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无线网络中提升TCP性能机制的比较

2008-12-18 10:29 295 查看

无线网络中提升TCP性能机制的比较

主要内容[/b]
一、问题提出的背景：TCP协议为因特网上的用户提供了可靠的、健壮的端到端数据通信服务，其中的TCP拥塞控制机制是保证因特网正常运行的关键技术，无线网络中分组丢失和延迟通常是由于链路误码、本地重传或切换等原因造成的，传统的TCP把所有的分组丢失简单归因于网络拥塞策略的盲目性严重恶化了无线网络环境中TCP的性能，造成网络带宽的浪费和利用率低。
二、 无线网络中提升TCP性能的机制：
1、 End-to- End Schemes [/b]：[/b]即端到端的机制，通过收发端上TCP本身的流量控制和差错控制解决无线链路差错问题。在端系统中通过选择重传机制允许发送方从多个丢包中恢复。让发送方区分拥塞控制机制和使用ELN机制的其他形式的损失。
2、 Link-layer Schemes [/b]：[/b]即链路层方式，是对无线链路层的增强措施，在不修改其高层TCP协议的条件下，克服信道对TCP传输的影响。它通过在无线链路上进行重传或错误纠正来屏蔽不可靠的无线链路对有线网络的影响。其优点是可以独立于高层协议而提高数据传输的可靠性，并且不需要保留每一个链接状态的信息。它通过前向纠错方式恢复损坏的包，这样有利于时延较长的情况，但是其信道利用率较低，需要额外花费时间和存储空间。此外通过Snoop代理维持来自于发送方的但是还没有被接收方确认的TCP包的缓存，同时Snoop代理还跟踪每个从接收方过来的ACK包，通过到达的重复ACK包或局部超时来检测包的丢失。当丢包发生时，若Snoop代理已经缓存了此包，则进行局部重传，并且重复的ACK包被丢弃以避免导致源端进入快速重传。使用局部重传可以使基站通过不传送重复的ACK，对固定的源端主机屏蔽包在链路上的丢失。
3、 Split-Connection Schemes [/b]：[/b]即分段连接方式，在有线到无线信道的边缘增加有切换功能的基站来建立TCP的转接模块，将TCP虚电路分成有线部分个无线部分。
三、总结
这篇文章用了三类方法来提升端到端TCP协议的性能，并用 throughput 和在有线链路和无线链路中的goodput 作为衡量的指标对这三类方法进行了比较。Selective acknowledgment 在易丢包的无线链路中是非常有效的，尤其是在错误比较多的链路上。
LL-TCP-AWARE 是在稳定可靠的链路层协议中使用TCP协议的方法，对发送方屏蔽了冗余确认，在无线链路中比独立于TCP的（LL ）吞吐量提高了10%-30%，避免了在发送方和基站上冗余的重传，也得到了更高的GOODPUT，是表现最好的方法。THE split-connection approach 虽然对发送方屏蔽了无线链路，由于无线链路传输性能太差的影响使得发送方定时器经常超时，导致吞吐率很低。在无线链路部分采用 selective achnowledgement 改善了吞吐量，但仍不如链路层方案，而且实现复杂，所以不是一种好的策略。End-to-End schemes 没有链路层方法有效，但它不需要底层协议的支持来实现，The explict loss notification 也达到了比较理想的效果。

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