基于网络状态自适应实现拥塞控制的UDT改进协议.doc

  基于网络状态自适应实现拥塞控制的 UDT 改进协议 王晓婷，王玉良** 5 10 （北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 100876） 摘要：由于光网络的迅速发展，大多数网络支持的带宽已经高达 10GB/s。但是，由于传统 的传输控制协议（Transmission Control Protocol，简称 TCP）的 AIMD 特性被认为不太适合 快速传输的场景。基于 UDP 现状的数据传输协议（UDP-based Data Transfer Protocol，简称 UDT）由于其周期性控制发送速率这一机制可以有效地利用网络带宽。然而，当网络状态迅 速变化时，UDT 协议无法在周期时间内有效利用网络可用带宽。本文提出一种根据网络状 态自适应实现拥塞控制的方法 UDT-A，其中网络状态根据网络时延的方差来估算，以此确 定发送速率。仿真结果表明，该方法比 UDT 协议具有更高的网络吞吐量以及稳定性。 关键词：UDT；UDT-A；网络时延；自适应拥塞控制 中图分类号：TP393 15 UDT improved protocol with adaptive congestion control based on network status WANG Xiaoting, WANG Yuliang (School of Information and Communication Engineering,Beijing University of Posts and 20 25 30 35 40 Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: With the rapid development of optical networks, most of networks support several tens of Gb/s. However, the traditional TCP protocol because of its AIMD characteristics are considered less suitable for fast transmission.UDT protocol efficiently utilize network bandwidth due to its periodic control sending rate mechanism. However, if the network status varies quickly, the UDT protocol can not utilize the available network bandwidth in-between the sync-intervals. In this paper, we propose UDT improved protocol with adaptive congestion control based on network status(UDT-A) .The network status is estimated based on RTT variance. Network status is divided into four levels, in order to determine the transmission rate. The simulation results show that this method has a higher network throughput and stability than that of the UDT protocol. Keywords: UDT; UDT-A; RTT; Adaptive Congestion Control 0 引言 随着光学技术的发展，高速网络之间开始使用光网络连接。网络带宽增加到几十 GB/s， 过去无法实现的大规模数据传输成为可能。目前，许多致力于实现大规模数据传输的研究正 在开展，应用在核聚变、天气相关研究、高能物理等方面。传统上，这些研究大多数使用 TCP 协议[1]作为传输协议机制。 然而，据研究，TCP 传输协议无法有效的利用高速网络可用带宽[2]。尽管 TCP 协议已 经广泛应用于各种数据传输，但在某些情况下，如高带宽延迟环境，由于它的加性增加乘性 减少（AIMD）特性，TCP 协议需要很长时间才能适应可用带宽的变化。并且，它在网络拥 塞比较严重的情况下表现不尽人意。为了解决这个问题，出现了一些修正的 TCP 协议，如 BIC TCP，CUBIC TCP 和 FAST TCP 等[3]。然而，这些协议只能部分的改善这个问题。 另一种常用的方法是使用用户数据报协