EHSTCP改進(jìn)的高速TCP算法

PAGEPAGE1EHSTCP：改進(jìn)的高速TCP算法國(guó)家杰出青年基金（60525303），國(guó)家自然科學(xué)基金（60404022），河北省自然科學(xué)基金（F2005000390,F2006000270）資助。龍承念，男，博士，副教授，主要研究方向：高速網(wǎng)絡(luò)擁塞控制、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。Email:dylcn@.楊會(huì)龍，男，1981年11月生，碩士，主要研究方向：高速網(wǎng)絡(luò)擁塞控制。Email:beyondyang6@.李欣，男，1981年7月生，碩士研究生，主要研究方向：高速網(wǎng)絡(luò)擁塞控制。Email:feiren2000_1@163.com.關(guān)新平，男，1963年6用生，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)擁塞控制。Email:xpguan@.龍承念1）楊會(huì)龍1）李欣1）關(guān)新平2）1)（燕山高校電氣工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)掌握與生物信息討論中心，河北秦皇島066004）2)（上海交通高校電子信息與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化系，上海200240）摘要：TCP在高帶寬時(shí)延積網(wǎng)絡(luò)中不能獲得良好的性能,主要表現(xiàn)為低的吞吐量和大的窗口震蕩。HSTCP算法解決了傳統(tǒng)TCP算法在高帶寬時(shí)延積網(wǎng)絡(luò)下的性能瓶頸,但HSTCP在擁塞點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)包丟失，同時(shí)當(dāng)隊(duì)列管理為去尾算法時(shí)，存在著嚴(yán)重的RTT不公正性問(wèn)題。針對(duì)HSTCP算法的性能缺陷，本文提出一種在擁塞避開(kāi)階段進(jìn)行擁塞避開(kāi)模式切換的改進(jìn)算法,稱(chēng)為EHSTCP?；趽砣翱跉v史值的端到端可用帶寬猜測(cè)方法，利用擁塞窗口歷史信息來(lái)推斷擁塞避開(kāi)切換點(diǎn)。同時(shí)引入RTT公正因子，消除了HSTCP的RTT不公正性問(wèn)題。NS2仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性.關(guān)鍵詞：HSTCP，擁塞掌握，TCP,包丟失，RTT不公正性1引言隨著因特網(wǎng)的迅猛進(jìn)展,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶(hù)和應(yīng)用急劇增加,隨之而來(lái)的是日益突出的網(wǎng)絡(luò)擁塞問(wèn)題。擁塞掌握是確保因特網(wǎng)魯棒性的關(guān)鍵因素,也是各種管理掌握機(jī)制和應(yīng)用的基礎(chǔ)，因此成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和掌握理論交叉領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)課題[1]。下一代因特網(wǎng)具有高帶寬時(shí)延積特性,給現(xiàn)有的討論提出了新的挑戰(zhàn)。該問(wèn)題主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：第一，現(xiàn)有的TCP/AQM協(xié)議框架在包層次上的算法性能降低.主要緣由在于高的帶寬時(shí)延積會(huì)帶來(lái)格外大的TCP擁塞窗口（數(shù)量級(jí)為）。但傳統(tǒng)的TCP擁塞掌握機(jī)制主要采納加式遞增乘式遞減(AIMD）形式的擁塞避開(kāi)機(jī)制[2—5］，在AIMD調(diào)整過(guò)程中，如此大的擁塞窗口必定會(huì)導(dǎo)致“過(guò)緩”或“過(guò)激”的效應(yīng).如加式提升，每一來(lái)回時(shí)延（RTT）僅增加一個(gè)包，這使得用戶(hù)達(dá)到穩(wěn)態(tài)吞吐量的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。若可用帶寬為1Gbps，一個(gè)包長(zhǎng)為1500字節(jié)，RTT為200ms的TCP鏈接需要27分鐘才能從包丟失的狀態(tài)重新獲得可用帶寬。當(dāng)發(fā)生包丟失和ECN標(biāo)記時(shí)，將當(dāng)前擁塞窗口（cwnd）減半,這種行為又顯得過(guò)激,帶來(lái)大的擁塞窗口振蕩，導(dǎo)致低的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。其次,在流量層次上現(xiàn)有算法的魯棒性和穩(wěn)定性難以保證。保持大的平衡窗口需要微小的包丟失率(數(shù)量級(jí)為)，它們的關(guān)系如式(1）所示。(1)其中為用戶(hù)的平衡窗口大小，為端到端的包丟失概率的平衡值，為比例因子。很顯然隨著帶寬時(shí)延積的增加，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中該平衡狀態(tài)將難以保證。當(dāng)前國(guó)際上對(duì)于高帶寬時(shí)延積網(wǎng)絡(luò)擁塞掌握算法的討論主要分為三類(lèi)，一類(lèi)基于包丟失機(jī)制，主要算法包括HSTCP[6]、STCP［7]、BIC［8］和L—TCP［9］;其次類(lèi)基于端到端隊(duì)列時(shí)延變化,如FASTTCP[10］;第三類(lèi)基于多比特的全信息反饋掌握機(jī)制,主要算法有XCP[11］.還有一些其它的高速TCP算法,如H—TCP[12］、SQRT［13]、CUBIC［14]和AntiECN［15］。HSTCP算法在高帶寬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中解決了標(biāo)準(zhǔn)TCP算法的主要性能缺陷,并且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔，便于在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中推廣，該方案已經(jīng)被IETF所采納。由于HSTCP在擁塞避開(kāi)階段采納非線性的增長(zhǎng)模式，當(dāng)產(chǎn)生突發(fā)流時(shí)，在擁塞點(diǎn)會(huì)造成大量的數(shù)據(jù)包丟失[6］。文［16]提出采納Block—pacing機(jī)制來(lái)減輕這一問(wèn)題，Block機(jī)制將窗口的增長(zhǎng)部分劃分為兩個(gè)階段:快速增長(zhǎng)階段和線性增長(zhǎng)階段，即當(dāng)HSTCP流沒(méi)有獲得可用帶寬時(shí)采納快速的增長(zhǎng)方式，當(dāng)接近可用帶寬時(shí)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TCP的增長(zhǎng)方式，這樣可以避開(kāi)過(guò)多的包丟失。文[18］同樣采納了雙模態(tài)的窗口增長(zhǎng)方式，該文獻(xiàn)指出采納兩種模態(tài)相互轉(zhuǎn)換的增長(zhǎng)方式可以降低包丟失大事的發(fā)生頻率，從而降低包丟失率。該機(jī)制運(yùn)用于與傳統(tǒng)TCP共同存在的混合網(wǎng)絡(luò)中能提高傳統(tǒng)TCP的吞吐量，改善HSTCP的TCP友好性，類(lèi)似的工作還有文［19］。但上述方法均是依據(jù)隊(duì)列時(shí)延的變化來(lái)猜測(cè)網(wǎng)絡(luò)擁塞的，Biaz在文[20］指出運(yùn)用來(lái)回時(shí)延的測(cè)量信息不能充分地反映路由器隊(duì)列長(zhǎng)度的變化,不能被用來(lái)作為擁塞發(fā)生的指示，因此運(yùn)用隊(duì)列時(shí)延難以精準(zhǔn)地推斷窗口增長(zhǎng)模式的切換點(diǎn),類(lèi)似的工作還有[21］等。在高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下較小的緩沖區(qū)更加適合市場(chǎng)的需求，因此要求路由器緩沖區(qū)要小于帶寬時(shí)延積，這使得運(yùn)用隊(duì)列時(shí)延變化進(jìn)行可用帶寬估量更難以實(shí)現(xiàn).為解決這一難題，本文提出了一種新的切換點(diǎn)推斷方法。該方法基于窗口歷史動(dòng)態(tài)來(lái)猜測(cè)網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬。依據(jù)估量的端到端可用帶寬，我們可以設(shè)定一個(gè)適當(dāng)?shù)那袚Q閾值。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸鏈路利用率超過(guò)切換閾值時(shí),擁塞避開(kāi)階段從高速的增長(zhǎng)模式切換為T(mén)CP的低速增長(zhǎng)模式。在去尾算法下，HSTCP存在嚴(yán)重的RTT不公正性，即長(zhǎng)時(shí)延的HSTCP流與短時(shí)延的HSTCP流相互競(jìng)爭(zhēng)時(shí)帶寬安排極其不公正[8]。文[16]通過(guò)選取RTT公正因子，使窗口的增加量與來(lái)回時(shí)延無(wú)關(guān)，但網(wǎng)絡(luò)吞吐量與RTT成反比例關(guān)系，因此沒(méi)有完全解決HSTCP存在的RTT不公正性問(wèn)題。文[17］選取的RTT公正因子為,消除了RTT對(duì)吞吐量的影響。本文仍采納引入RTT公正因子方法解決HSTCP算法的RTT不公正性,不同之處是我們把RTT公正因子擴(kuò)展到了更為一般的形式,選取RTT公正因子為，依據(jù)不同算法的響應(yīng)函數(shù)，合理的選取參數(shù)能夠消除RTT對(duì)吞吐量性能的影響，該方法不但適應(yīng)于HSTCP算法，同樣適應(yīng)于其它的高速TCP算法。2HSTCP算法性能分析和相關(guān)的改進(jìn)工作2。1HSTCPS.Floyd針對(duì)TCP算法在高帶寬時(shí)延積網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下存在的擴(kuò)展性問(wèn)題和響應(yīng)緩慢的缺點(diǎn)，提出了一種基于包丟失的AIMD窗口調(diào)整算法HSTCP［6］.它與傳統(tǒng)的算法設(shè)計(jì)思路相反，首先從流量層次著手來(lái)設(shè)計(jì)合適的響應(yīng)函數(shù)，然后依據(jù)所設(shè)計(jì)的響應(yīng)函數(shù)給出包層次上的擁塞避開(kāi)算法。為了在低速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保持TCP友好性，HSTCP首先確定出一窗口閾值，當(dāng)時(shí),HSTCP保留了傳統(tǒng)的TCP窗口調(diào)整機(jī)制,依據(jù)TCP的響應(yīng)函數(shù)可以計(jì)算出當(dāng)時(shí)。為了保證在傳輸媒介允許的包丟失率的范圍內(nèi)維持大的平衡窗口,HSTCP選取在包丟失概率為時(shí)窗口為83000，即,。然后選取和，它們之間成如下的對(duì)數(shù)線性關(guān)系(2）其中，代入,,，可得。由式(1)可得出HSTCP的響應(yīng)函數(shù)（3）HSTCP依據(jù)上述響應(yīng)函數(shù)，設(shè)計(jì)包層次上的擁塞避開(kāi)算法。它仍采納AIMD形式的窗口調(diào)整機(jī)制,但窗口的變化量，是隨著窗口的大小自適應(yīng)變化的。該算法在包層次上窗口動(dòng)態(tài)調(diào)整如下：其中加式增加因子和乘式下降因子的選取直接影響到該算法的響應(yīng)性能。HSTCP首先依據(jù)當(dāng)前窗口大小來(lái)計(jì)算出,簡(jiǎn)略如下式：(4)其中。由上式可知是隨著窗口的增加而削減的，且在之間變化。該設(shè)計(jì)確保了在大的窗口時(shí)，算法下降的調(diào)整量不會(huì)太大，避開(kāi)了過(guò)大的窗口抖動(dòng)，從而獲得高的吞吐量。對(duì)于AIMD形式的算法，存在如下的窗口平衡狀態(tài)（5）由上式可知：(6） HSTCP通過(guò)在流量層次上設(shè)計(jì)合適的響應(yīng)函數(shù),在包層次上設(shè)計(jì)自適應(yīng)變化的窗口調(diào)整量、，保證了該算法的可擴(kuò)展性。2。2HSTCP的RTT不公正性和TCP非友好性本節(jié)主要提出HSTCP存在的兩個(gè)主要缺點(diǎn):DropTail隊(duì)列管理算法下RTT不公正性，以及HSTCP流與傳統(tǒng)的TCP流在網(wǎng)絡(luò)中共同存在時(shí)的TCP非友好性。 文[8]在同步反饋的模型基礎(chǔ)上給出了不同時(shí)延的HSTCP流相互競(jìng)爭(zhēng)時(shí)的吞吐量關(guān)系，如下式（7)所示（7）其中對(duì)于HSTCP，。從式(7)可以看出，當(dāng)兩條流的來(lái)回時(shí)延之比為1：2時(shí)，其吞吐量之比為76.11：1,可見(jiàn)HSTCP具有較高的RTT不公正性。 文［16，18,19］指出當(dāng)HSTCP流與標(biāo)準(zhǔn)TCP流相互競(jìng)爭(zhēng)可用帶寬時(shí)，HSTCP流會(huì)過(guò)分地掠奪標(biāo)準(zhǔn)TCP流的資源，造成標(biāo)準(zhǔn)TCP流極低的吞吐量。其根本緣由在于HSTCP采納相對(duì)于TCPSack過(guò)于侵略的增長(zhǎng)方式和過(guò)于保守的下降方式造成。 除了上述兩個(gè)缺陷之外，HSTCP還存在另外一個(gè)重要的缺陷,即突發(fā)的包丟失和由于其可擴(kuò)展性帶來(lái)的過(guò)多的包丟失，可擴(kuò)展性帶來(lái)的包丟失主要是由于HSTCP實(shí)行了過(guò)于侵略的窗口增加機(jī)制造成的。HSTCP算法在一個(gè)RTT內(nèi)窗口的增加量為。當(dāng)路由器發(fā)生擁塞時(shí)，源端要經(jīng)過(guò)一個(gè)RTT的時(shí)間才能獲得包丟失信息，在這段時(shí)間內(nèi)，源端窗口又增加了，此時(shí)這些新增加的數(shù)據(jù)包都要被丟掉。文[16]中對(duì)該現(xiàn)象作了簡(jiǎn)略的分析和仿真驗(yàn)證，這里不再簡(jiǎn)略敘述。2.3相關(guān)的改進(jìn)工作 針對(duì)上述HSTCP存在的性能缺陷，一些學(xué)者提出了改進(jìn)算法，主要有TCPAfrica［18］、CB-HSTCP［16］和gHSTCP[19］.為了削減HSTCP可擴(kuò)展性帶來(lái)的過(guò)多的包丟失和改善HSTCP同標(biāo)準(zhǔn)TCP之間的友好性,這三種算法均采納了兩種擁塞避開(kāi)模式相互轉(zhuǎn)換的窗口增加模式。當(dāng)HSTCP流沒(méi)有獲得可用帶寬時(shí)，實(shí)行HSTCP的快速的窗口增長(zhǎng)方式去探測(cè)可用帶寬，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)即將發(fā)生擁塞時(shí)，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TCP的低速的窗口增加方式，這樣可以避開(kāi)HSTCP可擴(kuò)展性帶來(lái)的過(guò)多的包丟失。同時(shí)可以改善同標(biāo)準(zhǔn)TCP流之間的友好性.下面我們簡(jiǎn)潔介紹TCPAfrica和CB—HSTCP算法的切換點(diǎn)推斷機(jī)制.TCPAfrica的切換點(diǎn)的推斷機(jī)制為其中可以視為當(dāng)前源端的發(fā)送速率,為源端對(duì)鏈路隊(duì)列時(shí)延的估量值,這樣為源端對(duì)路由器緩沖區(qū)內(nèi)該條流的數(shù)據(jù)包的估量值.當(dāng)該估量值小于預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，進(jìn)行增長(zhǎng)方式的切換。但畢竟應(yīng)該怎樣設(shè)置是一個(gè)問(wèn)題:設(shè)得過(guò)大會(huì)造成切換點(diǎn)轉(zhuǎn)換的過(guò)晚,甚至不能轉(zhuǎn)換；設(shè)得過(guò)小會(huì)造成切換點(diǎn)的過(guò)早轉(zhuǎn)換,造成低的吞吐量.抱負(fù)的設(shè)置應(yīng)該是，其中為用戶(hù)數(shù)。但是對(duì)于源端來(lái)說(shuō)緩沖區(qū)大小是未知的，網(wǎng)絡(luò)中的用戶(hù)數(shù)也是時(shí)變的，這成為限制TCP—Africa難以精準(zhǔn)推斷切換點(diǎn)的重要緣由。CB-HSTCP的切換點(diǎn)推斷機(jī)制為即CB-HSTCP是依據(jù)當(dāng)前的隊(duì)列時(shí)延占隊(duì)列時(shí)延最大值的比值來(lái)推斷切換點(diǎn)的,當(dāng)該比值小于一個(gè)預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，進(jìn)行增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)換，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中隊(duì)列時(shí)延的變化是隨機(jī)的，在每次發(fā)生包丟失時(shí)獲得的隊(duì)列時(shí)延最大值也是隨機(jī)變化的.為說(shuō)明此問(wèn)題，在NS2中進(jìn)行仿真跟蹤了隊(duì)列時(shí)延的動(dòng)態(tài)變化情況，采納圖1所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，瓶頸鏈路R1至R2之間的帶寬為1000Mb，時(shí)延為10ms，其它鏈路時(shí)延均為20ms，其余參數(shù)見(jiàn)圖1，兩個(gè)源端均采納HSTCP代理，5%的UDP背景流，仿真時(shí)間為300s。圖2給出了源端S1跟蹤的隊(duì)列時(shí)延變化情況。圖1仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖圖2源端跟蹤RTT動(dòng)態(tài)變化圖由上圖可以看出，隊(duì)列時(shí)延的變化是隨機(jī)的。包丟失發(fā)生時(shí)獲得的隊(duì)列時(shí)延最大值也是隨機(jī)變化的，跟蹤出的隊(duì)列時(shí)延最大值為16ms，在120ms到150ms之間運(yùn)用此最大值會(huì)造成HSTCP模式不能轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TCP的增長(zhǎng)模式,帶來(lái)不必要的包丟失。 綜上所述，用時(shí)延作為切換點(diǎn)的推斷依據(jù)不能完全精準(zhǔn)地推斷出切換點(diǎn).如果將HSTCP增長(zhǎng)方式誤判為標(biāo)準(zhǔn)TCP的增長(zhǎng)方式會(huì)造成低的響應(yīng)速度，而將標(biāo)準(zhǔn)TCP的增長(zhǎng)方式誤判為HSTCP的增長(zhǎng)方式會(huì)造成較多的包丟失.另外這些方法中均用源端估量到的最小時(shí)延作為鏈路的物理時(shí)延,在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中精準(zhǔn)地估量鏈路的物理時(shí)延是十分困難的，例如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)有數(shù)據(jù)包排隊(duì)時(shí)，新加入的數(shù)據(jù)流會(huì)過(guò)高地估量鏈路物理時(shí)延。3EHSTCP算法 針對(duì)HSTCP算法存在的性能問(wèn)題，我們主要做了兩個(gè)方面的改進(jìn)。為了避開(kāi)突發(fā)包丟失和改善HSTCP流和標(biāo)準(zhǔn)TCP流之間的友好性,提出了在穩(wěn)態(tài)階段運(yùn)用窗口歷史值來(lái)猜測(cè)當(dāng)前可用帶寬，并運(yùn)用窗口歷史信息來(lái)估量?jī)煞N模式（HSTCP模式和標(biāo)準(zhǔn)TCP模式）相互轉(zhuǎn)換的切換點(diǎn)。EHSTCP在起始階段擁塞窗口快速的收斂到擁塞窗口增加模式的切換點(diǎn)（)，然后轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)TCP的低速增加模式,該類(lèi)型的窗口增加模式類(lèi)似于文[22］中給出的窗口增加模式,保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和效率。另外EHSTCP針對(duì)HSTCP算法在DropTail算法管理下存在的RTT不公正性問(wèn)題，通過(guò)引入RTT公正因子,解決了HSTCP的RTT不公正性問(wèn)題。3。1基于歷史窗口的切換點(diǎn)推斷方法 HSTCP窗口增長(zhǎng)分為兩個(gè)階段,即暫態(tài)階段和穩(wěn)態(tài)階段。EHSTCP算法只在穩(wěn)態(tài)階段運(yùn)用窗口的歷史信息對(duì)當(dāng)前可用帶寬進(jìn)行估量，并進(jìn)行窗口增長(zhǎng)模式的轉(zhuǎn)換。圖3中給出了抱負(fù)的EHSTCP算法的窗口隨時(shí)間的變化圖。EHSTCP在暫態(tài)階段保留HSTCP算法的窗口調(diào)整機(jī)制,不作任何變化.定義為路由器丟失或標(biāo)記數(shù)據(jù)包時(shí)源端的窗口大小，為源端窗口的最大值。由于當(dāng)路由器發(fā)生擁塞時(shí),源端要經(jīng)過(guò)1個(gè)RTT的時(shí)間才能推斷動(dòng)身生了擁塞，在這段時(shí)間內(nèi)源端窗口增加了，因此。暫態(tài)階段主要分為兩部分：第一部分為HSTCP流剛剛啟動(dòng)或由于重傳超時(shí)重新啟動(dòng)時(shí)，HSTCP實(shí)行快速的窗口遞增加模式去探測(cè)可用帶寬，此時(shí)呈現(xiàn)出連續(xù)遞增的趨勢(shì)。其次部分為當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某些數(shù)據(jù)流已經(jīng)獲得了可用帶寬，此時(shí)有新的數(shù)據(jù)流進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，原有的數(shù)據(jù)流會(huì)釋放已經(jīng)占據(jù)了的可用帶寬，此時(shí)呈現(xiàn)出連續(xù)下降的趨勢(shì)。則EHSTCP對(duì)暫態(tài)的推斷準(zhǔn)則為，若某段時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)出連續(xù)次上升或連續(xù)下降的趨勢(shì),且每次上升或下降的值超過(guò)時(shí)，EHSTCP進(jìn)入暫態(tài)階段。依據(jù)HSTCP的窗口調(diào)整機(jī)制綜合考慮對(duì)暫態(tài)階段推斷的精準(zhǔn)性和快速性，通過(guò)仿真試驗(yàn)，選取和默認(rèn)值分別為3和。定義為前一時(shí)刻發(fā)生包丟失時(shí)的窗口大小.暫態(tài)階段推斷的偽碼為在穩(wěn)態(tài)階段，源端已經(jīng)獲得了可用帶寬，此時(shí)的波動(dòng)是較小的.在穩(wěn)態(tài)階段的推斷準(zhǔn)則為：若某段時(shí)間內(nèi),窗口呈現(xiàn)出連續(xù)次小范圍內(nèi)的波動(dòng)，且波動(dòng)范圍小于時(shí)，EHSTCP進(jìn)入穩(wěn)態(tài)階段。和的默認(rèn)值分別為2和.穩(wěn)態(tài)階段的推斷偽碼為：EHSTCP只在穩(wěn)態(tài)階段對(duì)當(dāng)前可用帶寬進(jìn)行估量,并依據(jù)估量結(jié)果進(jìn)行窗口增長(zhǎng)模式的轉(zhuǎn)換。在估量可用帶寬時(shí)，如果單純利用上一次擁塞時(shí)的作為路由器發(fā)生擁塞的推斷依據(jù)是不精準(zhǔn)的，EHSTCP采納在穩(wěn)態(tài)階段對(duì)所得到進(jìn)行濾波的方法得到平滑的，并把作為當(dāng)路由器發(fā)生擁塞時(shí)的源端窗口大小的猜測(cè)值，這樣可以避開(kāi)穩(wěn)態(tài)階段窗口的較大的波動(dòng)對(duì)推斷切換點(diǎn)造成的影響。簡(jiǎn)略的濾波算法為，其中選取，這樣比較尊重歷史值，同時(shí)可以消除小范圍內(nèi)窗口較大的波動(dòng)對(duì)算法性能的影響。針對(duì)，EHSTCP設(shè)置了一個(gè)目標(biāo)利用率，當(dāng)窗口大于時(shí)，窗口的增長(zhǎng)模式轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TCP的增長(zhǎng)方式。取得過(guò)小會(huì)造成EHSTCP由HSTCP的窗口增長(zhǎng)模式過(guò)早的轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TCP的增長(zhǎng)模式,造成低的吞吐量；取得過(guò)大會(huì)造成過(guò)晚的增長(zhǎng)模式的轉(zhuǎn)換，使單位時(shí)間內(nèi)的平均擁塞次數(shù)增加，造成多的包丟失。在這里選取可以達(dá)到吞吐量和包丟失之間的性能折中。該類(lèi)型的窗口增加模式類(lèi)似與文[22］中給出的窗口增加模式，保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和效率。同文［22］相比,兩種算法的可用帶寬猜測(cè)的方法都是基于歷史窗口值，不同處是文［22]中采納PIMD機(jī)制僅基于前一個(gè)歷史窗口值，而EHSTCP則基于前幾個(gè)歷史窗口的值，先推斷是否進(jìn)入穩(wěn)態(tài)階段,之后再進(jìn)行帶寬的猜測(cè)，這樣更加精準(zhǔn).EHSTCP進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后執(zhí)行的偽碼為：當(dāng)窗口大于時(shí)，若還沒(méi)有發(fā)生包丟失,此時(shí)可用帶寬很可能已經(jīng)發(fā)生了變化，EHSTCP和BIC算法一樣，需要重新探測(cè)可用帶寬，EHSTCP相對(duì)于BIC算法的主要優(yōu)點(diǎn)在于EHSTCP只是在穩(wěn)態(tài)階段進(jìn)行增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)換，避開(kāi)了在暫態(tài)階段轉(zhuǎn)換為慢速的增長(zhǎng)方式造成的低的收斂速度.文［23]中提到的提高HSTCP算法收斂速度的方法可以加入暫態(tài)階段用以提高收斂速度。EHSTCP窗口轉(zhuǎn)換模式的偽碼為圖3抱負(fù)的EHSTCP窗口變化圖3.2RTT公正因子 CB—HSTCP中通過(guò)添加RTT公正因子,改善了RTT不公正性,添加該公正因子的效果使HSTCP的窗口增長(zhǎng)與RTT無(wú)關(guān),但該公正因子沒(méi)有做到使吞吐量與RTT無(wú)關(guān).文[17]選取的RTT公正因子為，消除了RTT對(duì)吞吐量的影響.但此RTT公正因子僅針對(duì)文［17]算法中的AI階段設(shè)計(jì),不具有一般性。我們?cè)谶@里選取的RTT公正因子為，通過(guò)合理的選取參數(shù)可以完全消除RTT對(duì)吞吐量的影響，并且該方法不但適應(yīng)于HSTCP算法，而且還適應(yīng)于其他的高速TCP算法。首先給出如下定理:定理1：當(dāng)RTT公正因子為時(shí)，兩條具有不同來(lái)回時(shí)延的HSTCP流（其時(shí)延分別為和）相互競(jìng)爭(zhēng)同一瓶頸鏈路帶寬時(shí)，其平均的吞吐量之比為(8)證明：假定流的丟失大事聽(tīng)從丟包率為的同一分布,則流在兩次丟包大事之間總共發(fā)送的數(shù)據(jù)包為，設(shè)時(shí)間為，則來(lái)回時(shí)延的數(shù)目為,因此平均的窗口大小為（9）HSTCP的吞吐量的響應(yīng)函數(shù)為(10）引入公正性因子后可以得到：(11）對(duì)比式（6)可得：（12）由式(9)、（10)和式(11）可知(13）令,將式(13）代入式（9)中可以得到(14）因此其吞吐量之比為（15)當(dāng)取1時(shí)，吞吐量之比與來(lái)回時(shí)延成反比;當(dāng)時(shí)，吞吐量之比與來(lái)回時(shí)延無(wú)關(guān).取時(shí)，吞吐量之比同標(biāo)準(zhǔn)TCP算法.在這里我們?nèi)?，此時(shí)改進(jìn)后的HSTCP算法的吞吐量與來(lái)回時(shí)延無(wú)關(guān)，而CB-HSTCP中只做到了算法的窗口增加量與來(lái)回時(shí)延無(wú)關(guān)，其吞吐量之比與來(lái)回時(shí)延成反比(相當(dāng)于)。的選取將直接關(guān)系到算法的性能,選取得過(guò)大,將會(huì)造成低的收斂速度，選取得過(guò)小會(huì)帶來(lái)多的包丟失，仿真驗(yàn)證選取ms能夠獲得良好的性能.為了驗(yàn)證引入RTT公正因子的有效性，在NS2中進(jìn)行了仿真，采納圖1所示的仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用其中的兩條數(shù)據(jù)流,源S1到路由器R1的時(shí)延為20ms，路由器R2到接收端r1的時(shí)延為20ms；源S2到路由器的時(shí)延為7。5ms，路由器R2到接收端r2的時(shí)延為7.5ms,這樣源S1的來(lái)回鏈路時(shí)延為100ms，源S2的來(lái)回鏈路時(shí)延為50ms，其余參數(shù)見(jiàn)圖1。兩個(gè)源端均采納HSTCP代理，5%的UDP作為背景流。分別對(duì)沒(méi)有加入RTT公正因子的HSTCP，以及加入RTT公正因子后,分別取，1和作了仿真，仿真結(jié)果如圖4所示。圖4（a)表明未引入RTT公正因子時(shí)，HSTCP具有十分嚴(yán)重的RTT不公正性。圖4表明時(shí)，長(zhǎng)時(shí)延的HSTCP流的窗口增加量要大于短時(shí)延HSTCP流的窗口增加量，其比值接近于2：1。仿真結(jié)果驗(yàn)證了引入RTT公正因子的有效性并驗(yàn)證了我們給出的解析結(jié)果.圖4HSTCP和引入RTT公正因子后的HSTCP的RTT公正性比較4仿真分析 為了驗(yàn)證EHSTCP算法的有效性，我們?cè)贜S2中實(shí)現(xiàn)了EHSTCP算法，主要對(duì)EHSTCP算法的RTT公正性，改善由于HSTCP可擴(kuò)展性帶來(lái)的過(guò)多的包丟失，同標(biāo)準(zhǔn)TCP之間的友好性，以及對(duì)帶寬變化時(shí)的自適應(yīng)能力進(jìn)行仿真驗(yàn)證。4。1包丟失分析及RTT公正性分析 首先來(lái)討論EHSTCP算法的RTT公正性和降低由于HSTCP可擴(kuò)展性帶來(lái)的過(guò)多的包丟失。采納圖1所示的仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)轉(zhuǎn)變?cè)搱D中的參數(shù)，固定其中一條流的時(shí)延為50ms，另一條流的時(shí)延分別取100ms、150ms、200ms、250ms和300ms，共6組實(shí)驗(yàn)。在每次試驗(yàn)中均統(tǒng)計(jì)3共性能指標(biāo)，即:吞吐量之比、包丟失率和鏈路利用率.以下的仿真實(shí)驗(yàn)中緩沖區(qū)大小均設(shè)為1000packets(相對(duì)于帶寬時(shí)延積是很小的）.表1列出了時(shí)，EHSTCP算法的性能；表2列出了時(shí)，EHSTCP算法的性能；表3在同樣的環(huán)境中列出了HSTCP算法的性能指標(biāo)。 可見(jiàn)EHSTCP通過(guò)引入RTT公正因子,極大地改善了HSTCP算法的RTT不公正性，通過(guò)在穩(wěn)態(tài)階段利用歷史窗口信息來(lái)推斷網(wǎng)絡(luò)擁塞,降低了包丟失率,其包丟失率相對(duì)于HSTCP降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)左右.此外當(dāng)時(shí)，EHSTCP的鏈路利用率也要比HSTCP高出1%。隨著RTT比值的增高，EHSTCP的RTT不公正性也會(huì)提高，當(dāng)時(shí)，EHSTCP的吞吐量之比基本維持在1:2左右，與鏈路的來(lái)回時(shí)延無(wú)關(guān)，這和我們給出的理論分析結(jié)果有肯定的出入，這是由于在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中包丟失并不是聽(tīng)從同一分布的,而是隨機(jī)的，此外我們是依據(jù)HSTCP的響應(yīng)函數(shù)給出的解析結(jié)果，實(shí)際的仿真結(jié)果并不是嚴(yán)格聽(tīng)從響應(yīng)函數(shù)。仿真試驗(yàn)證明白EHSTCP算法的有效性.此外文[16］中用到的Block—pacing方法可以作為本文討論的補(bǔ)充，進(jìn)一步避開(kāi)HSTCP存在的突發(fā)的包丟失,我們并沒(méi)有加入Pacing機(jī)制的緣由在于，現(xiàn)有的討論[24]表明光學(xué)突發(fā)交換技術(shù)(OBS）最有盼望成為將來(lái)Internet骨干網(wǎng)的交換技術(shù)，討論表明在使用OBS時(shí),使用pacing技術(shù)時(shí)會(huì)造成吞吐量性能上的下降.表1EHSTCP有效性及RTT不公正性測(cè)試RTTRatioThroughputratioPacketlossrateLinkutilization1:22.58298。06％1:35。36398.00%1:48。23798.10％1：510.10997。63%1:617。35798.21%表2EHSTCP有效性及RTT不公正性測(cè)試RTTRatioThroughputratioPacketlossrateLinkutilization1：21。31997.83%1：32。60497。20%1：42。44597.05%1：52.04896。39%1:62。73796。67%表3HSTCP有效性及RTT不公正性測(cè)試RTTRatioThroughputratioPacketlossrateLinkutilization1：217.43396.72％1:3101.96096。93％1:4210.94696。98%1：5305。85296。69%1：6662。16197.23%4。2EHSTCPVSTCPSack本節(jié)將通過(guò)仿真分析來(lái)驗(yàn)證EHSTCP算法與標(biāo)準(zhǔn)TCP算法之間的友好性,采納圖1所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，源S1采納EHSTCP代理，源S2采納TCPSack代理，重復(fù)2.2.2節(jié)中的仿真試驗(yàn)，仿真結(jié)果如圖5所示。圖5EHSTCPVsTCPSack窗口變化 圖5中共給出了、、和四組參數(shù)時(shí)EHSTCP和TCPSack的窗口變化。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明EHSTCP算法在與TCPSack算法共同存在于網(wǎng)絡(luò)中時(shí),EHSTCP不會(huì)過(guò)分地掠奪TCPsack算法的資源,造成其過(guò)低的吞吐量。其中TCPSack所獲得的吞吐量可以近似由下式計(jì)算(16）其中為連接數(shù)，由于在暫態(tài)階段EHSTCP實(shí)行HSTCP的窗口增長(zhǎng)方式，造成了TCPSack較低的吞吐量，而在穩(wěn)態(tài)階段，EHSTCP要和TCPSack共同競(jìng)爭(zhēng)可用帶寬，由于EHSTCP采納了標(biāo)準(zhǔn)TCP的窗口增長(zhǎng)方式,因此在穩(wěn)態(tài)階段EHSTCP將和TCPSack均分此部分帶寬。圖5表明隨著的增加,TCPSack獲得的吞吐量逐漸降低，當(dāng)時(shí)，達(dá)到令人滿(mǎn)意的效果，相對(duì)于HSTCP（圖3），EHSTCP在與TCPSack共同存在的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中具有良好的TCP友好性。 接下來(lái)驗(yàn)證多條流時(shí)EHSTCP與標(biāo)準(zhǔn)TCP之間的友好性問(wèn)題,采納圖1所示的網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境,將流的數(shù)增加到10條，瓶頸鏈路的帶寬增加到2500Mbps，時(shí)延為10ms。源S1至S5到路由器R1之間的帶寬為100Mbps，源S6至S10到路由器R2之間的帶寬為2400Mbps，仿真時(shí)試驗(yàn)共分三組，其中在任何一組試驗(yàn)中源S6至S10均采納TCPSack代理，源S1至S5分別采納TCPSack代理,HSTCP代理和EHSTCP代理。設(shè)置圖1中的參數(shù)ms，ms，使其來(lái)回鏈路時(shí)延為100ms，仿真時(shí)間為150秒，在每組實(shí)驗(yàn)中均統(tǒng)計(jì)源S1至S5和源S6至源S10的總的吞吐量之比，仿真結(jié)果如表4所示。 從表4中可以看出當(dāng)源S6至S10采納HSTCP代理時(shí)，由于HSTCP算法實(shí)行過(guò)于侵略的增長(zhǎng)方式,過(guò)分地掠奪了TCPSack所使用的資源，而EHSTCP在保證了瓶頸鏈路利用率的同時(shí)，沒(méi)有過(guò)分剝奪TCPSack的資源,各業(yè)務(wù)流之間資源安排較為均衡，仿真結(jié)果驗(yàn)證了EHSTCP算法與標(biāo)準(zhǔn)TCP算法之間的友好性.表4EHSTCP友好性測(cè)試，linkbandwidth=2500Mb，numberofflows=10SourcealgorithmLinkbandwidthutilization（%）SACK，HSTCP，EHSTCPSACKUDPTotalSACKVSSACK65。8614。345.185.3HSTCPVSSACK87。563.394。8595。8EHSTCPVSSACK81。329。924。9696.24.3響應(yīng)性能分析響應(yīng)性能是評(píng)價(jià)一個(gè)源端算法好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)好的算法必須能夠?qū)挼淖兓w快做出響應(yīng),接下來(lái)討論EHSTCP算法的響應(yīng)性能問(wèn)題.采納圖1所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其中源S1采納EHSTCP代理,源S2采納UDP代理，在200秒時(shí)加入U(xiǎn)DP流，其發(fā)送速率為500Mbps，在仿真時(shí)間為400秒時(shí)，撤去UDP流，仿真時(shí)間為600秒。圖6給出了EHSTCP的窗口變化圖，可見(jiàn)當(dāng)加入U(xiǎn)DP流時(shí)，EHSTCP能夠?qū)捎脦挼淖兓w快做出響應(yīng),獲得新的可用帶寬。圖6EHSTCP響應(yīng)性能5結(jié)論和討論展望 本文簡(jiǎn)略分析了HSTCP算法存在的缺陷，通過(guò)仿真證實(shí)了HSTCP算法在去尾算法下存在嚴(yán)重的RTT不公正性，以及同標(biāo)準(zhǔn)TCP算法共同存在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，會(huì)過(guò)分地掠奪標(biāo)準(zhǔn)TCP算法的資源，此外HSTCP還存在由于其可擴(kuò)展性帶來(lái)的過(guò)多的包丟失等缺陷.針對(duì)這些缺陷，我們提出了EHSTCP算法,該算法通過(guò)引入新的RTT公正因子，可以極大的改善RTT不公正性，通過(guò)選取公正因子中的參數(shù),可以完全消除RTT不公正性現(xiàn)象（).提出了在穩(wěn)態(tài)階段運(yùn)用窗口歷史值來(lái)猜測(cè)網(wǎng)絡(luò)擁塞，并利用窗口歷史信息來(lái)獲得窗口增長(zhǎng)模式的切換點(diǎn)。理論分析和NS2仿真實(shí)驗(yàn)均表明EHSTCP在保留了HSTCP算法的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，降低了包丟失率、在與標(biāo)準(zhǔn)TCP流共同存在的簡(jiǎn)潔網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,不會(huì)過(guò)分地掠奪標(biāo)準(zhǔn)TCP流的資源，保證了算法的平安性能.參考文獻(xiàn)ZhangMiao，WuJianping,andLinChuang.Surveyoninternetend-to—endcongestioncontrol。Journalofsoftware，2002,13(3)：354-363.（inChinese）章淼,吳建平，林闖?；ヂ?lián)網(wǎng)端到端擁塞掌握討論綜述［J]。HYPERLINK”http：///grid20/Navi/Bridge。aspx？LinkType=BaseLink&DBCode=CJFD＆TableName=cjfdbaseinfo&Field=BaseID&Value=RJXB＆NaviLink=%e8％bd%af%e4%bb%b6%e5%ad％a6%e6%8a%a5”\t”_blank”軟件學(xué)報(bào)，2002，13（3）:354-363。V。Jacobson。ModifiedTCPcongestionavoidancealgorithm,End2end—interestmailinglist,April30，1990.S.Floyd。TheNewRenoModificationtoTCP’sFastrecoveryalgorithm.IETFRFC2582，April1999。M.Mathis,J。Mahdavi,andS。Floyd。TCPselectiveacknowledgementoptions。IETFRFC2018October1996.L.S。Brakmo，andL.L.peterson。TCPVegas:end—to-endcongestionavoidanceonaglobalInternet。IEEEJournalonSelectiveAreasincommunications，1995，13（8):1465—1480。S.Floy,S。Ratnasamy，andS。Shenker.ModifyingtheTCP’scongestioncontrolforhighspeeds。http///floyd/hstcp。html,May2002.T。Kelly.ScalableTCP:Improvingperformanceinhighspeedwideareanetworks。ACMComputerCommunicationsReview，2003，33(2):83-91。L.Xu,K。Harfoush，andI.Rhee.Binaryincreasecongestioncontrol（BIC）forfastLong-distancenetworks//InProceedingsofIEEEINFOCOM2002，Hongkong，2004:2514-2524。S。Bhandarkar，S。Jain,andA。L。N。Reddy.ImprovingTCPperformanceinhighbandwidthhighRTTLinksusinglayeredcongestioncontrol.PFLDNet2005,February2005.C.Jin，D.X。WeiandS.H。Low.FASTTCP：Motivation，architecture，algorithmsperformance//InproceedingsofIEEEINFOCOM2004,Hongkong，2004：2490-2501.D.Katabi，M.handley，andC。Rohrs.Congestioncontrolforhighbandwidth—delayproductnetworks//InProceedingsofACMSIGCOMM2002,Pittsburgh,Pennsylvania,USA,2002:89-102。R。N。Shorten,andD。J。Leith.H—TCP：TCPforhigh—speedandlong—distancenetworks//InproceedingsofPFLDnet,Argonne，Illinois,2004.T。Hatano，M。Fukuhara，H。Shigeno,andK。Okada。TCP—friendlySQRTTCPforhigh-speednetworks//InproceedingsofAPSITT，NoumiaNewCaledonia,2003：455—460。InjongRhee,andLisongXu.CUBIC:AnewTCP—friendlyhigh—speedTCPvariant//ProceedingsoftheThirdInternationalWorkshoponProtocolsforFastLong—DistanceNetworks，F(xiàn)rance,February2005.S.Kunniyur。AntiECNMarking：Amarkingschemeforhighbandwidthdelayconnections.InproceedingsoftheIEEEICC,Anchorage,USA,2003：647—651.SuFanjun,PanXuezeng，CaiLiang,andXuJian。CB—HSTCP:FairTCPinhighspeedNetwork。Chinesejournalofelectronics，2005，11(33）：2084-2089。（inChinese)蘇凡軍,潘雪增，蔡亮,徐建。CB-HSTCP：高速網(wǎng)絡(luò)中的公正TCP算法。電子學(xué)報(bào),2005，11（33）:2084-2089.Y。Xia,L。Subramanian，I.Stoica，andS.Kalyanaraman。Onemorebitisenough//InproceedingsofACMSIGCOMM’05,Philadelphia,Pennsylvania,USA,2005：37-48.R。king，R。Baraniuk,andR.Riedi.TCP—Africa:anadaptiveandfairrapidincreaseruleforscalableTCP//InProceedingsofIEEEINFOCOM2005,Miami，USA，2005:1838—1848.ZhangZongsheng，G.hasegawa，andM.Murata.Performanceanalysisandimprovementofhigh-speedTCPwithTailDrop/REDrouters。IEICETransactionCommunication,2005，2495–2507。S。Biaz，andN.H.Vaidya。Istheround-triptimecorrelatedwiththenumberofpacketsinflight？LaredoofUSA:TexasA＆MUniversity，TechenicalReport:TR99—006,1999.J.Martin，A。Nilsson,andI.Rhee.Delay—basedcongestionavoidanceforTCP.IEEE/ACMTransactionsonNetworking，2003,11(3):356—369。ShaoLisong，ZhangHeying,andDouWenhua。Window-Basedend-to—endcongestioncontrol:networkstabilityandefficiency。ChineseJournalofComputers,2005,29(3）:353-360.(inChinese)邵立松，張鶴穎,竇文化.基于窗口的端到端擁塞掌握：網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性與效率。計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2005,29(3）：353—360。M。Nabeshima，andK.yata。Improvingtheconvergencetimeofhigh-speedTCP//IEEEInternationalConferenceonNetworks（ICON2004），Singapore，2004:19-23.L。Zhu,N.Ansari，andJ.Liu.Throughputofhigh-speedTCPinopticalburstswitchingnetworks.IEEProceedingsCommunications，2005，152（3):349-352。EHSTCP:EnhancedTCPinhigh-speednetworksLongChengnian1）,YangHuilong1），LiXin1）,GuanXinping2）1)(CentreforNetworkingControlandBioinformatics（CNCB)，InstituteofElectricalEngineering，YanshanUniversity，HebeiQinhuangdao066004）2)（Dept。ofAutomation，SchoolofElectronic，InformationandElectricalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240）Abstract：TCPdoesn'tperformwellinhighbandwidth—delayproductnetworks，anditsmainlimitationsarelowthroughputandlargeoscillationofcongestionwindow。HSTCPsolvestheprimarylimitationsofregularTCP，butthereexistslargenumberofpacketlossuponcongestionepochandseriousRTTunfairnesswithdrop-tailgateway。Toovercometheabovedeficiency,weproposeanimprovedalgorithm，calledEHSTCP,whichswitchesbetweentwocongestionavoidancemodesincongestionavoidancephase。Tolocatetheswitchpoint,wepresentanewpredictionmethodforend—to—endavailablebandwidthusinghistorycongestionwindowdynamics.Simultaneously，weintroducetheRTTfairnessfactortoeliminatetheseriousRTTunfairnessinHSTCP。NS2simulationresultsvalidatetheeffectivenessofourproposedscheme.Keywords：HSTCP，congestioncontrol，TCP，packetloss，RTTunfairness作者簡(jiǎn)介：LongChengnian，male，borninApril,1977,PhD，Associateprofessor.Asapostdoctoralfellow,hevisitedDepartmentofComputerScienceandEngineering，HongkongUniversityofScienceandTechnologyin2006.NowheisaKillampostdoctoralfellowatDepartmentofElectricalandComputerEngineering，UniversityofAlberta,Canada.Hiscurrentresearchinterestsareintheareaofcongestioncontrolforhigh—speedInternet,noncooperativebehaviorandincentivemechanismdesigninwirelessmulti-hopnetworks,andenergy—efficiencyprotocoldesigninwirelesssensornetworking。（龍承念，男，1977年4月生，博士，副教授。2006年,香港科技高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系博士后。獲Killam博士后獎(jiǎng)學(xué)金,現(xiàn)為加拿大阿爾伯塔高校電氣與計(jì)算機(jī)工程系博士后.主要討論愛(ài)好：高速因特網(wǎng)擁塞掌握，無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的非合作行為與激勵(lì)機(jī)理設(shè)計(jì)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量有效協(xié)議設(shè)計(jì)。)E-mail：dylcn@YangHuilong，male，borninNov.,1981,MS.Hismainresearchinterestingiscongestioncontrolofhigh—speednetworks.(楊會(huì)龍,男,1981年11月生，碩士。主要討論方向：高速網(wǎng)絡(luò)擁塞掌握.）Email:beyondyang6@.LiXin，male，July1981，Masterstudent。Hismainresearchinterestingiscongestioncontrolofhigh—speednetworks。（李欣,男，1981年7月生，碩士討論生，主要討論方向：高速網(wǎng)絡(luò)擁塞掌握。）Email:feiren2000_1＠GuanXinping,male,borninJune1963,PhD,Professor,IEEESeniorMember。Prof.GuanisservingasanAssociateEditorofIEEETransactiononSystems,ManandCybernetics（PartC），EditorialBoardMemberofActaAutomaticaSinica，aReviewerofMathematicReviewofAmerica.Dr.Guanis”CheungKongScholarsProgramme"Specialappointmentprofessor，MinistryofEducation，2006,andNationalScienceFundforDistinguishedYoungScholarsofChina,2005。Hiscurrentresearchinterestsincludewirelesssensornetworks，congestioncontrolofnetworks，robustcontrolandintelligentcontrolfornonlinearsystems,chaoscontrolandsynchronization.(關(guān)新平,男，1963年6月生，教授,IEEE高級(jí)會(huì)員。IEEETransactiononSystems,ManandCybernetics(PartC）副主編,自動(dòng)化學(xué)報(bào)編委,美國(guó)數(shù)學(xué)評(píng)論評(píng)論員，教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授，國(guó)家杰出青年。主要討論方向：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)擁塞掌握，非線性系統(tǒng)魯棒掌握和智能掌握，混沌掌握與同步.)E—mail:xpguan＠討論背景隨著計(jì)算、通信和存儲(chǔ)技術(shù)的迅猛進(jìn)展，全球網(wǎng)格系統(tǒng)為計(jì)算和科學(xué)討論供應(yīng)了足夠的容量和高速有效的硬件環(huán)境。進(jìn)展新一代網(wǎng)絡(luò)所面臨的挑戰(zhàn)在于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)掌握算法和資源共享算法不能擴(kuò)展到新一代的高寬帶通信網(wǎng)絡(luò)中。主要表現(xiàn)在寬帶高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,現(xiàn)有的協(xié)議算法不能保證低的包丟失率和低的時(shí)延準(zhǔn)時(shí)延抖動(dòng)等業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量需求。由于低效的擁塞掌握算法而導(dǎo)致的用戶(hù)不合作競(jìng)爭(zhēng)和貪欲占用帶寬，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定運(yùn)行,顯著降低網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。HSTCP算法在高帶寬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中解決了標(biāo)準(zhǔn)TCP算法的主要性能缺陷，并且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔,便于在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中推廣,該方案已經(jīng)被IETF所采納。但由于HSTCP在擁塞避開(kāi)階段采納非線性的增長(zhǎng)模式，當(dāng)產(chǎn)生突發(fā)流時(shí)，在擁塞點(diǎn)會(huì)造成大量的數(shù)據(jù)包丟失，同時(shí)存在著嚴(yán)重的來(lái)回時(shí)延的不公正性。為解決上述問(wèn)題，本文提出一種改進(jìn)的HSTCP算法。該算法的基本思路是在擁塞避開(kāi)的不同階段，設(shè)計(jì)不同的擁塞避開(kāi)模式.為獲得精準(zhǔn)的切換點(diǎn)，本文提出基于擁塞窗口歷史值的端到端可用帶寬猜測(cè)方法，利用擁塞窗口歷史信息進(jìn)行擁塞避開(kāi)切換點(diǎn)的推斷。同時(shí)引入RTT公正因子,消除了HSTCP的RTT不公正性問(wèn)題.NS2仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性。該討論工