第1章绪论.docVIP

XCP协议的稳定性分析及其仿真 王昆 （西南科技大学计算机学院　四川 绵阳 621010） 摘要：随着每一流的带宽时延乘积的增长，在不考虑排队方案的条件下，TCP协议变得不稳定和效率低下。XCP协议扩展了ECN显式拥塞指示机制，它通过在拥塞头携带控制信息极大地改善了因特网的拥塞控制。路由器能通知发送端瓶颈链路的拥塞程度而不是网络是否拥塞，发送端就可以根据网络的状态相应的增加和减少它的发送窗口。同时对XCP协议的稳定性进行分析，并对协议做了相应仿真。仿真结果表明在高带宽时延乘积网络中，XCP协议能更好的保持效率、公平性和稳定性。 关键词：XCP；拥塞控制；高带宽时延乘积 中图法分类号: TP301.6 文献标识码: A Simulation and Stability Analysis of XCP Protocol WANG Kun (College of Computer Science and Technology, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, Sichuan, China) Abstract：With the per-flow product of bandwidth and latency increases, TCP becomes inefficient and prone to instability, regardless of the queuing scheme. XCP achieves a significant advance in Internet congestion control by carrying the control information in the congestion header and generalizing the Explicit Congestion Notification proposal (ECN). The routers can inform the sender about the degree of congestion at the bottleneck instead of just congestion or not. This allows senders to increase or decrease their sending windows responsively according to status of network. The stability to the XCP protocol is analyzed and simulated. The results of simulation demonstrate that the eXplicit Control Protocol(XCP) remains efficient, fair, and stable in the large bandwidth-delay product (BDP) networks. Key words: eXplicit control protocol; congestion control; large bandwidth-delay product 0.引言 TCP 是目前在Internet 中使用最广泛的传输协议，包括慢启动(slow start)、拥塞避免、快速重传(fast retransmit)、快速恢复(fast recovery)、选择性应答(SACK)等。它是针对当时带宽时延乘积较小的网络设计的，随着高带宽（如光纤链路）和高延迟（如卫星链路）网络越来越普遍的应用，TCP算法体现出越来越多的问题。在高带宽网络TCP算法的效率比较低。假设在一个109bps的网络中，最大包是105bit,RTT为100ms，需要104才能占据整个带宽。实验和理论推导都证明随着带宽时延乘积的增加，不管是用什么排队模式，如RED[1] ,REM[2],PI[3],AVQ[4]等算法都使TCP变得越来越低效和不稳定。 根据TCP存在的问题和高带宽时延乘积网络的特点，美国麻省理工大学的Dina Katabi提出了一种新的Internet拥塞控制框架，该协议称为XCP（eXplicit Control Protocol），显式控制协议[5]。XCP是一种联合端系统和路由器共同协作的协议，将拥塞控制从带宽分配策略中解耦。 2．XCP协议介绍及其稳定性分析 XCP协议的发送方维持拥塞窗口cwnd和往返延迟rtt，路由器监控流入它的数据率，根据链路带宽和流入的数据率的差值，路由器通过修改拥塞头的反馈值告知共享这个链路的数据流增