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TCP协议以及多路径传输协议研究进展

无线互联科技 2024年第9期21卷 7-11页

作者：司其昊刘振祥北京交通大学北京100044 东南大学江苏南京210069

文章主要研究了TCP传输协议以及MPTCP多路径网络传输的研究进展。首先,文章对TCP的传输原理以及各项问题和应用进行研究,引用若干典型案例阐述TCP传输协议的优势及其存在的局限性,给出相应建议和改进措施;其次,提出了MPTCP多路径网络传... 详细信息

文章主要研究了TCP传输协议以及MPTCP多路径网络传输的研究进展。首先,文章对TCP的传输原理以及各项问题和应用进行研究,引用若干典型案例阐述TCP传输协议的优势及其存在的局限性,给出相应建议和改进措施;其次,提出了MPTCP多路径网络传输是当下一种提高网络速度可行、高效的方式,但MPTCP在公平性、安全性、网络速度等方面还存在问题,故未达到可以全面普及的程度;最后,详细介绍了MPTCP多路径网络传输协议的发展趋势与难题,提出采用做多路径传输的代理的方式可以优化传输性能。

关键词： TCP 多路径传输协议 MPTCP

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多路径传输协议缓存研究分析

海南大学学报（自然科学版） 2017年第2期35卷 111-118页

作者：周峰周星王琨廖宇力符发海南大学信息科学技术学院海南海口570228

首先介绍了MPTCP协议的技术原理,其次对TCP协议和MPTCP协议的缓存大小和吞吐量的关系进行研究分析,根据研究结果提出了一个针对低延时、高带宽场景的缓存数学计算模型,用于计算MPTCP缓存大小,最后设计了一组本地实验和NorNet Core测试... 详细信息

首先介绍了MPTCP协议的技术原理,其次对TCP协议和MPTCP协议的缓存大小和吞吐量的关系进行研究分析,根据研究结果提出了一个针对低延时、高带宽场景的缓存数学计算模型,用于计算MPTCP缓存大小,最后设计了一组本地实验和NorNet Core测试床实验进行分析.实验结果表明,根据模型所设计的缓存取值仅为当前Linux内核缓存默认值的一半,大大减少了资源浪费的同时传输也达到了吞吐量的最大值.

关键词：多路径传输协议缓存分析缓存模型

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新型互联网多路径传输协议拥塞控制机制分析

科技创新与应用 2018年第7期8卷 12-13页

作者：胡倩湖南工程学院湖南湘潭411104

新型互联网平台中,WIFI、云计算、4G数据传输体系逐步完善导致网络多路径传输模式的出现,以往TCP模式在各种应用中导致其不能有效建立网络连接,为网络多路径传输造成了阻碍,而多路径传输协议主要是利用资源共享的方式将数据流进行分散控... 详细信息

新型互联网平台中,WIFI、云计算、4G数据传输体系逐步完善导致网络多路径传输模式的出现,以往TCP模式在各种应用中导致其不能有效建立网络连接,为网络多路径传输造成了阻碍,而多路径传输协议主要是利用资源共享的方式将数据流进行分散控制,从而有效提升网络传输的有效性,文章以多路径传输协议拥塞控制机制为入手点,对网络多路径传输协议的有效应用进行了简单的分析。

关键词：新型互联网多路径传输协议拥塞控制机制

基于显式拥塞通知的多路径传输控制协议共享瓶颈检测研究

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基于显式拥塞通知的多路径传输控制协议共享瓶颈检测研究

作者：陈梓晗广西大学

学位级别：硕士

多路径传输协议(Multi-Path Transmission Control Protocol,MPTCP)利用多条子流在并行多路径上传输数据,相对于单路径TCP协议能获取更高的吞吐率。但是如何在多路径传输中实现效率和公平性的平衡成为该协议的研究热点,尤其与单路径TCP... 详细信息

多路径传输协议(Multi-Path Transmission Control Protocol,MPTCP)利用多条子流在并行多路径上传输数据,相对于单路径TCP协议能获取更高的吞吐率。但是如何在多路径传输中实现效率和公平性的平衡成为该协议的研究热点,尤其与单路径TCP共享网络瓶颈时,MPTCP协议应保证TCP公平性。本文论述了MPTCP共享瓶颈检测方案的研究现状,详细介绍了目前常用的共享瓶颈检测方案。基于中间节点的方案能较准确识别相同MPTCP发送方的子流,但存在较大的部署开销。现有基于端到端时延的共享瓶颈检测具有易部署的优势,但多瓶颈链路下准确度较差。因此本文提出了基于中间节点拥塞标记的多共享瓶颈检测方案。本文的主要贡献如下:(1)针对基于时延的共享瓶颈检测方案存在的在多瓶颈信道中准确度较低的问题,本文提出了一种基于显式拥塞通告(Explicit Congestion Notification,ECN)的多路径传输控制协议共享瓶颈检测方法(ECN based MPTCP,EMPTCP)。EMPTCP使用广泛部署的ECN机制来检测多个子流的共享瓶颈,并且兼容多种MPTCP拥塞控制算法。实验结果表明,相对于基于时延的共享瓶颈检测方案,EMPTCP的准确率提升了21.4%。(2)在现有的共享瓶颈检测方案中,缺乏正确率和公平性的理论模型分析。本文使用流体模型分析了共享瓶颈检测方案的性能,比较了不同共享瓶颈检测方案下的正确率与公平性。同时,仿真实验结果表明EMPTCP的公平性性能比基于时延的共享瓶颈检测方案提高了25.2%。本文设计的EMPTCP的优势在于可以在多瓶颈环境中保证共享瓶颈检测的正确率,因为中间节点拥塞标记信息不像端到端时延信息一样容易被中间节点影响。而EMPTCP需要中间节点开启ECN功能,在大多数硬件都具备ECN功能的现在,本文认为其应用前景良好。

关键词：多路径传输协议显式拥塞通知共享瓶颈检测公平性流体模型

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移动流媒体并行多路传输机制研究

无线互联科技 2024年第2期21卷 7-12页

作者：曾历黄虹霞刘丽江西科技学院江西南昌330000

随着我国移动终端的多样化以及人们对网络需求的不断增长,我国移动网络数据的传输数量在近5年增长迅速。然而人们利用移动终端进行网络传输时,通常会受到网络带宽、网络拥塞、网络时延等因素的影响。传统的传输控制协议(Transmission Co... 详细信息

随着我国移动终端的多样化以及人们对网络需求的不断增长,我国移动网络数据的传输数量在近5年增长迅速。然而人们利用移动终端进行网络传输时,通常会受到网络带宽、网络拥塞、网络时延等因素的影响。传统的传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)与用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)使用单条路径进行网络传输,已不能很好地满足人们对高速率、实时播放、大吞吐量等网络传输的需求。为了解决这一问题,文章提出一种移动流媒体并行多路传输机制,即多路径传输协议(Multipath Transmission Control Protocol,MPTCP)。该协议可充分发挥多路径传输特性,一方面优化了网络传输的性能,另一方面提高了用户的体验感。

关键词：移动流媒体多路径传输多路径传输协议

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基于MPTCP的前向预测数据调度方法

计算机应用研究 2013年第2期30卷 560-561,565页

作者：胡庆邹然周莉重庆邮电大学软件技术中心重庆400065

现有MPTCP的数据调度方案无法满足多路径的动态变化,出现链路传输性能降低的问题。通过对每条路径上的ACK数、往返时延进行预测,提出一种前向预测速度调度方法。利用NS-3对该算法仿真,表明该算法能提高吞吐量,更加合理,并使负载更加均衡。

关键词：多路径传输协议数据调度前向预测吞吐量

融合接收端智能及网络实时应用特征的多径TCP传输决策研究

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融合接收端智能及网络实时应用特征的多径TCP传输决策研究

作者：曾历江西师范大学

学位级别：硕士

随着无线接入技术的快速发展、异构无线网络的大规模部署、以及移动通信与互联网技术的进一步融合,我国互联网用户不断增长,尤其以移动互联网用户增长居多。如何融合异构多接入技术,合理利用无线网络资源,提高应用数据,尤其是实时视频... 详细信息

随着无线接入技术的快速发展、异构无线网络的大规模部署、以及移动通信与互联网技术的进一步融合,我国互联网用户不断增长,尤其以移动互联网用户增长居多。如何融合异构多接入技术,合理利用无线网络资源,提高应用数据,尤其是实时视频数据的传输性能,成为当前国内外学者的研究热点和重点。然而,当用户访问数据量大、高带宽需求的网络应用(如,VR(Virtual Reality)、AR(Augmented Reality)视频数据),使用传统的TCP(Transmission Control Protocol)或UDP(User Datagram Protocol)进行单条路径数据传输,往往会因为单一链路带宽小而造成数据传输延迟的增加和吞吐量性能的降低。针对以上问题,IETF(Internet Engineering Task Force)提出了一种对现有网络设备和应用接口具有高度耦合的多路径传输协议(Multipath Transmission Control Protocol,MPTCP),它取得了高性能的数据传输,并且提高了无线资源的利用率。虽然MPTCP协议在传输条件恶劣时,被认为是当前最有利于保障用户感知服务质量的协议,但是MPTCP协议在进行网络数据传输时仍存在不足之处,主要表现为传统的MPTCP往往是通过发送端进行决策,接收端缺乏主观能动性,只能被动地根据发送端发出的指令做出相应的操作,这样会增加数据传输的时间,并且加大实现流媒体传输对实时性要求高和质量要求强的难度。针对以上问题,本文以标准的MPTCP协议为基础,设计了一种融合接收端智能及网络实时应用特征的多径TCP传输解决方案recPR-MPTCP(receiver-centric Partial-Reliable for MPTCP),该方案的具体做法是在接收端和发送端各建立了一个功能模块,即部分可靠性引擎(Stream Partial-Reliability Engine,SPE)和多径传输引擎(Stream Multipathing Engine,SME),其关键点是将发送端的部分可靠决策从发送端移到接收端,路径质量评估方式由往返时延变为单向时延。通过在NS2(Network Simulator version 2)仿真平台,搭建多路径网络仿真场景,与标准MPTCP的数据发送和接收时间、DSN(Data Sequence Number)乱序情况、端到端延迟、抖动测量以及平均吞吐量等性能进行了对比。实验结果表明,提出的recPR-MPTCP协议满足流媒体应用的特定服务质量要求,同时最大限度地提高了网络资源的利用效率。

关键词：多路径传输协议流媒体接收端智能部分可靠性引擎多径传输引擎

面向实时流媒体的异构无线网络多路径传输技术

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面向实时流媒体的异构无线网络多路径传输技术

作者：邹恺辉浙江大学

学位级别：硕士

智能终端的普及与无线网络技术的进步推动了实时流媒体业务的蓬勃发展。如何通过多模终端的无线网络接口,利用多路径传输技术并发传输数据,为实时流媒体业务提供高质量的传输服务,是业界关注的热点问题。实时流媒体业务具有低时延、高... 详细信息

智能终端的普及与无线网络技术的进步推动了实时流媒体业务的蓬勃发展。如何通过多模终端的无线网络接口,利用多路径传输技术并发传输数据,为实时流媒体业务提供高质量的传输服务,是业界关注的热点问题。实时流媒体业务具有低时延、高稳定性等业务需求。但是,现有多路径传输协议尚无法很好地满足实时流媒体的需求。论文从实时流媒体的需求出发,研究面向实时流媒体的多路径传输协议,以提升实时流媒体业务的传输质量。针对现有多路径传输协议完全可靠、有序传输机制与基于线性增加乘性减小(Additive Increase Multiple Decrease,AIMD)的拥塞控制机制降低实时流媒体传输质量问题,论文提出一种面向实时流媒体应用的多路径传输协议——实时流媒体多路径传输控制协议(Real-Time Streaming Media Multipath Transport Control Protocol,RTSM-MTCP)。RTSM-MTCP通过基于实时流媒体时延约束感知的部分可靠、有序传输机制,解决了完全可靠、有序传输机制带来的时延过大问题;通过基于TCP友好速率控制(TCP Friendly Rate Control,TFRC)算法与Spike丢包区分算法的速率控制机制,解决了 AIMD拥塞控制机制带来的吞吐量波动与时延抖动大的问题。研究结果表明,RTSM-MTCP能获得较为平稳的吞吐量以及较小的时延,能有效提升实时流媒体的传输质量。在RTSM-MTCP的基础上,论文进一步研究多路径传输中的流量分配问题。通过分析基于RTSM-MTCP的传输过程,构建了实时流媒体数据传输的端到端时延模型。基于该端到端时延模型,结合实时流媒体的时延约束特性,论文提出一种基于端到端时延的流量分配算法(RTSM-MTCP Delay Aware,RTSM-MTCP-DA),使实时流媒体数据传输的端到端时延最小化。研究结果表明,论文提出的RTSM-MTCP-DA算法能有效降低数据传输的端到端时延,提升系统的有效吞吐量,进一步提升实时流媒体的传输质量。论文提出的RTSM-MTCP传输协议与RTSM-MTCP-DA流量分配算法能应用于实际的实时流媒体业务,对提高实时流媒体的传输质量具有实际的应用价值。

关键词：实时流媒体异构无线网络多路径传输协议流量分配

面向未来异构多路径流媒体传输性能的分析及优化研究

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面向未来异构多路径流媒体传输性能的分析及优化研究

作者：卢伟江西师范大学

学位级别：硕士

随着移动互联网和多种无线接入技术(如WiFi,4G,蓝牙等)的大规模普及,越来越多的移动终端设备开始配备多种不同标准的网络接口(即多宿主终端),用户通过多宿主终端可以随时随地的访问内容丰富、实时性强的流媒体服务。虽然,这些多宿主终... 详细信息

随着移动互联网和多种无线接入技术(如WiFi,4G,蓝牙等)的大规模普及,越来越多的移动终端设备开始配备多种不同标准的网络接口(即多宿主终端),用户通过多宿主终端可以随时随地的访问内容丰富、实时性强的流媒体服务。虽然,这些多宿主终端设备理论上已经可以利用多网络接口技术实现数据传输的并行化。但是,传统的传输控制协议(TCP)目前只能支持单一路径传输,无法利用终端的多宿主特性来实现流媒体数据的并行传输。为解决此问题,互联网工程任务组在基于兼容传统TCP协议的设计思想下,推出了多路径传输控制协议(MPTCP),它通过聚合多宿主移动终端多条链路的带宽资源,把数据流分发到多条链路上,从而实现了数据的多路径并行传输,有效提高了流媒体的传输性能。虽然,MPTCP协议的部署为流媒体应用的发展提供了机遇,但是,随着流媒体业务的飞速增长,用户对流媒体的传输速率和网络体验的要求也越来越高。实验表明,在多路径流媒体传输服务中,支持具有高带宽和低延迟的流服务是极具挑战性的任务;再加之,具有高误码率、易移动等特性的无线网络正趋向于复杂化,流媒体应用需要请求各种类型的数据,不同类型的数据对应用问题的重要性也不尽相同,这些动态因素都将严重影响多路径流媒体的服务体验质量。因此,如何准确的获取多路径流媒体传输协议在异构无线网络环境中的传输需求,是实现MPTCP协议在未来异构流媒体服务中提供高质量用户体验的关键所在。针对以上问题,本文以标准的MPTCP协议为基础,结合现有的MPTCP优化策略,对当前多路径流媒体传输服务性能进行了分析,并提出了一种面向优先级感知的多路径流媒体数据传输机制(PO-MPTCP),优化了MPTCP在流媒体传输服务中的性能,为MPTCP在未来异构多路径流媒体传输服务中的实际部署提供有益的指导。具体做法是:(1)针对当前MPTCP相关研究在具有动态变化的流媒体传输服务分析过程中的不足,提出了一种融合网络背景流及主动队列管理算法(AQM)的分析策略对异构多路径流媒体数据传输性能进行分析;(2)针对流媒体应用中,因不同类型的数据对应用的重要性不同而导致的数据传输的优先级不同的问题,提出了一种面向优先级感知的多路径流媒体数据传输机制,它允许应用程序区分数据的相对重要性,保证高优先级的数据在质量最好的路径上传输,从而有效的增强了流媒体应用的整体传输性能,给多路径流媒体数据传输带来了更好的用户体验。

关键词：多路径传输协议流媒体网络背景流主动队列管理算法优先级