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        基于衛(wèi)星的TCP慢啟動算法的改進(jìn)

        2012-12-31 00:00:00周明姜月秋張峻崐
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2012年36期

        摘 要:空間數(shù)據(jù)傳輸誤碼率高、數(shù)據(jù)往返時延長、非對稱信道、間歇性鏈路中斷等特點,使傳統(tǒng)的TCP協(xié)議在空間鏈路上的傳輸性能受到嚴(yán)重的影響。該文通過增大慢啟動中擁塞窗口的初始值對慢啟動進(jìn)行改進(jìn)。并用NS-2進(jìn)行仿真,證明大的cwnd能來減少慢啟動所需時間,提高TCP協(xié)議性能。

        關(guān)鍵字:空間通信 TCP 性能改進(jìn) NS2

        中圖分類號:TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)12(c)-00-01

        在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,由于各種因素的干擾,使得TCP協(xié)議在衛(wèi)星鏈路上的性能受到嚴(yán)重的影響,從而降低了系統(tǒng)資源的利用率。這就需要設(shè)計滿足空間網(wǎng)絡(luò)要求和特點的傳輸控制協(xié)議。

        1 影響TCP性能的衛(wèi)星鏈路特性

        影響TCP端到端性能的主要因素有3個:長傳播延時[1]、高誤碼率和信道非對稱性,這嚴(yán)重降低了TCP協(xié)議的傳輸性能[2]。傳播延時的TCP鏈路,擁塞窗口增長較慢是面臨的主要一個主要問題。RTT(Round-trip times)是重要的擁塞窗口增長參數(shù)。由于RTT和擁塞窗口的相關(guān)性增長,RTT越長,cwnd增長的越慢,在慢啟動期間滯留的時間越長,導(dǎo)致短連接不能充分利用鏈路帶寬。

        2 慢啟動算法的改進(jìn)

        可以通過增大初始窗口的值來使慢啟動所需要的時間有所縮減[3]。為減少慢啟動階段消耗的時間,解決大傳播時延對衛(wèi)星信道的影響,一個很好的方法是增大慢啟動中擁塞窗口的初始值,公式為[4]:

        3 仿真及結(jié)果分析

        仿真環(huán)境中,RTT為500ms,帶寬為2Mb/s的單連接衛(wèi)星鏈路。用戶與衛(wèi)星之間的信道帶寬為10Mb/s,鏈路時延為5ms 。

        改變初始窗口的模擬中,分別對初始窗口為1、2、3做了模擬比較。在不同的初始窗口下,其它的實驗條件沒有任何改動,因此可以最真實的反應(yīng)初始窗口對傳輸?shù)挠绊憽?/p>

        WindowInit=1和WindowInit=2的cwnd比較 WindowInit=2和WindowInit=3的cwnd比較

        從圖上可以看出,擁塞窗口取樣值在初始窗口為2時的總是先于初始窗口為1 時達(dá)到較大的值。經(jīng)計算,初始窗口為1使擁塞窗口的均值為10.0655;在初始窗口為2時,擁塞窗口的均值為11.2992;從圖可以看出,初始窗口為3時,在一開始cwnd就達(dá)到峰值,在以后不遠(yuǎn)處又有一次較高的值出現(xiàn)。但是從cwnd的均值看來,初始窗口為2時的傳輸速率要稍好。

        參考文獻(xiàn)

        [1] Akan O B, Fang J, Akyildiz I F.TP-Planet: A Reliable Transport Protocol for InterPlaNe-tary Internet.IEEE J.Select.Areas Commun, 2004, 22:348-361.

        [2] Ivan Tarn Ming-chit, Du jinsong,Weiguo Wang.Improving TCP Performance Over Asymmetric Networks[J].Computer Communication Review,2000,30(3).

        [3] Allman, M., Floyd, S.and C.Partridge.Increasing TCP's Initial Window,1998,9:2414.

        [4] Poduri, K.and K.Nichols.Simulation Studies of Increased Initial TCP Window Size, 1998,9:2415.

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