卫星IP网络的TCP拥塞控制算法性能分析

对用于卫星网络传输控制协议(TCP)改进版本的TCP-Vegas,TCP-Hybla,TCP-Westwood三种拥塞控制算法网络性能进行了仿真研究。在两种实验场景中用网络仿真器和MATLAB软件分析了三种算法的吞吐量、拥塞窗口和公平性等性能。其中:第一组两个数据流的TCP拥塞控制算法相同,考验各种算法在卫星链路中单独存在时的性能;第二组以传统地面网络使用的TCP-Reno为对照数据流,考察各算法与Reno竞争时的性能。结果发现:三种算法的吞吐量均较Reno有所增大,Westwood提升最多,Hybla次之,Vegas最少;Vegas的拥塞窗口较小,Hybla,Westwood的拥塞窗口则较大;Hybla,Westwood的公平性良好,Vegas的公平性较差,甚至劣于Reno。分析为新拥塞控制算法研究提供了理论准备和仿真基础,并提出了融合各改进版本TCP优点的研究方向。     

具有星上处理能力的点波束同步卫星网络中的TCP拥塞控制

如何提高同步卫星网络中的TCP业务传输效率,一直是卫星网络中的重要问题,针对星地链路的长延时、突发误码等问题提出很多方案,但大都是要对TCP终端进行改进,存在扩展性方面的问题。针对具有星上处理能力的点波束同步卫星网络下的TCP业务传输,从提高系统总吞吐量的角度,提出一种只需要在星上处理器和地面接入网关中进行相应修改的拥塞控制机制,该机制对TCP业务终端的行为没有任何限定,且具有很好的兼容性和可扩展性。系统仿真证明了该机制能够显著地提高GEO卫星系统的性能。     

SaclTCP:基于跨层设计的卫星网络传输协议

卫星网络大时延、高误码率及链路不对称等特点,使得TCP/IP协议无法提供令人满意的服务。针对卫星网络的特点,设计了SaclTCP协议,采用跨层设计思想减少层次网络的冗余性,实时获取网络状态信息。协议根据链路层反馈的有效带宽信息准确地设定拥塞窗口门限阈值;在网络层对路由器缓冲队列进行管理,计算网络发生拥塞的概率并发送显示拥塞通知反馈给发送方传输层;还可区分丢包原因,避免由于传输错误造成的发送窗口减小。实验结果表明与传统协议相比,极大提高了传输性能。     

网络拥塞控制概述

论文介绍了网络拥塞的相关知识,着重分析了网络拥塞产生的原因及其危害,并结合实际提出了避免网络拥塞的策略,（1）合理设计网络拓朴结构;（2）合理设计路由器的缓冲区;（3）增加资源能力;（4）均衡链路负载。由此可以看到,网络拥塞控制必须协调数据源和网络中间节点,乃至客户机一起协调工作。     

一种改进的卫星宽带网络拥塞控制算法

以卫星宽带网络为应用背景,从卫星宽带网络的特点出发,设计并实现了一种新 的TCP拥塞控制算法——TCPCA。针对卫星网络高误码率的特点,在接收端采用了Casablan ca分类器区分链路丢包和拥塞丢包。为了克服由大时延带来的重传时间间隔过大的缺点,采 用了批量重传来及时重传丢失的报文段;同时针对大时延致使网络恢复时间延长的缺点,在 发送端采用智能窗口调整策略,避免由于链路错误而减小发送窗口导致的吞吐量下降。利用 仿真软件NS2,通过和传统的TCP拥塞控制机制相比较,TCPCA算法能够提高吞吐量,并且保 证了公平性和友好性。〖JP〗     

基于探测机制的卫星链路拥塞控制算法研究

分析了目前卫星链路拥塞控制算法的研究现状,重点介绍了一种基于探测机制的拥塞控制算法,即通过发送低优先级且不携带有用信息的哑元来探测网络资源的可用性,改进并形成了新的拥塞控制算法。文章对该算法进行了详细分析,并运用OPNET仿真工具进行了网络仿真,在建立的网络模型中对新旧算法进行了比较。仿真结果表明,该算法能够提高卫星链路TCP连接的初始阶段以及链路出错条件下的吞吐量。     

SCPS-TP协议用于LEO卫星网的性能分析与改进

SCPS-TP是空间通信传输协议,可用于卫星网络。为分析SCPS-TP在LEO卫星网中的性能和选择合适的拥塞避免机制,进行原理分析和仿真实验。在LEO卫星网中的典型时延和误比特率条件下,SCPS-TP协议采用Ve-gas机制比Van Jacobson机制能达到更好的性能。但LEO卫星网中存在的切换和路径改变情况会严重降低Vegas机制的性能。对此提出一种利用SCPS-NP包头信息感知路径变化和更新时延基准的改进方法,具有较好的可实现性。仿真结果表明,此举能明显提高SCPS-TP协议在LEO卫星网路径改变时的性能。     

网络集成技术在控制系统中的应用研究

基于TCP/IP协议的嵌入式设备网络控制系统是当前的发展趋势,控制系统网络化发展经过了三个主要阶段,文中通过分析各阶段的特点和多种控制网络集成的方法,从网络化发展的角度来研究控制系统的发展,提出了嵌入式设备网络控制系统的模型,为实现控制和管理信息一体化提供了一条新思路.     

一种适合卫星网络的拥塞控制算法

针对卫星信道环境中存在随机误码和突发误码现象,现有TCP协议不能很好地区分数据丢失的具体原因,导致TCP协议性能下降的问题,提出了一种新的拥塞控制算法。此算法采用高低优先级数据包间隔发送的数据发送策略,并根据接收端的数据接收状况判断数据丢失的原因,采取相应的拥塞窗口控制策略。另外,为了减少反向链路带宽的占用,接收端采取周期发送应答信息的策略。应答信息包含了数据接收的整个状态。通过与当前多种针对此问题的协议进行仿真比较,所提出的拥塞控制算法不仅可以有效地区分数据丢失原因,提高前向链路吞吐量,而且还降低了反向链路的带宽占用。     

一种基于多MPP的多径MESH网络路由协议

提出了一种基于HWMP的多径路由机制-MMG。新机制采用了多径多网关分流的机制,设计了多个父节点路由的方案,有效的降低了根节点拥塞的几率,提高了网络整体负载均衡能力。最后,在NS-2仿真环境下实现了文中所设计的路由机制,并与其原机制协议进行了性能对比。结果表明新的协议能有效避免节点拥塞,具有较好的动态负载均衡能力,性能优于HWMP。     

卫星接入Internet

Internet是当今网络发展的主流,其上运行的是TCP/IP协议。卫星接入Internet开辟了卫星应用的新前景,同时也为Internet注入了新的活力。本文分析了卫星接入Internet可能出现的问题,如长时延的影响、TCP窗口大小的影响、阻塞控制技术的影响等。最后提出了在目前情况下可能出现的网络构成方案。     

SCPS-TP在卫星链路上的性能测试及改进策略

给出了在实际卫星链路环境中分别使用空间通信协议标准-传输协议（Space Com-munication Protocol Standard-Transport Protocol,SCPS-TP）、TCP Hybla协议和性能增强代理网关技术（PEPsal）的链路传输速率,并对结果进行了分析和比较,表明SCPS-TP协议在高丢包率、长传输时延的卫星链路中性能最优越;提出了一种基于SCPS-TP协议的空间网络传输层加速方法改进思路,通过增加新的更具针对性的改进型拥塞控制策略,克服其原有的保守型窗口增长模式的缺点以提高链路平均吞吐量。     

基于Embest EduKit-Ⅱ的嵌入式TCP/IP协议栈精简设计与实现

嵌入式系统属于一种专用的计算机系统,其功能的简单性与TCP/IP协议的复杂性构成了矛盾,为此国内外研究出了许多的开源的嵌入式协议栈,但是那些协议栈都需要进行移植、性能测试与优化,耗时耗力。论文以Embest EduKit-Ⅱ为实验平台,设计和精简了一种针对该平台的TCP/IP协议栈,并针对LINUX2.6.30内核进行了裁剪实验。实验结果证明该设计可行,能有效的减少嵌入式系统内存空间的需求,提高通信效率。     

基于场景模型的视频无线信道鲁棒传输

根据无线信道的特点，提出了一种基于场景统计模型的联合信源信道编码和网络拥塞控制的多媒体鲁棒传输系统。首先进行场景统计模型和特性分析，采用MPEG-4分级编码将所有的层划分成几类，接着由码流对网络拥塞和重建视频质量的影响将其分成两个传输优先级队列。在传输过程中，依据信道误码率和网络丢包率进行自适应的信源不同保护等级编码和网络拥塞控制策略。试验数据表明，本方案与以前文献中提出的IPB等方案相比，能够明显的提高重建视频质量。     

借助Sniffer深入理解TCP/IP协议

TCP/IP(Transm ission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网际协议)是至今最为成功的通信协议之一,其开放性的特点,成为了Internet的基础。深入理解TCP/IP协议的结构、基本概念,对于很多人来说是较为困难的。论文借助Sn iffer嗅探工具,通过分析计算机间通信的数据包,给出了一种非常直观的理解和掌握TCP/IP协议的方法。     

TCP/IP协议中嵌入硬件设备的驱动程序设计实现

结合采用 DMA方式的 PCI高速网络数据处理卡 ,介绍 L inux系统设备驱动程序的设计方案 ,并且为满足在 TCP/ IP协议中调用数据处理卡的需要 ,对驱动程序做了必要的改动 ,提供在用户态和内核态的接口函数 ,给出具体的解决方案     

基于区域划分的星间流量均衡路由算法

将在轨运行阶段产生的大量数据尽快回传到地面信关站是提高低轨卫星网络服务能力的关键.由于地缘政治等因素,我国在海外信关站的部署受到很大限制,导致回传的流量会过度集中于某些链路,容易引起局部网络的过载甚至发生拥塞.针对此问题,提出了一种基于区域划分的流量均衡路由算法,本算法根据卫星与信关站的相对位置对星间流量进行区域划分,...     

卫星MPLS网络中一种标签检验方案

卫星通信系统不可避免会出现误码,误码会导致MPLS标签发生差错。由于目前MPLS协议没有标签检验,标签差错将造成分组错误地插入其他路径,并最终影响其业务承载性能。研究了分组“误插入”和IP数据包丢失之间的关系,建立了MPLS标签交换系统中分组“误插入”事件产生的数学模型,并提出了一种基于单奇偶校验的标签检验方案。对标签检验加入前后LSP承载TCP／IP业务的性能进行了仿真,结果表明本文提出的检验方案能够显著改善卫星MPLS系统的性能。     

一种高动态卫星网络的拥塞控制算法

针对卫星网络通信路径发生改变引起往返时延突变,导致现有的拥塞控制机制中超时重传时间估计不准确,并对拥塞窗口计算产生不利影响的问题,提出一种基于链路长度的带宽估计TCPW\|BLC算法。该算法通过计算通信链路长度合理调整拥塞窗口、慢启动阈值及超时重传定时器中相关参数的增益因子,使拥塞控制算法在往返时延突变情况下仍保持较高吞吐量,适应卫星网络动态环境特性。NS2仿真结果表明,TCPW\|BLC算法相比TCPW算法在卫星网络中吞吐量性能提高了2.8%,有效降低了时延突变给拥塞控制机制造成的不利影响。     

SYN湮没分析与对策

SYN湮没攻击是常见的、很具破坏力的DoS攻击手段.本文分析了SYN湮没和TCP拦截技术,并给出了防范SYN湮没攻击的对策和实例.