奇兰涛[1]2003年在《Ad hoc无线网络中TCP公平性的研究》文中进行了进一步梳理Ad hoc无线网络具有一些有线网络所没有的特性,而由这些特性带来的大量的问题至今为止并没有得到完全解决,从而导致TCP业务在Ad hoc无线网络中的性能不如在有线网络中那么令人满意。近年来人们已经在提高Ad hoc无线网络中TCP的效率(即提高TCP的吞吐率)上作了大量的工作,而我们将研究的重点放在TCP公平性方面。我们发现在Ad hoc无线网络中TCP流间存在着严重的不公平性,甚至出现独占信道(channel capture)的现象,同时发现在有线网络中提出的公平性的定义和公平指数不可直接用于Ad hoc无线网络。为此我们提出了关于Ad hoc无线网络中TCP流的邻居区域最大最小公平性(Neighborhood MaxMin Fairness)的定义,及相应的公平指数。与Ad hoc无线网络中公平性相关的因素有许多,其中最重要的两个因素是:空间复用约束特性以及空间位置相关性,这两个因素也是Ad hoc无线网络独具的特性,因此在我们给出的上述定义中充分考虑了这两个因素。此外,我们还从传输层的角度,分析了Ad hoc无线网络中TCP流不公平性的原因。并提出了一种网络层的解决方案——NRED机制。在NRED机制中我们将一个节点及其干扰节点看成一个邻居区域,并认为邻居区域所有节点的队列形成了邻居区域的分布式队列,同时,我们将有线网络中RED队列管理机制扩展到分布式邻居区域队列上,通过提前检测拥塞,通知邻居节点,并按照一个流占用信道带宽的比例丢包,来提高TCP的公平性。而且这种机制是在网络层实现的,不必对MAC层协议进行修改。仿真实验证明NRED机制可以极大的提高Ad hoc无线网络中TCP的公平性,当然这种公平性的提高是以吞吐量的下降为代价的,文中也简要解释了吞吐量下降的原因。
陆炫宇[2]2009年在《Ad Hoc网络TCP性能分析及改进策略研究》文中提出Ad Hoc作为一种特殊的无线网络,具有组网快速方便、通信协议简单、无需任何基础设施、抗毁能力强、分布式的拓扑结构、能耗少等优点,从而有着广阔的应用前景。近年来研究发现,有线网络中广泛使用的TCP协议不能很好地运用到无线网络中。这是因为有线网络中将丢包作为拥塞的唯一标志,而无线网络中丢包除了拥塞原因外,还与无线环境的高误码率、干扰、信道的竞争、移动性带来的路由失效等有关。TCP并不能区分丢包的具体原因,一律当作拥塞的情况来处理,这样便造成了Ad Hoc网络中TCP性能的大幅下降。本文在网络仿真平台OPNET中对多个Ad Hoc网络场景进行了建模和仿真,重点考察和分析了Ad Hoc网络中TCP的吞吐率、稳定性、公平性在各仿真场景下的变化情况。指出影响Ad Hoc网络中TCP性能的主要原因是MAC层使用的IEEE802.11DCF所带来的信道竞争的不公平性、隐藏终端、暴露终端问题以及由于节点移动带来的路由切换和失效。这些下层协议的影响因素和TCP自身机制的不适应性结合起来,就使得TCP的吞吐率、稳定性、公平性性能在Ad Hoc网络中变得很不理想。在大量的实验结果和已有算法的分析基础上提出在限制发送窗口的前提下动态地采用新的确认延迟参数,同时根据MAC层的实时队列长度动态地调整MAC竞争窗口大小的改进算法TCP-D(Dynamic)。通过修改参数,TCP-D可以同时进行TCP吞吐率、稳定性和公平性的改进。最后针对移动Ad Hoc网络中由于节点移动带来的路由需要多次重新建立,从而导致TCP吞吐率性能下降的问题,提出根据每次重新建立的路由单向跳数来动态修改TCP的最大拥塞窗口和延迟确认参数的TCP-DM(Dynamic Mobile)策略。仿真结果证明,以上的改进策略对Ad Hoc网络中TCP的稳定性、公平性和吞吐率性能有较好的改进。
张甲盟[3]2012年在《无线Ad Hoc网络中TCP公平性的研究》文中研究表明无线ad hoc网络是计算机通信网络的一个重要分支，也是下一代网络的重要组成部分，是当前网络领域的研究热点。TCP是当前Internet中应用最为广泛的传输协议。IEEE802.11MAC在节点间实现信道访问的公平，但节点内部当TCP和DCF相互作用时，这将会引起TCP流之间极大的不公平性。本课题针对无线ad hoc网络中TCP的公平性问题进行了研究，对造成TCP不公平性的成因进行了分析，对IEEE802.11标准规定的MAC层协议进行修改，以提高无线ad hoc网络中TCP业务流之间的公平性。论文讨论了造成无线ad hoc网络中TCP不公平性的原因，即IEEE802.11标准的MAC层采取的二元指数退避算法、隐藏/暴露终端、以及与位置相关；同时，TCP的拥塞控制机制在某种程度上加剧了这种不公平性；并对MAC层和TCP相互作用造成的不公平性进行了理论分析，实际现象验证了理论分析的正确性。论文对无线ad hoc网络中TCP流之间的不公平性进行了数学建模，对链状拓扑下单个节点接入无线信道的概率进行了分析，然后对一般拓扑下单个节点接入信道的概率进行了数学推理，并在此基础上，对多跳无线ad hoc网络中TCP流之间不公平性进行了建模和分析，分析的结果表明，无线ad hoc网络中TCP流之间的不公平性与TCP流路径上每一跳节点侦听范围内邻居节点的数目、隐藏节点和跳数有关。论文通过仿真对数学模型进行了验证，仿真的结果表明，该模型能较好地描述无线ad hoc网络中TCP流之间的不公平性关系。最后，论文在数学建模结果的基础上对IEEE802.11MAC层进行了改进，以期在无线ad hoc网络中TCP流之间获得良好的公平性。算法针对IEEE802.11MAC的退避窗口大小设置进行了改进，退避窗口的设定不再是随机的，而是与节点侦听范围内竞争的邻居节点和隐藏节点数目有关。在NS-2仿真器中将改进后的MAC算法进行了仿真评价，在代表性的场景下，改进后的MAC算法公平性远远好于IEEE802.11MAC协议。
任伟[4]2006年在《无线移动Ad Hoc网络中TCP的性能研究》文中研究说明传输控制协议TCP是最重要的网络协议之一,但TCP协议在无线移动Ad Hoc网络中性能较差,如吞吐率较低,稳定性和公平性较差,有安全隐患等。这是无线移动Ad Hoc网络环境中特有的问题造成的,如传输通道的易错性和丢包率、媒体介质层的竞争和冲突、节点的移动性、网络拥塞和安全问题等。当前无线移动Ad Hoc网络中TCP的改进算法通常针对某个问题,尚无一种适用较广泛的方案。考虑到异构环境的应用需求,保持端到端语义的TCP增强方案应做为研究的重点。为解决TCP在多跳无线网络中吞吐率的性能下降问题,可采用一种端到端的组合方案TCP-CD,即限制发送窗口最大值和使用延迟确认机制,并建议发送窗口限制为2个最大发送包为宜。模拟实验表明,TCP-CD优于使用单一方案。考虑到路由协议和移动模型对TCP性能的影响,为解决TCP在移动无线网络中的吞吐率的性能降低问题,可采用TCP-CDR方案,即在TCP-CD基础上增加TCP最大重传重试时间的限制。在多种移动模型中如随机移动(Random Waypoint)和社会网络(Social Network)模型中与当前的方案,如FeW、TCP-AP进行比较。模拟实验表明,TCP-CDR中均优于其他方案。对于TCP在多跳无线网络中的稳定性问题,分析发现TCP在经过多跳网络路径传输时,往往会因为隐藏终端导致大量MAC层冲突丢包,导致MAC层包重传重试超过相应限制导致丢包,使得TCP数据包或确认包丢失,TCP反复进入慢启动过程,从而最终破坏TCP稳定性。为解决稳定性问题,仅仅限制TCP发送窗口大小是不够的,延迟确认策略应该同时使用。稳定性问题的形式化描述和隐藏终端问题对TCP稳定性影响的定量分析进一步揭示TCP稳定性问题。对于TCP在有线网络和无线网络混合的异种网络中的公平性问题,可采用使用限制TCP发送窗口大小来提高上行和下行TCP流之间的公平性的方案。对于TCP在移动Ad hoc网络中的不公平性问题,分析其原因并对TCP公平性产生影响的场景进行分类。实验发现,重迭TCP流的公平性好于非重迭TCP流,对于非重迭TCP流,只有当TCP流中所有节点在干涉范围内时才能保持公平性。如果TCP流发送节点是其他TCP流发送节点的隐藏终端,公平性将很差,可使用802.11e设定单跳TCP流的优先值为一个较小的值来提高TCP公平性。使用累计公平指数和瞬时公平指数来衡量移动Ad Hoc网络中TCP的公平性较为合理。性能问题还需要考虑安全性,移动Ad Hoc网络中基于网络拥塞的降低TCP性能的RoQ(Reduction of Quality)分布式拒绝服务攻击方式,包括脉冲攻击,循环攻击,自消耗攻击和泛洪攻击。防御机制包括检测和响应机制。检测信号包括RTS/CTS包频率、信号干涉频率以及包重传次数。响应机制则依据显式拥塞通告标记和通知。
关涛[5]2006年在《无线ad hoc网络TCP公平性改进机制的研究》文中研究指明无线ad hoc网络作为当前研究的热点,受到研究者的广泛关注。无线ad hoc网络具有许多不同于有线网络的特性,这些特性带来的大量问题至今并没有得到完全解决,TCP业务的公平性问题就是其中之一。研究表明,TCP业务在无线ad hoc网络上存在严重的不公平现象。洛杉矶加州大学的许开心博士通过对这种不公平现象的研究,提出了无线邻居区域(Wireless Neighborhood)的概念,并据此提出了一种网络层的公平性改进方案——邻居区域随机提前检测(NRED)机制。仿真和实验表明,NRED机制可以有效地改善TCP公平性,但却存在实用性差、参数敏感和鲁棒性差的缺陷。为了克服上述机制的缺陷,寻找能够提高无线ad hoc网路公平性的解决方案,我们在前人研究的基础上,系统地分析了导致无线ad hoc网络TCP不公平性的叁方面原因:无线邻域的空间竞争、MAC层DCF机制的影响和TCP拥塞控制算法的影响。针对这些影响网络公平性的因素,我们将TCP公平性改进方案分为无线邻域拥塞的探测机制和无线邻域拥塞的改进机制两方面进行研究,并从这两方面提出了新的解决方案。本文首先针对邻域拥塞探测机制进行了研究。我们详细分析了基于信道利用率测量的邻域拥塞探测机制,并将其改进为基于队长广播的邻域拥塞探测机制。针对改进后仍存在的问题,我们又进一步提出了基于数据包监听的邻域拥塞探测机制和基于MAC延迟测量的邻域拥塞探测机制,并采用理论分析、仿真和实验叁种方法对上述四种不同的邻域拥塞探测机制进行了分析和对比。其次,在针对邻域拥塞改进机制的研究中,我们研究了两种邻域拥塞改进机制:基于NRED丢包的邻域拥塞改进机制和基于PAUSE的邻域拥塞改进机制。通过系统的理论研究、仿真和Linux平台下的实验,我们最后可以得出结论,上述机制都能够在一定程度上提高无线ad hoc网络的公平性。另外,对于改进后仍存在的问题,我们也分析了其产生的原因。
朱颖[6]2008年在《Ad hoc网络中QoS关键技术的研究》文中指出Ad hoc网络(MANETs,Mobile Ad hoc Networks)是一种由无线移动节点组成的具有任意和临时性网络拓扑的动态自组织网络系统。组成网络的节点既具有通信终端的功能,又具有路由器的功能,并可自由移动。其业务数据以无线多跳的方式传送,而无需基础设施的支持。由于Ad hoc网络具有较高的灵活性、移动性、自组织性以及随时随地接入等特点,已广泛用于野战通信、自然灾害、紧急救助、临时会议、智能交通、环境监测和旅游探险等各种军用、民用和商用领域,具有广阔的应用前景,是目前国内外的一个研究热点。而应用领域的不断扩展要求无线Ad hoc网络能够为不同业务提供不同的服务质量QoS(Quality of Service)。特别是目前日益增多的音频、视频和高实时性的数据业务都对网络传输平均延迟、延迟抖动、优先级划分、带宽分配等提出了更高的要求。然而,无线Ad hoc网络的多跳性和分布式特性,除带来了组网简单和灵活的特点以外,同时也为其提供服务质量保障带来了巨大的挑战。由于Adhoc网络中媒体接入控制层的分布式自由竞争模式、单跳传输范围的有限性、全网时钟的不同步性、节点对全网信息掌握的不完全性和节点移动导致频繁的网络拓扑改变,都使得无论是固网还是其它有中心结构的无线移动网络所采用的服务质量保障技术很难直接用于Ad hoc网络,因此服务质量保障问题是目前无线Adhoc网络研究的一个难点。另外,Ad hoc网络的特殊性使得各协议层面之间的性能关联很大,这使得其服务质量保障问题并非可以在某一个层次中完全加以解决,所以需要每一个层面都支持服务质量保障技术。正因如此,本论文在完成国家自然基金项目(基于MPLS的Ad hoc无线移动网络关键技术的研究,项目编号60372101和具有感知能力的自适应可重配置Ad hoc网络,项目编号60772109)的过程中,针对Ad hoc网络的特点,分别对其网络层、媒体接入控制层MAC(Medium Access Control)和传输层做了比较深入和系统的研究,并取得了一些创新性的研究成果,主要内容包括:1.简要地介绍了Ad hoc网络的发展史,分析Ad hoc网络的特点、应用前景、研究热点及发展趋势,阐述本论文的立项依据、创新点及研究成果。2.介绍了Ad hoc网络的协议体系结构,综述了目前Ad hoc网络中网络层和媒体接入控制层的协议研究,描述了目前Ad hoc网络中已有的几种服务质量保障框架。3.首先为增强Ad hoc网络的路由健壮性和改善拥塞情况,提出了一种多径路由协议TRND-AODV,在一次路由的过程中同时建立多条节点完全独立的路径。在此基础上,通过将基于Ad hoc路由协议的网络层技术与MPLS的交换技术相结合,提出一种节点独立多径标签交换路由协议AODLS和基于MPLS的Ad hoc无线移动网络模型,使Ad hoc网络不仅能够支持传统的、无连接的IP服务,还能应用于移动MPLS网络。4.借鉴TCP拥塞控制中的慢启动窗口机制提出了一种乘性递增-慢启动递减的MAC层信道接入算法MISSD,在兼顾节点公平性的同时提高网络的带宽利用率。而为进一步在不同网络规模和网络负载情况下都能较好地改善网络的拥塞状况并达到或逼近最佳的网络性能,提出了一种基于最优化参数逼近的MAC层自适应退避算法SAOP,可较好地适用于单跳的无线局域网。5.总结了无线局域网中低优先级业务增多而影响高优先级业务的原因,在用RTS多预约策略进行优先级区分的同时,通过监控网络状态并动态调整算法参数,提出了两种自适应参数调整的多优先级MAC接入算法SAQMR和MRDCW,可以对无线局域网中高优先级业务的服务质量提供更好的保护。6.为解决多跳的Ad hoc网络中转发节点拥塞和低优先级业务增多而影响高优先级业务带宽的问题,在仔细分析无线多跳环境中节点之间的相互影响情况的基础上,提出了一种多跳网络服务质量保证框架WMHQ和自适应合作式MAC层信道接入算法QAC-EDCA。通过实现叁层优先级机制、多跳协调机制和接收避免策略较好地保护了多跳Ad hoc网络中高优先级业务的服务质量。7.分析了传输控制协议TCP在Ad hoc网络中存在的问题,提出了一种跨层解决方案,通过提出的CFCA信道接入机制改善TCP-ACK包在MAC层信道接入能力的方法提高Ad hoc网络中TCP协议的性能。通过以上研究,为Ad hoc网络从MAC层到传输层提供了一套比较完整的服务质量保障机制。
李阳, 徐坤玉[7]2011年在《Ad Hoc网络中TCP协议性能分析及其改进策略》文中指出TCP协议是传输层最为重要的协议之一,也是因特网实现的关键。但是由于TCP是为有线网络设计的,它固有的机制无法适用无线网络,改进TCP使其适应蓬勃发展的无线网络成为一个迫切需要解决的问题。首先阐述了TCP协议在AdHoc网络中存在的问题,然后介绍了TCP协议在无线网络中的改进。接下来,详细分析了AdHoc网络中TCP协议的性能并讨论了其改进策略和方法,最后对全文进行了小结并给出了今后的工作方向。
Shuman, Zhang, Chunli, Hu, Pan, Wang, Lili, Ren, Jing, Bi[8]2015年在《Neuroprotective Effect of Melatonin Mediated by Notch Signaling in Animal Models of Alzheimer's Disease》文中提出Ad hoc无线网络中TCP公平性的研究
参考文献：
[1]. Ad hoc无线网络中TCP公平性的研究[D]. 奇兰涛. 天津大学. 2003
[2]. Ad Hoc网络TCP性能分析及改进策略研究[D]. 陆炫宇. 西南交通大学. 2009
[3]. 无线Ad Hoc网络中TCP公平性的研究[D]. 张甲盟. 电子科技大学. 2012
[4]. 无线移动Ad Hoc网络中TCP的性能研究[D]. 任伟. 华中科技大学. 2006
[5]. 无线ad hoc网络TCP公平性改进机制的研究[D]. 关涛. 天津大学. 2006
[6]. Ad hoc网络中QoS关键技术的研究[D]. 朱颖. 北京邮电大学. 2008
[7]. Ad Hoc网络中TCP协议性能分析及其改进策略[J]. 李阳, 徐坤玉. 广东通信技术. 2011
[8]. Neuroprotective Effect of Melatonin Mediated by Notch Signaling in Animal Models of Alzheimer's Disease[C]. Shuman, Zhang, Chunli, Hu, Pan, Wang, Lili, Ren, Jing, Bi. 第六届亚太神经科学联合会学术会议暨中国神经科学学会第十一届全国学术会议论文集. 2015
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