一种基于主动网络技术的改善无线链路上TCP性能的方案

双 向 、 中 间链 路 、 透 明、 信 令 方 面 的各 种 特 点 比较 ，其 中标 记 “ Ｙ” 的 项 表 明 该 方 案 具 有 此 特 点 。可 以看 出 ，这 些 方 案 都 有 一 定 的缺 点 ，或 者 破 坏 了端 到端 的特 性 ，或 者 需 要 对 Ｉｔｒｅ ｎｅｎ ｔ中 的主 机 进 行 较 大 修 改 ，或 者 数 据 链 路 层 和 传 输 层 之 间 需 要 复 杂 的 交 互 。但 是 这 些 方 案 在 具 体 的应 用 环 境 中 ，都 具有
和 切 换 引 起 的 。Ｔ ＰＩ 用 在 无 线 网络 中 Ｃ／ Ｐ 时 ，会 造 成 吞 吐 量 降 低 ， 高 的交 互 延 时 ， 较 从而 导致 Ｔ Ｐ性 能 下 降 。 Ｃ
表 １ 存 在 的 改 善 方 案
针 对 无 线 链 路 的 高 比特 误 码 率 特 性 ，
已经 提 出 了一 些 方 案 来 减 轻 无 线 链 路 上 非 拥 塞 相 关 的丢 失 对 Ｔ Ｐ性 能造 成 的 影 响 ， Ｃ 表 ｌ 出 了不 同 的方 案 在 端 到 端 、局 部 、 Ｊ Ｌ给 ２
摘 要 ；针对 Ｔ ＣＰ在无 线环 境 中性 能下 降 问题 ，本 文提 出一 种基 于主 动 网络技 术的 方案 ，来 改善 无线链 路上 的 Ｔ Ｐ Ｃ
性 能 。 通 过 网络 仿 真 。
关 键词 ：主动 网络 ；无线 链路 ；Ｔ ＣＰ 中图分 类号 ：Ｔ ３ ３ Ｐ ９ 文 献标 识码 ；Ａ
维普资讯
第 １ 卷 第 ３期 １
２０ 年 ６月 ０６
文 章 编 号 ： １０ —２ ９（０ ６ ０ —０ ７０ ０ ７０ ４ ２ ０ ） ３０ ５ —５
电路与系统学报
Ｊ ０ＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＣＩ ＲＣＵＩ ＴＳＡＮＤ ＹＳ Ｍ Ｓ Ｓ ＴＥ
一
定 的改 善 。因 此 ，对 于 不 同的 环 境 和 应 用 ，可 以选 择 不 同 的 方 案 来 改 善 无线 链 路 上 Ｔ Ｐ性 能 。 Ｃ 主 动 网络 （ ｔ ｅＮ ｔ ｒ ） 由美 国 国 防部 高级 防御 研 究计 划 管 理 局 （ ｅｅ ｓ ｖ ｎ ｅ ｅｅ ｒｈ Ａｃｉ ｅｗｏ ｋ 是 ｖ Ｄ ｆｎ ｅ Ａｄ ａ ｃ ｄＲ ｓａｃ
１ 导 言
传 输 控 制 协 议 （ ｒｎ ｍｉｓ ｎＣ ｎｒ ｌ ｒ ｔｃ ｌ Ｃ Ｔ ａ ｓ ｓｉ ｏ ｔ ｏｏ ｏ ，Ｔ Ｐ）是 Ｉｔｒｅ 的 传 输 层 协 议 ， 提 供 可靠 的面 向 ｏ ｏＰ ｎｅｎ ｔ 连 接 的传 输 服 务 。Ｔ Ｐ使 用 慢 启 动 和拥 塞 回避 策 略来 进 行拥 塞 控 制 Ｉ， 以确 保 再 次 以 正 常 的速 率 发 送 Ｃ ｌ Ｊ 数 据 之 前 已经 消 除 拥 塞 。这 种 策 略 假 定 分 组 丢 弃 是 网络 拥 塞 的指 示 。 当 网络 发 生 拥 塞 时 ，Ｔ Ｐ进 行 如 Ｃ 下 操 作 来 避 免 进 一步 的拥 塞 ： 第 一 ，将 作 为 该 连 接 的重 发 超 时 所 用 的值 加 倍 ；第 二 ，记 下 出现 拥 塞 时 的拥 塞 窗 口 的值 ，将 慢 启动 阈 值 置 为拥 塞 窗 口的 一 半 ； 第 三 ，减 小 拥 塞 窗 口 ，将 慢 启 动 规 程 返 回 初 始 状 态 。这 种 策 略 已被 证 明在 有 线 的传 统 网络 中具 有 非 常 好 的性 能 。 然 而 ，对 于 无线 网络 ， 由于 无 线 链 路 的 高 比特 误 码 率 （ ｔ ｒ ｒ ａｅ Ｂｉ ｅｒ ｔ，ＢＥ — ｏＲ Ｒ）特 性 和 存 在 的 移 动 切 换 ， 导致 分 组 丢 弃 主 要 是 由于 比 特 误 码 率
Ｖ １ １ Ｎｏ３ ｏ． ． １ ． Ｊｎ ， ２ ０ ｕｅ ０６
一
种 基 于主 动 网络 技术 的改善 无线链 路上 Ｔ Ｐ性 能 的方 案 Ｃ
廖 小 飞 ， 李 津 生 ， 洪佩琳 ， 孙卫 强 ２ ， 袁 巍
（ ．中国 科 学 技 术 大 学 电 子 工 程 与 信 息 科 学 系 信 息 网络 实验 室 ， 安徽 合 肥 ２ ０ ２ ； １ ３０７ ２ ．上 海 交 通 大 学 区 域 光 纤 通 信 网 与 先 进 光 通 信 系 统 国 家 重 点 实验 室，上 海 ２ ０ ４ ） ０ ２ ０
Ｐ ｏｅ ｔ Ａｇ ｎ ｙ ＤＡＲ Ａ）于 ｌ ９ ｒｊｃｓ ｅ ｃ ， Ｐ ９ ４年 提 出 的 。这 一 概 念 的提 出 ， 利 于解 决 目前 网络 面 临 的诸 多 问题 ， 有 例 如 在 现 有 的共 享 的 网络 结 构 中 引 入 新 技 术 和 新 服 务 类 型 的 困难 ，信 息 穿 过 多个 协 议 层 所 需 的冗 余操 作 而 导 致 的性 能下 降等 问题 。可 以说 ，主 动 网络 是 下 一 代 网络 体 系 结 构 的 理 想解 决 方 案 。 作 为一 种 新 型 的 网络 体 系 结 构 ， 动 网络 的主 要 特 征 是 “ 主 主动 性 ” 它 将 更 多功 能 在 网络 内部 实 现 ， 。 并可 以 由用 户 定制 。主 动 网 络 中 的网 络 节 点 具 有 计 算 能 力 ， 对 流 经 本 节 点 的数 据 包 进 行 自定义 处 理 。 它 具 有计 算 能 力 的 网 络 节 点 从 网 络 没备 接 收 数 据 包 后 ，执 行 相 应 的程 序 ，对 该 数 据 包 进 行 处 理 ，然 后将 数据 包 （ 能 已被 修 改 ）发 送 给 其 他 网络 节 点 。主 动 网络 节 点 负 责规 范 如 何 处理 分 组 以 及 如何 管 理 本 可