無線網絡中提升TCP性能機制的比較
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一、 問題提出的背景：TCP協議爲因特網上的用戶提供了可靠的、健壯的端到端數據通信服務，其中的TCP擁塞控制機制是保證因特網正常運行的關鍵技術，無線網絡中分組丟失和延遲通常是由於鏈路誤碼、本地重傳或切換等原因造成的，傳統的TCP把所有的分組丟失簡單歸因於網絡擁塞策略的盲目性嚴重惡化了無線網絡環境中TCP的性能，造成網絡帶寬的浪費和利用率低。 二、 無線網絡中提升TCP性能的機制： 1、 End-to- End Schemes ：即端到端的機制，通過收發端上TCP本身的流量控制和差錯控制解決無線鏈路差錯問題。在端系統中通過選擇重傳機制允許發送方從多個丟包中恢復。讓發送方區分擁塞控制機制和使用ELN機制的其他形式的損失。 2、 Link-layer Schemes ：即鏈路層方式，是對無線鏈路層的增強措施，在不修改其高層TCP協議的條件下，克服信道對TCP傳輸的影響。它通過在無線鏈路上進行重傳或錯誤糾正來屏蔽不可靠的無線鏈路對有線網絡的影響。其優點是可以獨立於高層協議而提高數據傳輸的可靠性，並且不需要保留每一個鏈接狀態的信息。它通過前向糾錯方式恢復損壞的包，這樣有利於時延較長的情況，但是其信道利用率較低，需要額外花費時間和存儲空間。此外通過Snoop代理維持來自於發送方的但是還沒有被接收方確認的TCP包的緩存，同時Snoop代理還跟蹤每個從接收方過來的ACK包，通過到達的重複ACK包或局部超時來檢測包的丟失。當丟包發生時，若Snoop代理已經緩存了此包，則進行局部重傳，並且重複的ACK包被丟棄以避免導致源端進入快速重傳。使用局部重傳可以使基站通過不傳送重複的ACK，對固定的源端主機屏蔽包在鏈路上的丟失。 3、 Split-Connection Schemes ：即分段連接方式，在有線到無線信道的邊緣增加有切換功能的基站來建立TCP的轉接模塊，將TCP虛電路分成有線部分個無線部分。 三、 總結 這篇文章用了三類方法來提升端到端TCP協議的性能，並用 throughput 和在有線鏈路和無線鏈路中的goodput 作爲衡量的指標對這三類方法進行了比較。Selective acknowledgment 在易丟包的無線鏈路中是非常有效的，尤其是在錯誤比較多的鏈路上。 LL-TCP-AWARE 是在穩定可靠的鏈路層協議中使用TCP協議的方法，對發送方屏蔽了冗餘確認，在無線鏈路中比獨立於TCP的（LL ）吞吐量提高了10%-30%，避免了在發送方和基站上冗餘的重傳，也得到了更高的GOODPUT，是表現最好的方法。THE split-connection approach 雖然對發送方屏蔽了無線鏈路，由於無線鏈路傳輸性能太差的影響使得發送方定時器經常超時，導致吞吐率很低。在無線鏈路部分採用 selective achnowledgement 改善了吞吐量，但仍不如鏈路層方案，而且實現複雜，所以不是一種好的策略。End-to-End schemes 沒有鏈路層方法有效，但它不需要底層協議的支持來實現，The explict loss notification 也達到了比較理想的效果。 |