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【6h】

异构网络中基于MPTCP多径传输的数据包调度机制研究

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目录

摘要

第一章绪论

1.1研究背景

1.2研究现状及分析

1.3 MPTCP数据调度算法

1.3.1数据调度算法

1.3.2 MPTCP数据调度算法的意义

1.4本文主要研究工作

1.5本文章节安排

第二章多径传输协议

2.1多径传输协议

2.1.1 Parallel TCP

2.1.2 mTCP

2.1.3 STCP

2.2 MPTCP传输协议

2.2.1 MPTCP体系结构

2.2.2 MPTCP协议传输机制

2.2.3 TCP/IP协议传输机制

2.3影响MPTCP调度算法的主要因素

2.3.1队首阻塞

2.3.2接收端缓存受限

2.3.3重传机制

2.4异构网络中MPTCP乱序解决方案

2.4.1拥塞控制

2.4.2接收端缓存设置

2.4.3数据调度算法

2.5本章小结

第三章基于最大阻塞时延预估数据调度算法

3.1引言

3.2路径质量评估

3.2.1路径质量分析

3.2.2阻塞时延预估

3.3防止接收端阻塞

3.4基于最大阻塞时延预估的数据包调度算法

3.5本章小结

第四章算法仿真与分析

4.1.1 NS-3网络构件

4.1.2 NS-3中的MPTCP模块

4.1.3 NS-3平台搭建

4.2仿真实验环境设置及性能指标

4.2.1实验场景

4.2.2网络参数设置

4.2.3评估指标

4.3 MPTCP-BT算法实现

4.4仿真结果分析

4.5本章小结

5.1全文总结

5.2工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间科研成果和参与的科研项目

声明

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摘要

随着通信技术的快速发展,越来越多的通信设备成为具有Wi-Fi、3G、蓝牙、红外等多个接口的多宿主终端,然而,传统TCP协议只能使用端系统之间的一条可达路径传输数据,为了充分利用多宿终端的带宽资源,人们提出了MPTCP(Multi-Path TCP),该协议是对传统TCP协议的扩展,利用多条路径对数据进行并行传输,并与TCP兼容,提高了网络的吞吐率量。在基于MPTCP的异构网络环境中,网络性能受到通信双方间各条端到端路径的时延、丢包率、带宽等参数差异以及接收端缓存大小的限制。由于网络的异构性和接收端缓存受限,而MPTCP协议保证对应用层按序交付,导致接收端队首阻塞(Head-Of-Line Blocking,HOL),解决此问题成为MPTCP传输的研究热点。 本文分析和比较了现有的数据调度算法,在此基础上,提出了一种基于最大阻塞时延预估数据调度算法,论文的主要工作如下: (1)针对接收端阻塞问题,本文提出了异构网络中基于阻塞时延预估的数据包调度算法MPTCP-BT,算法综合考虑了拥塞窗口、RTT、每个数据包发送时间及接收端缓存大小,估算路径阻塞时延;进而根据拥塞避免阶段的拥塞窗口变化方法,计算该阻塞时延内路径传输的数据量,选择不会造成接收端阻塞的路径进行数据传输。 (2)利用NS-3仿真平台,更改其中MPTCP内核调度算法,实现轮询、DAPS、OTIAS及本文提出调度算法,分析算法性能特点并进行对比。在“网络传输数据完成时间”和“乱序包数量”两个指标与现有算法进行了充分的模拟实验,其中“数据传输完成时间”选取了“长/短数据流、接收端缓存、带宽、RTT”四个参数。实验结果表明,MPTCP-BT算法有效缓解接收端发生阻塞,提升了网络吞吐量。

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