在存在相互作用的UDP流的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)中提高TCP 的性能

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文) 外 文 翻 譯外文題目：improving the performance of tcp in the presence of interacting udp flows in ad hoc networks 中文題目：在存在相互作用的udp流的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)中提高tcp的性能 學(xué) 院 名 稱： 專 業(yè)： xxx 班 級(jí)： xxx 姓 名： xxx 學(xué) 號(hào) xxx 指 導(dǎo) 教 師： xxx 職 稱 xx 定稿日期： 2013 年 11 月 16日在存在相互作用的udp流的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)中提高tcp 的性能vikram gupta, srikanth v. krishnamurthy

2、 and michalis faloutsos計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系加利福尼亞大學(xué)河濱分校riverside ca 92521,usavgupta,krish,michalis 摘要：在這篇文章中，我們研究在臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)中ieee 802.11 mac層如何平穩(wěn)的影響tcp傳輸負(fù)載方面的表現(xiàn)。此次主要解決的問題是當(dāng)udp流超負(fù)荷加載時(shí)，tcp流的傳輸量會(huì)嚴(yán)重降低。我們的貢獻(xiàn)是雙重的。首先，我們確定在微觀分析性能的詳細(xì)級(jí)別上，影響tcp吞吐量的主要影響因素。憑借直覺我們通過第一部分內(nèi)容獲得了我們的第二個(gè)貢獻(xiàn)。我們研究并提出了基于背壓機(jī)制的流量使用的公平。背壓提高了在超負(fù)荷的udp流的

3、存在的情況下tcp流的性能。事實(shí)上，在某些情況下，在不影響udp流吞吐量的情況下提高了tcp流的吞吐量。我們發(fā)現(xiàn)背壓可以增加tcp吞吐量高達(dá)95%。背壓的一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是它不需要對(duì)現(xiàn)有的tcp或者ieee 802.11協(xié)議做任何更改。1.引言在本文中，我們研究在存在相互作用的udp流的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)中，提高tcp流的吞吐量。在缺乏擁塞控制機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)流中，udp流壟斷了可用帶寬，使得tcp流量傳輸嚴(yán)重降低。在互聯(lián)網(wǎng)上，這個(gè)問題通過使用緩沖區(qū)管理政策得到了聰明的解決。例如在早期隨機(jī)下降udp數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)1,2。在特定設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)中，上述計(jì)劃不能應(yīng)用在由于擁塞而導(dǎo)致的頻道訪問延遲的問題上。在臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)通道訪

4、問延遲問題上，節(jié)點(diǎn)依賴不僅表現(xiàn)在隊(duì)列建立上，也進(jìn)一步延伸到了附近隊(duì)列節(jié)點(diǎn)上。在本文中，我們證明了在tcp和udp流的副作用性能方面提出了簡(jiǎn)單且有效的機(jī)制來克服這些問題。眾所周知，tcp在ieee 802.11的多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)3表現(xiàn)不佳。這根本原因是在介質(zhì)訪問某些節(jié)點(diǎn)時(shí)ieee 802.11 mac協(xié)議無(wú)力提高短期公平性。在 4，5 ，它已經(jīng)表明，這種短期的不公平會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)期的不公平相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)的tcp流的吞吐量的實(shí)現(xiàn)。在 6 ，它已被證明，基于udp的存在流動(dòng)的tcp流的吞吐量顯著減少。以前這里介紹在如何最大程度上臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)中提高tcp性能的方法。研究分為兩類：（a）修改tcp協(xié)議連接，（b）取代的i

5、eee 802.11 mac協(xié)議。大多數(shù)基于tcp嘗試建立連接都會(huì)有流動(dòng)性和擁塞問題，導(dǎo)致tcp數(shù)據(jù)包丟失。為此，一些研究人員提出了明確的故障通知解決方法。大多重要的工作已經(jīng)在開發(fā)新的mac層方案時(shí)完成了。在文獻(xiàn)9yu等人提出了一種混合方案，其中發(fā)件人以及接收器被允許發(fā)起的mac傳輸。他們的研究結(jié)果表明，在某些情況下，公平顯著的改善可以在不實(shí)現(xiàn)犧牲吞吐量的情況下被很好的實(shí)現(xiàn)。不同于也已經(jīng)被提出了ieee 802.11 mac協(xié)議計(jì)劃。在結(jié)果表明，在tcp和ieee802.11協(xié)議中智能調(diào)整所使用的參數(shù)可以提高性能。雖然這些建議可以在802.11 mac協(xié)議上提高ieee tcp性能提供有效的解

6、決方案，但是它很難改變現(xiàn)有的為了tcp或ieee標(biāo)準(zhǔn)802.11分布式協(xié)調(diào)功能而存在的標(biāo)準(zhǔn)5。此外，據(jù)我們所知，這些方案的解決不是專門針對(duì)解決提高在udp的流面前的tcp的性能。在這項(xiàng)工作中，我們研究了mac層如何不公平的降低了tcp性能，從而又如何可以公平的提高tcp性能在udp流的存在的情況下。在更多的細(xì)節(jié)上，我們通過創(chuàng)建特定的環(huán)境進(jìn)行了一個(gè)細(xì)致的研究。闡明udp流對(duì)tcp流量的影響同時(shí)顯示在很大程度上提供公正緩解這些影響。我們提出了背壓，一個(gè)在udp流面前顯著提高tcp性能的方案。簡(jiǎn)而言之，我們的方案在流水平調(diào)控提供突發(fā)每個(gè)節(jié)點(diǎn)。一旦緩沖配額達(dá)成,一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)拒絕積累大量的來自流的數(shù)據(jù)包

7、。2.背景和前期工作在本節(jié)中，我們研究tcp的性能以及ieee802.11多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。具體而言，我們首先研究了ieee的局限性 ，802.11 mac協(xié)議在多跳無(wú)線環(huán)境中使用時(shí)。然后，我們解釋對(duì)高層協(xié)議的性能的影響。由于空間的限制我們還沒有涉及到某些普遍的現(xiàn)象進(jìn)行深入探討。我們指引讀者閱讀下面的部分了解更多的細(xì)節(jié)。一種在ieee 802.11 dcf的可配置的參數(shù)是由一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)特定的幀（重試限制）來作出的嘗試。一個(gè)節(jié)點(diǎn)，希望發(fā)送一幀到它的附近節(jié)點(diǎn)，使得上述操作反復(fù)嘗試模式一在失敗時(shí)發(fā)送，臨近節(jié)點(diǎn)被取消，那么鏈路將會(huì)被打破。發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，根據(jù)該二進(jìn)制指數(shù)呈指數(shù)增長(zhǎng)回退13算法。該算法是

8、已知的青睞上次成功節(jié)點(diǎn)13。因此，一旦一個(gè)節(jié)點(diǎn)成功的介質(zhì)訪問爭(zhēng)用，它很可能會(huì)發(fā)送介質(zhì)訪問不失權(quán)前大量從它的隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。由這個(gè)傳輸干擾節(jié)點(diǎn)可以錯(cuò)誤地假定了鏈接被打破（稱為假鏈路故障，請(qǐng)參閱 3 了解詳細(xì)信息） 。在一般情況下，與參數(shù)的缺省設(shè)置，外形尺寸小于1500字節(jié)可以而不會(huì)造成過度的假鏈路failures.2然而，在一般情況下，由于發(fā)送拍攝效果3,4 ，出現(xiàn)了大量的故障。特別是， udp流卡死在這種情況下。提出了上述現(xiàn)象的解決方案提出修改建議，以tcp或 在ieee802.11的dcf。在文獻(xiàn)5，jiang等人表明，增加重試的限制導(dǎo)致 增加tcp連接的有效吞吐量。然而，這種解

9、決方案，它需要一個(gè) 很長(zhǎng)一段時(shí)間來檢測(cè)實(shí)際的鏈路故障（通常是由于流動(dòng)性）。在文獻(xiàn)14的作者 提出了許多修改，在ieee802.11的mac如一種較溫和的回退 機(jī)制和一個(gè)額外的信息，以防止假鏈路故障。假鏈接 說明故障是已知的導(dǎo)致tcp性能較差3。我們已經(jīng)用 特設(shè)按需距離矢量（aodv）15如路由協(xié)議我們 模擬研究。aodv協(xié)議提供了一種替代機(jī)制來確定鏈接 連接通過周期性地廣播hello報(bào)文16。由于使用消息已被證實(shí)可以降低假鏈路故障，我們?cè)谑褂眠@些消息我們 simulations.3。我們利用一個(gè)簡(jiǎn)單的公平排隊(duì)計(jì)劃，發(fā)展我們的解決方案。至 欣賞我們的工作在其他文獻(xiàn)中的公平排隊(duì)存在的新穎性 22

10、23，認(rèn)為任何公平排隊(duì)方案需要3政策20，可分為： (1）哪些數(shù)據(jù)包（隊(duì)列）將被發(fā)送？為此，我們使用簡(jiǎn)單的循環(huán)。 (2）當(dāng)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)模?3）哪些數(shù)據(jù)包（s）將在發(fā)生擁塞時(shí)被丟棄？這項(xiàng)工作的根本創(chuàng)新在于結(jié)合過去并且控制好流量。具體地，通過限制該隊(duì)列的大小為一個(gè)流在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，我們能夠防止壟斷好戰(zhàn)的流量。它應(yīng)當(dāng)注意，類似的概念已被提出，在過去，盡管對(duì)于提高 tcp擁塞控制24，而不是所產(chǎn)生的udp流量?？傊?，基于udp流量可以建立在其上的路由節(jié)點(diǎn)大隊(duì)列。 此隊(duì)列堆積，以及隨后的媒體捕捉5，在創(chuàng)建擁堵 采取的tcp流的路徑的附近。在這樣的情況下，tcp 隨著沉重的udp流intersect4

11、流量遭受延誤和滴。 tcp解譯 這種損失是擁堵的標(biāo)志和采取相應(yīng)的行動(dòng)17。在這項(xiàng)工作中，我們首先證明的程度，在這種情況下公平排隊(duì)提高tcp性能。 后來，我們改善后通過背壓公平排隊(duì)取得的成果。1.根據(jù)不同的幀長(zhǎng)度，發(fā)射節(jié)點(diǎn)使用的兩種不同的參數(shù)之一3。 2.隨著802.11 ns2默認(rèn)設(shè)置，在后面反復(fù)權(quán)衡花費(fèi)的平均時(shí)間超過了。 傳輸時(shí)間為1500字節(jié)的幀。 3.這有助于我們集中精力在udp流的存在的tcp有效吞吐量的損失。 4.共享介質(zhì)或緩沖液。5.系統(tǒng)參數(shù)和模擬方案的調(diào)整。在本節(jié)中，我們描述了模擬場(chǎng)景和討論結(jié)果。雖然 得出的結(jié)論是從計(jì)算在許多模擬運(yùn)行平均值得出，我們 進(jìn)行微觀研究，以得出有意義的

12、結(jié)論;朝著這個(gè)目標(biāo) 我們建立了具體的方案和注重個(gè)性化的痕跡。表1中的模擬參數(shù)變化協(xié)議參數(shù)/模式觀察范圍最佳設(shè)置tcp (ftp)最大段大小200-1460 bytes1460 bytesudp(cbr)數(shù)據(jù)生成速率50-800 kb/sec800 kb/sec包大小200-2920 bytes1460 bytes應(yīng)用數(shù)目1-22開始時(shí)間+/-20 sec w.r.t.tcp start time12 secondsafter tcp流長(zhǎng)度2-108aodv本地鏈接維護(hù)模式link layerfeedback orhello messageshellomessages消息時(shí)間間隔0-9 seco

13、nds路由修復(fù)等待時(shí)間0-6 seconds802.11重試限制(7,4) to (21,12)21,123.仿真參見設(shè)置我們使用ns2 18我們的模擬。隨機(jī)拓?fù)浠蚣{入移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，使微觀性能分析非常困難的，如果不不可能的。因此，我們測(cè)試了各種方案在13 13的靜態(tài)網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每節(jié)點(diǎn)從鄰居通過200米分開。每個(gè)的傳輸范圍節(jié)點(diǎn)是固定在250米。的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的典型例子網(wǎng)絡(luò)示于圖1a中。在該網(wǎng)格中，客戶端被放置在角節(jié)點(diǎn)（ 0 ， 12 ， 156和168 ，參考圖1a ）和中途節(jié)點(diǎn)（ 6 ， 78 ， 91和162 ，參考圖1a ）沿邊緣。這八個(gè)連接被標(biāo)記為1的連接到連接8 ，分別。 ftp服務(wù)器架設(shè)于

14、在該中心的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格（用s表示） 。我們使用ftp客戶端應(yīng)用程序在基于ns2建立tcp與ftp服務(wù)器連接。每個(gè)客戶端發(fā)送固定大小的數(shù)據(jù)包到服務(wù)器一旦建立了連接。該度量性能達(dá)到有效吞吐量由8個(gè)tcp客戶端。為了模擬的udp流量，我們把應(yīng)用程序代理的產(chǎn)生恒定比特率在某些節(jié)點(diǎn)（ cbr ）流量（參見圖1a ） 。這些應(yīng)用程序生成是通過udp的傳輸。此外，在最短康復(fù)源和目的地之間的路徑，通過ftp服務(wù)器傳遞。我們模擬各種cbr率，但只有少數(shù)是由于空間的報(bào)道約束。所有的模擬都運(yùn)行150秒不動(dòng)的持續(xù)時(shí)間。3.2 使用模式由于在各種協(xié)議參數(shù)的數(shù)值范圍寬，我們所面臨的 模擬許多可能的方案的艱巨任務(wù)。首先，我們觀

15、察到了 tcp在udp流的存在性能差的默認(rèn)settings.5 然后，我們觀察到不同的參數(shù)值的tcp性能的變化。 表1列出了這些參數(shù)。我們的策略是選擇的參數(shù)，使得 在沒有udp流（初始有效吞吐量）的tcp有效吞吐量是high.6這可能是 在我們選擇的值（見表1第4欄）觀察。應(yīng)當(dāng)指出的是 使用協(xié)議，如dsr19并沒有質(zhì)的影響在報(bào)道這一結(jié)果。3.3 在udp的存在tcp性能流量穩(wěn)定的路由：tcp連接，在udp存在下的性能流量被認(rèn)為是底下。具體而言，我們觀察到，在udp的存在流，在tcp客戶端的總有效吞吐量被降低到10的在沒有udp協(xié)議實(shí)現(xiàn)總有效吞吐量流（初始條件）。該實(shí)現(xiàn)實(shí)際吞吐量取決于所采取的u

16、dp流的路由。至解釋這一點(diǎn)，我們分析了兩種不同的情況。案例1 。 udp流包含了tcp服務(wù)器。該方案示于圖1a中。注意，一旦udp流的建立，所述tcp服務(wù)器被從分離客戶端。即使在tcp數(shù)據(jù)包被傳遞給服務(wù)器時(shí)，tcp -ack由服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)包仍然面臨的mac充血，并有可能被丟棄。案例2 。 udp流不隔離服務(wù)器。該方案示于圖1b中。圖2比較了各種客戶端的情況下為1和2的性能。顯然，連接6和7（節(jié)點(diǎn)156和網(wǎng)格中的162 ）能夠?qū)崿F(xiàn)合理的實(shí)際吞吐量的情況下2 。從這些研究中（更多結(jié)果可在 21 ），我們得出的結(jié)論是：(1）udp流加載的路徑上的節(jié)點(diǎn)，從而導(dǎo)致沿著該路徑的介質(zhì)捕獲。(2）它是很難

17、根據(jù)tcp流為“跨界”這樣的重倉(cāng)路徑。(3)在這里，默認(rèn)設(shè)置是指利用ieee 802.11的mac（dhss）的默認(rèn)設(shè)置， 在使用ns2的aodv（與鏈路層檢測(cè)）和tcp（里諾）18。 (4)這些設(shè)置提供之間進(jìn)行的模擬的最高吞吐量。圖1 udp流量分布圖2 變化的udp流“路線圖2柱1：初始有效吞吐量，第2列：案例1（所有客戶端），第3欄：案例2 （客戶端6和7是能夠訪問服務(wù)器）穩(wěn)定路由和提高持久性的mac傳輸。大 的mac地址傳輸失敗次數(shù)導(dǎo)致tcp性能較差。我們?cè)黾?802.11 mac協(xié)議通過增加重試限制參數(shù)的持久性 從默認(rèn)的7至21。我們觀察到的tcp客戶端的總有效吞吐量 顯著提高。具體

18、而言，在udp的存在總流 有效吞吐量為客戶是初始的正常輸出約33，相對(duì)于該 10以前觀察到的。增加重試次數(shù)限制是不是一個(gè)可以接受的解決方案， 尤其是在情況下的流動(dòng)性。但是，對(duì)于靜態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種增加似乎 受益的tcp客戶端。因此，我們用這個(gè)案例為基礎(chǔ)與其他比較計(jì)劃。mac和網(wǎng)絡(luò)層公平性。人們可能期望一個(gè)公平的介質(zhì)訪問控制方案將緩解目前所討論的效果。人們還可以期待這樣的改進(jìn)通過在網(wǎng)絡(luò)層執(zhí)行公平;然而，這樣做不同的政策選擇。為了了解實(shí)施的效果平心而論，我們考慮研究以下方案：1 ）我們更換了ieee 802.11與公平的mac協(xié)議。時(shí)分多接入方案的一個(gè)5x5的網(wǎng)格實(shí)施。四個(gè)客戶機(jī)被放置在角部和服務(wù)器

19、再次在中心。該時(shí)隙被選擇為使得mac幀承載一個(gè)tcp數(shù)據(jù)包可以在一個(gè)時(shí)隙中傳輸。雖然該方案是不現(xiàn)實(shí)的，我們進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)，以了解mac層公平性對(duì)tcp性能的影響。 tcp的性能是仍然發(fā)現(xiàn)是窮人。這種退化的主要原因是使用了fifo隊(duì)列允許基于udp流量，以填補(bǔ)各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的隊(duì)列的接口。）我們實(shí)行公平隊(duì)列在接口隊(duì)列，并配合使用了公平mac協(xié)議如上所述。我們研究了四種數(shù)據(jù)包分類強(qiáng)制執(zhí)行公平基礎(chǔ)上的ip源， ip目的地，下一跳和計(jì)劃前一跳分別。為了澄清該計(jì)劃，如果我們要執(zhí)行公平基于下一跳，節(jié)點(diǎn)有k個(gè)近鄰，它會(huì)保持隊(duì)列，一個(gè)對(duì)于每個(gè)鄰居和一個(gè)循環(huán)的方式為這些隊(duì)列。同樣，隊(duì)列可以保持在一個(gè)前一跳，ip源或ip

20、目的地的基礎(chǔ)。我們的研究結(jié)果顯示本地公平計(jì)劃（下一跳和前一跳）是不夠的防止tcp性能退化的udp流的存在。然而，基于ip源和ip目的地址在全球公平方案是能夠防止tcp性能的退化。這是因?yàn)椋c本地方案中，如果一個(gè)tcp流碰巧與udp流共享一個(gè)鏈接，從那時(shí)起，它的數(shù)據(jù)包會(huì)不會(huì)從udp流數(shù)據(jù)包區(qū)分開來。在了解網(wǎng)絡(luò)公平的理想效果，我們研究它的實(shí)用與ieee 802.11 。圖3 ip基礎(chǔ)隊(duì)列提高tcp有效吞吐量。顯著網(wǎng)絡(luò)層公平隊(duì)列與ieee 802.11的mac計(jì)劃。在這個(gè)場(chǎng)景中模擬中，tcp客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包到服務(wù)器。對(duì)于這種情況， ipdestination基于隊(duì)列被發(fā)現(xiàn)提供了最佳的結(jié)果。這是因?yàn)閠

21、cp的ack從服務(wù)器始發(fā)通過對(duì)節(jié)點(diǎn)放置在單獨(dú)的隊(duì)列返回路徑到不同的客戶。因此， tcp ack可接收多達(dá)80 的份額的帶寬。這減少了往返時(shí)間的各種tcp連接因此，提高他們的實(shí)際吞吐量。反之，如果服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包，然后ipsource基于排隊(duì)會(huì)更好。圖3示出了tcp的性能與ip目的地基于排隊(duì)的連接。我們觀察到：（1）在初始條件不udp流量，公平排隊(duì)，平均在tcp客戶端的性能略有提高（ 5 ） 。（2）在基于udp流的存在下，在tcp客戶端現(xiàn)在可以達(dá)到約64的的初始有效吞吐量。此前，所增加的mac持久性這個(gè)值是約33的初始條件下實(shí)現(xiàn)） 。對(duì)于基于上述原因，對(duì)于ip源基于公平排隊(duì)這個(gè)值是42 。（3

22、）提高是有代價(jià)的udp連接。平均減少udp的有效吞吐量大約是418字節(jié)。然而，通過tcp有效吞吐量約增加1501字節(jié)。（4）基于udp流量不再能夠在網(wǎng)絡(luò)中為創(chuàng)建分區(qū)早期的觀察（圖2 ）。公平排隊(duì)方案要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)的問候維護(hù)狀態(tài)信息的流量通過該節(jié)點(diǎn)。然而，我們認(rèn)為，在不同的網(wǎng)絡(luò)，這少在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中關(guān)注的問題，其中大部分節(jié)點(diǎn)會(huì)把只有一數(shù)流的限制。4 背壓4.1 綜述我們的目標(biāo)是防止一個(gè)積極的udp源來自的速度注入數(shù)據(jù)包 比網(wǎng)絡(luò)能負(fù)擔(dān)得起更高。我們通過限制分配實(shí)現(xiàn)這一 緩沖空間，在那個(gè)流量遍歷每個(gè)節(jié)點(diǎn)每一個(gè)特定的流程?？紤] 節(jié)點(diǎn)突然開始服務(wù)于一個(gè)較低的rate7傳入流量。漸漸地， 在節(jié)點(diǎn)傳入流量

23、的緩存占用勢(shì)必增加。與使用 背壓，漸漸地，在該流數(shù)據(jù)發(fā)送到該節(jié)點(diǎn)的速率將 也減少了。效果向后倒行，一路到source8。來源是 然后被迫去適應(yīng)它的速率，以符合可用帶寬的流動(dòng)。 此外，如果擁塞節(jié)點(diǎn)能夠服務(wù)于流量以更高的速率，那么 來源是自動(dòng)能夠以更高的速率發(fā)送數(shù)據(jù)包。4.2 實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)背壓，我們?cè)O(shè)置一個(gè)閾值，稱為背壓制約的緩沖區(qū)分配給一個(gè)特定的ip源（或ip目的地）在任一節(jié)點(diǎn)。然后，使用operation9的混雜模式，一個(gè)節(jié)點(diǎn)跟蹤數(shù)據(jù)包中的下游鄰居的隊(duì)列的數(shù)目。上接收mac幀，在混雜模式下運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)可以決定是否鄰居已經(jīng)發(fā)送屬于一個(gè)特定的ip源的數(shù)據(jù)包（或目的地） 。因此，對(duì)于一個(gè)流，每個(gè)上游節(jié)點(diǎn)

24、知道在一個(gè)隊(duì)列的大小的下游的鄰居，它從流轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文。一旦節(jié)點(diǎn)認(rèn)識(shí)到，達(dá)到在下游鄰居背壓閾值，它停止傳輸從流封包給鄰居。隨后，節(jié)點(diǎn)的達(dá)到背壓限制會(huì)阻止其先前的上行中繼從從流發(fā)送進(jìn)一步的數(shù)據(jù)包。這種效應(yīng)被傳播的所有的方式向源的流量。應(yīng)當(dāng)指出的是，接口隊(duì)列是一種被動(dòng)的隊(duì)列，即，它需要刺激相對(duì)于該分組的去排隊(duì)。在我們的方案包的去排隊(duì)是依賴于鄰居的緩沖區(qū)。目前，我們的目標(biāo)是衡量收益可以通過使用背壓的。因此，我們已經(jīng)簡(jiǎn)化了實(shí)施利用一個(gè)虛擬的，全局可訪問的數(shù)組，動(dòng)態(tài)地記錄了隊(duì)列長(zhǎng)度為每個(gè)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)。4.3 模擬結(jié)果我們觀察到背壓防止連續(xù)介質(zhì)占用節(jié)點(diǎn)上 udp的路徑流動(dòng)。與此可用性介質(zhì)的tcp有效吞

25、吐量增加 并減少傳輸故障和緩沖區(qū)溢出。與改進(jìn) ip的基于目的地的排隊(duì)加上背壓是相似的。在圖4中，我們觀察到： (1）含1背壓閾值，在正常輸出的平均增益超過ip資源， 對(duì)于tcp客戶端基于地址的公排隊(duì)方案是95。在（82 ieee 802.11的mac方案相比，具有公平隊(duì)列實(shí)現(xiàn)）的42。 (2）在tcp中的增益不會(huì)搞垮udp流的有效吞吐量。事實(shí)上，我們 見證4.5的漲幅在吞吐量與udp的背壓。圖4 背壓提高與公平排隊(duì)比較圖4隨著分組的背壓號(hào)由udp源網(wǎng)絡(luò)中的注入是 減少80，同時(shí)通過udp目的收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量保持不變的 公平排隊(duì)，即源適應(yīng)目標(biāo)。tcp數(shù)據(jù)包數(shù) 由客戶增加了95的發(fā)送量，所以它的

26、數(shù)據(jù)包到達(dá)的tcp服務(wù)器較慢。4.4 goodput改善的原因在圖5中，我們?yōu)閕psource包公平排隊(duì)和udp背壓設(shè)計(jì)出發(fā)送和接收的udp和tcp代理。請(qǐng)注意，背壓通過udp源注入到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的數(shù)量幾乎五分之一與簡(jiǎn)單的ip源公平排隊(duì)（ 22 ）相當(dāng) 。然而數(shù)據(jù)包的數(shù)目由udp流實(shí)際交付幾乎等于在這兩種情況下（背壓在在4.5 以上的數(shù)據(jù)包傳送）。所增加的介質(zhì)可用tcp客戶端實(shí)現(xiàn)，如圖5所示更好的吞吐量。這個(gè)比率在tcp源的適應(yīng)性也導(dǎo)致了mac和接口隊(duì)列的減少（ ifq ）相關(guān)的tcp連接以及udp流。背壓的另一個(gè)顯著好處是，它降低了抖動(dòng)的端到端延遲的udp流的數(shù)據(jù)包。此外，我們也看到增加了抖動(dòng)

27、大量增加背壓閾值（見 21 有關(guān)詳細(xì)信息）。圖5 背壓和ip源公平隊(duì)列4.5 通過udp背壓可調(diào)操作圖6顯示了不同閾值反壓力的性能的比較。在goodputs通過調(diào)優(yōu)反壓力閾值,我們能夠提供變量tcp和udp。例如,如果閾值調(diào)整為1時(shí),tcp客戶端實(shí)現(xiàn)goodput初始條件下的82%。調(diào)優(yōu)閾值為6提供了更大的udp和tcp的 goodput吞吐量。一般來說,一個(gè)大閾值將提供一個(gè)利于udp的流和一個(gè)較小的閾值提供了一個(gè)利于tcp的流?；谠敿?xì)的結(jié)果分析下，權(quán)衡不同背壓閾值的選擇,重試限制和幀大小等數(shù)據(jù)。圖6 通過反壓力可調(diào)操作的網(wǎng)絡(luò)比較圖6顯示可調(diào)操作的網(wǎng)絡(luò)可以通過不同背壓閾值與閾值= 1進(jìn)行比較

28、,tcp實(shí)現(xiàn)goodput性能的提高。增加閾值從而增加udp的goodput和減少tcp 的goodput。對(duì)于大型閾值,結(jié)果是相似的并且是簡(jiǎn)單公平的。5. 結(jié)論和未來的工作在這項(xiàng)工作中,我們強(qiáng)調(diào)了在當(dāng)前udp流中表現(xiàn)不佳的tcp連接的存在。我們的主要結(jié)論是:(1)簡(jiǎn)單的措施穩(wěn)定路由或增加mac持久性的幫助，在tcp goodput實(shí)現(xiàn)10%至33%的udp流進(jìn)行交互。(2)在udp流改善tcp的性能方面，僅僅公平的mac協(xié)議是不夠的。(3)fair-queuing顯著提高tcp的性能。(33%,42%,33%64% ip-source分別和ip-destination排隊(duì))。我們提出一個(gè)新的

29、方案叫做背壓流控制。我們進(jìn)行模擬,表明背壓在udp適應(yīng)擁塞的動(dòng)力主要來源于網(wǎng)絡(luò)的力量。(a) 在公平排隊(duì)下，goodput可以提供高達(dá)95%的漲幅相比。(b)在不犧牲goodput規(guī)定流動(dòng)的情況下，顯著提高tcp的性能。(c)在tcp和udp流中可以調(diào)整分配的帶寬。參考文獻(xiàn)1 floyd, s., and jacobson, v.: random early detection gateways for congestion avoidance,in ieee/acm transactions on networking, v.1 n.4, august 1993, p. 397-4132ht

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