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30000字硕士毕业论文多媒体数据传输拥塞控制算法的仿真

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:30000字
论点:拥塞,控制,算法
论文概述:

选题的意义和目的当今时代,网络技术的发展口新月异,网络规模迅速扩大。网络中的用户}II各种新的应用都迅速增加,Ifn多媒体数据的传输在网络中也是越来越多。网络负载的增加对网络整体

论文正文:

  第一章概述         1.1选题的意义和目的当今时代,网络技术的发展口新月异,网络规模迅速扩大。网络中的用户}II各种新的应用都迅速增加,Ifn多媒体数据的传输在网络中也是越来越多。网络负载的增加对网络整体性能带来了很大的压力,这就使计算机网络经常产生拥塞【‘]现象。所谓拥塞是指某一时刻,当网络中某一资源的到达量超过了该资源在相关网络节点的承载量时,称该节点在该时刻发生了拥塞。拥塞导致的直接后果是分组丢失率提高,端到端延时加大,网络性能降低,严重时会产生拥塞崩溃,几乎没有数据包可以送达目的地降4]。实时多媒体应用十普通的文件传输有不同的(}oS要求:不能有过大的抖动,不要求可靠传输,但对时延比较敏感。所以工P网络上多媒体流多采用UDP协议,属十非响应流。这些数据流没有端到端的流量控制,不论网络是否发生拥塞,都不会改变发送速率。         IfnTCP流发生拥塞时马上将发送窗口减小甚至变为1从新开始,Ifnbr漫启动闽值也会减半。这样虽然降低了发送速率,但在拥塞信息反馈迅速的环境中,会使得带宽被UDP占据,TCP持续拥塞。Ifnb_TCP减小窗口的速率比增大速率快,它的窗口将被维持在较小的水平上。网络的资源会被UDP流过度抢占,导致了网络资源分配的不公平,甚至发生拥塞崩溃。解决这一问题的方法之一是对十多媒体流采用资源保留机制或区分服务以保证其(}oS。但根本解决UDP流带来的网络资源分配不公平的方法就是采用拥塞控制机制。传统的TCP拥塞控制算法窗口变化剧烈,不符合多媒体流的平滑性要求。Ifn本文针对多媒体数据传输特点,提出采用基十窗口调节的GAIMD拥塞控制算法来传输多媒体流。GAIMD引入了窗口增加和减小参数。、R,通过增大R值平滑发送速率,进}fn可以使用TCP传输多媒体流。利用TCP发送速率的一般模型,分析TCP友好的。、R参数配对关系,使GA工MD流在相同的网络环境下有和TCP流近似一样的发送速率。建立模拟网络让TCP友好GA工MD流和TCPReno数据流在Droptail以及RED链路下竞争,发现在相当大的丢包率范围内GA工MD都具有很好的友好性。最后研究了GA工MD的动态性能,发现在高R的情况下(如I3-0.9),GA工MD流同TCP流相比有力的减弱了发送速率的波动,具有很好的平滑性卜6]。最后在一个真实的网络环境中,利用相关软件和一些测试工具,得出相关图形。进一步验证了仿真实验的结果,证实了GA工MD算法的友好性和平滑性。         1.2本文的主要内容及安排本文共分六章,各章内容简介如下:第一章概述。本章分析了论文的研究背景,讲述了论文的组织结构和内容安排。第二章TCP拥塞控制。本章分析了拥塞现象及产生的主要原因,TCP拥塞控制机制,并对TCP拥塞控制现有算法进行了介绍,并阐述了TCP拥塞控制算法的发展。第二章多媒体数据传输概述。本章阐述了多媒体技术的基础知识,并概述了多媒体数据传输技术。第四章多媒体数据传输协议及拥塞控制算法。本章分析了多媒体数据传输协议并重点分析了适合多媒体数据传输的GA工MD拥塞控制算法。第五章多媒体数据传输拥塞控制算法的性能仿真分析及在真实环境中的测试。本章分析了网络仿真环境和网络仿真器,并在模拟的网络环境中验证了GA工MD算法的友好性和数据流的动态特性。之后又在一个真实的网络环境中,利用相关软件和一些测试工具,进一步验证了仿真实验的结果,证实了GA工MD算法的友好性和平滑性。第六章结束语。对全文进行了总结,并分析了今后进一步的研究工作。 参考文献[1]Jacobson V.  Congestion Avoidance and Control[C].IEEE/ACM TransactionNetworking, 1998, 6 (3):314一329   W  Richard Stevens,范建华,青光辉等.TCP/IP详解[M].北京:机械工业出版社,2000Postel J B.Transmission Control Protocol[S].Network Working Group, RFC793,1981,9.   Postel  J.   User  Datagram  Protocol  [S].Network  Working  Group,  RFC768,1980,8.武航星,幕德俊,潘文平等.网络拥塞控制算法综述「月.计算机科学,2007,134(12):51一55   Yang R. Y.,Min Sik Kim, Simon S. Lam, Transient behaviors of TCP-friendlycongestion control protocols[C]一INFOCOM 2001.Proceedings. IEEE罗万明,林闯,阎保平.TCP/IP拥塞控制研究「月.计算机学报,2001, 24(1):1一18徐蕾.TCP网络拥塞控制研究[D].山东:山东大学硕士学位论文.2006       Stevens W. TCP Slow Start, Congestion   Avoidance, Fast Retransmit, andFast   Recovery      Algorithms[S].RFC2001,1997 Wang H.,Xin H., Reeves D. S.,et al.A simple refinement of slow-start of TCPcongestion control[C].Sherif S.H. Proceedings of the EIEE Symposium onComputer   and       Communications     任丰原,林闯,刘卫东.IP网络中的拥塞控制「月.计算机学报,2003,26}9}:1025一1034 S.Floyd,  and  T.Henderson,   The  NewReno  Modification  to  TCP\'s  FastRecovery    Algorithm[S],RFC 582, Experimental, April   1999S.Floyd, J.Mahdavi, M.Mathis and M.Podolsky, An Extension to the SelectivAcknowledgement(SACK) Option for TCP[S],RFC 2883,July      2000 K.Fall and S.Floyd, Simulation-based Comparisons of Tahoe,Reno,and SACKTCP [J].Computer Communication Review, 1996,26(3):5一21 Allmna M.,Floyd S.,Partridge C.Increasing TCP\'s Initial Window[S].RFC2414,1998 Jacobson,V.Compressing TCP/IP Headers for Low-Speed Serial Links[S], RFC1144,February 1990 J.C.Hoe,Start-Up  Dynamics  of  TCP\'s  Congestion  Control  and  Avoidance  摘要 5-6 ABSTRACT 6 致谢 7-12 第一章 概述 12-14     1.1 选题的意义和目的 12     1.2 本文的主要内容及安排 12-14 第二章 TCP 拥塞控制 14-25     2.1 拥塞现象及产生的主要原因 14         2.1.1 拥塞现象 14         2.1.2 拥塞产生的原因 14     2.2 INTERNET 拥塞控制技术 14-15     2.3 TCP 拥塞控制机制 15-18     2.4 TCP 拥塞控制算法的改进 18-22         2.4.1 TCP Tahoe 18         2.4.2 TCP Reno 18         2.4.3 TCP New-Reno 18-20         2.4.4 TCP SACK 20-21         2.4.5 TCP Vegas 21-22     2.5 TCP 拥塞控制的发展 22-24     2.6 本章小结 24-25 第三章 多媒体数据传输概述 25-29     3.1 多媒体技术概述 25-26         3.1.1 多媒体及多媒体串流技术 25         3.1.2 多媒体数据流的基本特征 25-26     3.2 多媒体数据传输 26-28         3.2.1 多媒体通信的概念 26         3.2.2 多媒体通信业务及应用 26         3.2.3 多媒体数据传输 26-28     3.3 本章小结 28-29 第四章 多媒体数据传输协议及拥塞控制算法 29-37     4.1 多媒体数据传输协议 29-30         4.1.1 概述 29         4.1.2 实时传输层协议RTP 和RTCP 29-30     4.2 数据流的分类及拥塞控制算法 30-36         4.2.1 TCP 友好性 30         4.2.2 数据流分类 30-31         4.2.3 数据传输拥塞控制算法分类 31-32         4.2.4 GAIMD 算法发送速率模型 32-33         4.2.5 TCP 友好GAIMD 中α、β参数的确定 33-36     4.3 本章小结 36-37 第五章 多媒体数据传输拥塞控制算法性能分析 37-48     5.1 网络仿真环境及NS 网络仿真器 37     5.2 网络仿真试验 37-41         5.2.1 GAIMD 友好性的仿真研究 37-39         5.2.2 GAIMD 数据流动态特性的研究 39-41     5.3 GAIMD 算法在实际中的应用 41-46         5.3.1 平滑性分析 42-45         5.3.2 友好性分析 45-46     5.4 本章小结 46-48 第六章 结束语 48-49     6.1 全文总结 48     6.2 今后的研究工作 48-49 参考文献 49-52 攻读硕士期间发表的论文 52-53