陈忠国[1]2007年在《TCP性能的应用透明优化》文中指出当前的应用越来越呈现分布式的特点,这些应用主要是由IP网络进行承载。由于IP网络尽力而为的特性,决定了其总是表现出一定的损伤,如延迟、抖动和丢包等,这些网络损伤会极大地影响分布式应用的性能。论文的研究目的是希望通过对TCP性能优化的应用透明实现,提高分布式应用对网络损伤的适应能力,从而改善它们的性能表现。论文的研究内容包括:分析TCP协议以及其拥塞控制机制,找出从协议层面进行控制存在的不足以及应用透明实现TCP性能优化的必要性和可能性,给出一些实现优化的具体方法,包括滑动窗口大小的修改、选择确认、数据包压缩、数据包合并和数据包层面的前向纠错等,此外,论文还讨论了Windows平台下数据包的处理方法。论文的主要成果包括:以Windows2003 Server作为实现平台,通过网络驱动接口规范(NDIS)实现了对数据包进行截获、修改和发送,在此基础上实现了TCP性能的应用透明优化的各种具体方法,并进行了测试以验证优化结果,最后结合测试结果和最新的技术发展,讨论了优化工作仍然存在的不足,并指出了下一步的改进方向,包括处理能力的提升、数据识别基础上的流量缩减、QoS、数据压缩的改进和对UDP的支持等。论文系统讨论了在TCP性能优化应用透明的实现方式和方法,以及在Windows下进行数据包的截获、修改、发送等技术,这些具有一般性的借鉴意义。测试结果表明,论文的研究成果在克服网络延迟、丢包等方面达到了预期的效果,可以较好地提高分布式应用吞吐量和反应时间等指标。
杨诚诚[2]2013年在《局域网环境下TCP/IP协议栈实时性改进》文中进行了进一步梳理TCP/IP协议作为目前网络通讯的基本协议，允许不同的节点之间可以以一套统一的方式互相进行通信，被广泛的应用于各种通信环境中，已经成为了当前的Internet互联网的基础。但传统的TCP/IP协议栈是针对广域互联网的传输环境设计和实现的，无法最优的满足一些对实时性要求高的通信环境。本论文针对一个具体的局域网环境下强实时要求的VITA通信系统，对TCP/IP协议栈的实时性改进进行了研究和实现。本文首先介绍了VITA实时通信系统整体的设计，接着从实时性改进的角度，介绍了实时协议栈在VITA实时通信系统中的总体设计，包括了如何在系统中开发实时协议栈，如何分别从协议栈的实现运行机制和协议栈内部的算法层面上改进协议栈的实时性。在后续章节中，本文详细叙述了实时协议栈的设计与实现过程，包括了开源协议栈在项目中主节点和从节点环境上分别的移植实现，协议栈提供通信服务的框架设计实现，实时协议栈内部算法的实时性改进等内容。论文最后对实时协议栈的功能和性能进行了验证测试，并且成功的应用到了项目系统中。论文最终实现了实时协议栈在项目系统中主从节点两部分，通过将本身实时性优秀的开源LwIP协议栈移植分别移植到Windows RTX实时扩展系统和无操作系统的虚拟机环境下，并从协议栈的运行机制和内部算法层面上对实时性进行改善，达到了VITA实时通信系统对实时协议栈功能和性能上的要求。
周末[3]2016年在《DPDK结构下类Socket接口研究与设计》文中研究表明随着互联网的不断发展,网络中的应用已经不仅仅局限于简单的小流量数据通信,大并发量随处可见。逐渐丰富的应用给服务提供商的服务器、网络设备带来严峻的挑战,这就要求承载这些应用的服务器和设备能够提供更高的网络处理性能,目前常见的解决方案就是增加服务器的核心数,增强服务器的并行处理能力,但是实验表明,随着系统核心数的增加,SMP系统的数据处理能力并不会随着核心数的增加而成线性增长,一味的增加服务器的配置,对于服务器的性能提升显然已经换不来可观的性能提升了。仔细分析不难发现,造成这一问题的原因就是传统内核协议栈的数据处理性能出现了瓶颈,例如对共享资源的访问,锁,线程调度,数据拷贝等等,这些瓶颈会随着CPU核心数量的增加而愈发的明显,所以仅仅针对用户层的应用程序的数据传输做优化并不会带来明显的效果。本论文第二章首先通过研究和分析传统内核协议栈的设计架构,指出传统内核协议栈存在的设计瓶颈和缺陷,接着探讨并分析Intel的数据平面开发工具(DPDK),分别通过驱动优化,内存优化,线程调度优化和无锁队列优化四点,简述其对数据平面进行加速的基本原理,这里通过对Ovs和dpdk-Ovs进行简单基础的转发对比测试,论证DPDK对数据包有更强的数据处理性能和可扩展性。第叁章是本论文的主体部分,是本论文最核心的工作,完成了叁部分内容的设计,一是将基于DPDK提供的数据平面的API,完全在用户态实现一个轻量级的TCP/IP协议栈,弥补DPDK尚无成熟协议栈的不足,它将实现基本的协议如IP、UDP、TCP、ARP和ICMP,为上层应用程序提供协议支持;二是对上层应用程序提供与原来兼容的类SOCKET接口,以静态库的形式提供给应用程序调用,与协议栈进程通过无锁队列实现通信;叁是在此基础上,分别移植基于UDP协议的TFTP服务器和基于TCP协议的开源的HTTP服务器。最后,本论文将对TFTP服务器,TCP协议栈和HTTP服务器做详细的功能和性能测试。测试结果表明,在相同的服务器配置下,基于DPDK的协议栈能够提供优于传统内核协议栈的网络数据处理性能。
刘正飞, 孙金生, 胡斯乔[4]2019年在《基于模型有效性评价的主动队列管理算法》文中认为TCP/AQM系统是一多时滞回路耦合时变系统,源端传输控制协议(TCP)的拥塞控制机制也各不相同,因此其机理模型复杂.设计控制器所采用动态近似模型的参数变化范围很大,这对辨识算法提出了很高要求.本文先从模型误差分配方式这一新的角度对经典辨识算法进行了分析.然后运用新分析框架,结合TCP/AQM系统特征和控制要求,设计了一种基于模型有效性评价机制的辨识算法.该辨识算法能够对控制系数进行自适应调节,满足了主动队列管理(AQM)算法的设计需求.仿真结果表明,基于模型有效性评价机制的AQM算法,能有效应对时滞和不确定性带来的负面影响.与潜在标准化AQM算法相比,新算法在保持低排队时延和高效链路利用率方面取得了更好的平衡.
参考文献：
[1]. TCP性能的应用透明优化[D]. 陈忠国. 清华大学. 2007
[2]. 局域网环境下TCP/IP协议栈实时性改进[D]. 杨诚诚. 哈尔滨工业大学. 2013
[3]. DPDK结构下类Socket接口研究与设计[D]. 周末. 电子科技大学. 2016
[4]. 基于模型有效性评价的主动队列管理算法[J]. 刘正飞, 孙金生, 胡斯乔. 控制理论与应用. 2019