论文研究-基于opnet的TCP Veno性能研究和仿真 .pdf

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基于opnet的TCP Veno性能研究和仿真,史士杰,王秀娟,由于传输介质不同,传统拥塞控制算法在无线网络中出现了性能退化。为此,人们提出了包括TCP VENO在内的多种改进算法。TCP Veno通过检��
国武技论文在线 http:/www.paper.edu.cn 若N>β,则认为网络出现拥塞,将拥塞阈值 ssthresh置为cwnd2,将cwnd- ssthresh3,重 传丢失的包。前者中,网络中岀现随即丢包时发送端也将拥塞阈值 ssthresh降低,是基于一 种稳定性考虑。采用新策眳的τ CP Veno算法能使拥塞窗口更长时间地保持在较大范围,更 有利于提高网络吞吐量和利用率 若发送端计时器超时,则将拥塞阈值设为cwmd2,并将cwnd重置为1,重传丢尖的数 据包。若拥塞窗口小于或等于慢启动门限偵,则TCP进入慢启动阶段:否则进入拥塞避免 阶段。 和 性能比较 鉴于 OPNET良好的仿真性能,本仿真在 OPNET原有 TCP Reno代码的基础上进行修 改来实现改进算法。将实际的网终结构简化为图1所示的哑铃状: APP ≡匡 arla 250 250 图1仿真模型 吞吐量、拥塞窗口、网络利用率性能比较 设定丢包率为0.5%,一条链接为 TCP Vcno,一条链接为 TCP Reno。利用图1的哑铃 状模型得到仿真结果如下图: 650,D 2500,0 100000 图2吞叶量 3 国武技论文在线 http:/www.paper.edu.cn Annotation Conn 1 [FtP]: [Port 20]<-> Logical_Network_client (Port0 TCP veno- reno-DEY l1 FIFI(PI rl ?n)*->| I J: HI NHI vvI rh 1: iH il (Pi rIn TCP veno TCP Weno-D=S-1 5E.C0 250口 图3拥塞窗口 ■ TCP veo Peng-DES-1 ■ TLP VAn T(P vern-h .40 口.10 图4网络利用率 由图2、3、4可知,和 TCP Reno相比,采取VENO的发送端能一直保持一个较大的 拥塞窗口,从而能获待较大的吞吐量和较高的带宽利用率。这是因为这种改进算法中拥塞窗 口的设置是基」RTT的计算获得的,它能反映出网络的实时状况,从而避免了Reno中降低 拥塞窗凵的盲目性。也在一定程度上消除了拥塞窗凵的波动,使发送速率表现出较好的稳定 性。 另外:当网络云包率为0时,:者表现出一样的性能,当云包率在一定范围内上升时, TCP Vcno在吞吐量、拥塞窗口、网络利用率等方面比 TCP Reno表现出更好的性能 算法的友好性和公平性 算法的友好性是指:使用该算法的TCP连接和使用其他版本TCP协议连接的共存能力, 该算法不能导致其它版本TCP连接没有资源可用。为此,新建立1条采用 TCP Reno的连接, 采用0.5%丢包率,观察不同连接的吞吐量大小: 4 国武技论文在线 http:/www.paper.edu.cn ■tjH Hr 1 []II I Ilg: HI NHIN E Object: client 5 s-2 router1 [OJ of Logical Netw ork point-to-pointthroughput bits se( 2,800 21200,o口 000000 14 11200,u 图5不同连接的吞吐量 由图5知,采用不同拥塞控制协议的连接在带宽资源的利用中,具有相似的竞争力。因 此TCPⅤeno算法具有很好的友好性。当设置不同的丢包率时, TCP Veno均能表现出良好 的友好性。 公平性是指:采用同和协议的不同连接,往返延时小的能够获得更多的资源,往返延时 大的得到的資源较少。这和问题在所有算法中均存在,但协议应尽量减小这种不公平性。为 此,在原仿真模型中新建一条连接,在丢包率为0.5%时对公平性的仿真如组图6. ■heet: cHet-2s- rotten1山」 Ot LOdIc al MetwoRk F- ct: client 1 -- router [o of Logical Nctwoplc 5. 000. OUn point-to-point throughput [bitsj'sec) 4,500, 4.a 2,5①D,DD 1. 500.000 1 Orr (a)两条Reno连接的吞吐量比较 国武技论文在线 http:/www.paper.edu.cn ■∞ jcct: client-2- roUter1[] of Logical Natrol"k-- d Object: client- 1<-> rou 1 [O]of Logical Network noint-to- point throughput〔ht曰 250DU 2,0p口 1,5口口J (b)条Ven连接的春吐量比较 图6公平性比较 图6(a)为传统Reno算法的公平性结果,图6(b)为Veno算法的公平性结果,由图可知 TCPⅤeno在公平性方面衣现更好。另外,在丢包率为0到5%的范围内进行仿真,可见 TCP VENO具有比Reno更好的公平性。 结论 TCP Veno利用队列中积压的数据包大小来判别丢包的原因,进而采取不同的措施来调 整发送窗口,它能避免盲目的将拥塞窗口减半。木实验以0.5%丟包率为典型环境进行仿真, 仿貞结果表明,TCPⅤeno在各方面均表现良好,能够维持更大的拥塞窗∏,吞吐量可比 RENO提扃四倍,取得更高的带宽利用率。该算法的友好性和公平性也较好。 另外,该算法是基于 TCP Reno的改进,与其他TCP协议具有很好的共存性,该算法是 种基于端点的拥塞控制算法,不需考虑网终中间环节,具有很好的可实施性。该算法在稳 定性方面还存在一些问题,这是今后需要改进的地方。 参考文献 [1JC P Fu,"TCP VENO: End-to End Condestion Control Over Heterogeneous Networks, Ph D dissertaion, The Chinese Univ Hong Kong, Hong kong,, 2001 [2]王文博,张金文 OPNET Modeler与网络仿真北京:人民邮电出版社,2003 [3]李世银,王秀娟,徐冬等. Method of available bandwidth estination for tcp based on channel noise Mode[J.系统仿真学报2008年19期 「4侩昌彪,鲜永菊计算机网络中的拥塞控制与流量控制.北京:人民郾电出版社,2007 5 Cheng Peng Fu and Soung C liew. TCP Veno: TCP Enhancement for Transmission Over Wireless Access Networks[JJ. IEEE Journal of Selected Areas in Communications, 2003 (2) [6]C P Fu, "TCP VENO End-to End Condestion Control Over Heterogeneous Networks, "Ph. D dissertaion, The Chinese Univ Hong Kong, Hong kong, 2001

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