基于窗口的实时友好流媒体传输控制.pdf

1172 中国科学 E 辑 信息科学 2004, 34(10): 1172~1184 基于窗口的实时友好流媒体传输控制* 1, 2** 1 1 1 李永利 刘贵忠 张忠伟 吴成贵 (1. 西安交通大学电子与信息工程学院通信工程系, 西安 710049; 2. 北京中创信测科技股份有限公司, 北京 100081) 摘要 随着互联网的发展 流媒体应用的日益丰富, 这些面向音视频的应用以 其大数据量 实时性要求高等特性对网络的可用资源提出了巨大的挑战. 传统基 于UDP 的实时媒体传输服务不具有TCP 友好性, 在瓶颈链路上很容易造成严重 的资源不公平占用, 甚至出现严重的拥塞, 造成数据交付延迟 吞吐量下降 丢 弃概率增加等等服务质量恶化的负面影响. 在 TCP 流占主要成分的 Internet, 要 实现实时流媒体传输必须保证其能同 TCP 流共同公平友好地分享链路资源, 才 能保证网络的高效稳定的运行. 提出了一种基于窗口的传输控制方法, 它在改善 了传统AIMD 慢收敛性的基础上, 不仅具有很好的拥塞控制能力, 同时还具有良 好的TCP 友好性. 在采用RED 拥塞控制链路上, 与多个TCP 流竞争时它表现出 了高效的网络资源利用率 平稳的传输速率以及低的突发性等诸多良好的性能. 关键词 TCP 友好性 拥塞控制 流媒体 公平性 1 引言 实时流媒体不仅要求有较高的服务质量和实时性, 同时也需要有和其他数 据流(TCP 流)共享链路的友好性. 这主要表现在占有带宽的公平性 发送速率调 整速度的公平性以及具有快速良好的拥塞响应性能. 由于 UDP 协议不具有拥塞 控制能力, 使得基于它上面的应用不能和TCP 流公平地竞争网络资源, 尤其是含 有大数据量的视频流会严重地影响其他 TCP 业务的服务质量, 同时也会造成网 络拥塞, 使其本身的服务质量也下降. 因此提供公平友好的数据传输控制是网络 稳定运行, 合理利用资源的前提. 要保证数据流之间占用共享链路带宽的公平性, 底层数据传输协议必须具 2003-03-14 收稿, 2004-09-05 收修改稿 * 国家自然科学基金(批准号: 教育部博士点基金(批准号: 2000069828)和教育部骨干教师基 金(2000 年度)支持项目 ** E-mail: ylli@ SCIENCE IN CHINA Ser. E Information Sciences 万方数据 第 10 期 李永利等: 基于窗口的实时友好流媒体传输控制 1173 有良好的传输控制能力, 也就是说能够动态快速的根据拥塞情况调整数据流的 发送速率. 目前的控制方法大致可以分为两类: 一类是基于速率公式的控制方 [1~3]