分析  61-68
      5.4.2.1 不同误码率的TCP Veno性能  61-66
      5.4.2.2 节点移动的TCP Veno性能  66-68
    5.4.3 TCP Veno改进分析  68-69
  5.5 小结  69-71
第六章总结及展望  71-73
参考文献  73-77
致谢  77

Ad Hoc网络TCP性能分析及改进研究

内容摘要

全文目录

相似论文