基于分段连接机制实现卫星TCP性能的改善.pdf

维普资讯 2006年 第 7 期 计 算 机 系 统 应 用 基于分段连接机制实现卫星TCP性能的改善 ImprovementTCPPerformanceviaSatelliteLinkbasedon SplittingConnectionMechanism 吴 结 高随祥 (中国科学院研究生院 100049) 摘要：TCP经由卫星链路传输时性能较低，这是卫星通信系统设计和应用中的一个需要解决的重要问题。分段连 接机制是改善卫星TCP性能的一种有效方式。在对分段连接的研究中，它的整体系统性能和语义维持问题被大 量关注，但在如何实现却少有论述。为了填补这一空白，提出了分段连接的一种实现方法，并进行了测试，测试结 果表明此种实现遵守了分段连接的语义，并且可以明显改善卫星链路TCP的性能。 关键词 ：卫星通信 TCP 性能 协议 网关 1 引言 65535)的最大吞吐量为 65535 8／0．55=953(Kb— TCP协议是面 向连接的传输层协议，向有关应用 ps)：其次，在 TCP慢启动／拥塞控制阶段，均是以R1_r 提供可靠的数据传输。随着通信事业的发展，大量卫 为单位进行拥塞窗 口调整，较大的 直接导致了在 星通信系统承载了大量的网络应用，其中基于TCP的 窗121的调整速度较低 ，限制了吞吐能力…。 2．2信道差错率 应用大约占了应用总量的85％以上。由于TCP协议 卫星信道的比特差错率(BER)大约为1O～一1O 主要是以有线通信系统为应用环境设计的，没有考虑 之间，这远远高于高速有线媒质 (如光纤)，另外一些 到卫星通信系统的特有属性，造成经由卫星链路传输 随机因素 (如雨衰，太阳黑子 ，微波干扰等)使得信道 TCP性能低下。如何提高卫星系统TCP的性能引起了 出现突发错误。由于TCP无法区分报文的丢失是由网 人们广泛的重视。目前提高卫星系统中TCP性能的方 络拥塞造成的还是链路误码造成的 ，在误码出现造 法主要有端对端方式和分割连接方式两种。端对端方 成报文丢失时，TCP会误认为发生拥塞 ，进行拥塞避 式着重于TCP协议本身的改进，而分段连接机制则考 免，从而降低报文发送速率。另外，ACK分组的丢失使 虑对不同物理链路分割为不同的段，在每个段内采用 吞吐量进一步恶化…。 不同的优化方式进行优化。 2．3 信道不对称 考虑到大量TCP传输本身的较大非对称性 (如从 2 卫星链路对TCP性能的影响 Web服务器到远端主机)，许多卫星系统在前向和反 卫星通信系统对TCP性能影响，主要有以下 3个 向信道间有较大的带宽不对称性，采用速度较慢的反 方面原因： 向信道 以节省卫星带宽。但严重非对称的配置会对 2．1传播延迟 TCP产生显著的影响。因为 TCP的流量控制的基础是 影Dr~-P星网络延迟的主要因素是传播延时。以最 自同步机制Is]，ACK的接收速率决定了数据报文的发 为常用的同步卫星系统为例，其单