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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:羅勝暉
研究生(外文):Lo Shen-Huei
論文名稱:基於高頻寬延遲乘積網路中TCP Vegas效能改進
論文名稱(外文):An Enhanced Performance Of TCP Vegas Based On High Bandwidth Delay Product Network
指導教授:朱延平朱延平引用關係
指導教授(外文):Chu Yen-Ping
口試委員:陳錦杏林冠成許玟斌
口試委員(外文):Chen Chin-HsingLin Kuan-ChengShi Mei-Pin
口試日期:2012-06-25
學位類別:碩士
校院名稱:東海大學
系所名稱:資訊工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:頻寬延遲乘積壅塞控制往返時間緩啟動壅塞避免
外文關鍵詞:Bandwidth Delay ProductCongestion controlTCP VegasRound Trip TimeSlow-StartCongestion Avoidance
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隨著網路技術的演進,網路頻寬與封包的傳輸距離均有所大幅度的增長。網路環境逐漸演進成高頻寬延遲乘積的環境。在高頻寬延遲乘積網路環境中,適用於低頻寬的TCP協定,已經無法勝任當下的網路環境。因此關於TCP 在高頻寬延遲乘積網路環境的傳輸效能,已經成為一個研究重點。
雖然TCP Vegas在穩定性、頻寬利用率與吞吐量方面均擁有較佳的表現。但是應用在高頻寬延遲乘積網路環境中, TCP Vegas卻有著提早離開緩啟動階段的問題與壅塞視窗調整速度太慢的問題。上述的問題將嚴重降低 TCP Vegas掌握網路頻寬的能力與吞吐量。
因此本文則提出一個基於TCP Vegas的改進機制,High Bandwidth-Delay Product Vegas(HBDP Vegas)。
HBDP Vegas在評估壅塞程度的方法部分,則是提出往返時間與最小往返時間的比例值作為衡量壅塞程度的依據。在緩啟動階段部分,HBDP Vegas藉由修改緩啟動階段中壅塞視窗的成長行為,來加強掌握網路頻寬的能力。同時在壅塞避免階段部分,也藉由動態調整TCP Vegas的α與 β值與修改壅塞視窗的控制方式,來強化適應網路環境變化的能力。
最後經觀察HBDP Vegas的緩啟動階段之表現、收斂時間、和其他連線競爭情形與公平性指數,均證實HBDP Vegas在掌握網路頻寬的能力、適應網路環境變化的速度與吞吐量均有所改進。

With the evolution of network technology, the network bandwidth and packet transmission distance have been greatly increased. The network environment has gradually evolved into high bandwidth-delay product environment. Low bandwidth TCP protocol has been unable to support the current network environment in high-bandwidth delay product network environment. Therefore, how to enhance TCP transmission performance with high bandwidth-delay product network environment has become a research focus now.
Although TCP Vegas has better performance in stability, bandwidth utilization and throughput, it has the problems of early leaving in slow-start phase and slow adjusting speed in congestion window in high-bandwidth delay product network environment. This phenomenon will severely reduce the throughput of TCP Vegas and its ability of grasping network bandwidth.
In this paper, we proposed a new enhanced mechanism based on TCP Vegas, High Bandwidth-Delay Product Vegas(HBDP Vegas).
HBDP Vegas assessed the degree of congestion by the ratio of round-trip time and minimum round-trip time. In slow-start phase, HBDP Vegas modified the growth of behaviors of congestion window to enhance the ability of grasping network bandwidth. In congestion avoidance phase, HBDP Vegas dynamically adjusted the value of α and β of TCP Vegas and modified the control method of congestion window to strengthen the ability of adapting to the fast change of network environments.
In conclusion, simulation results showed that in slow-start phase, convergence time, competitive situation with other connections and fairness index, HBDP Vegas effectively improved the ability of grasping bandwidth, the response speed of adapting to the change of network environments, and the throughput.

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 V
圖目錄 VII
表格目錄 XI
第一章 序論 1
1.1. 簡介 1
1.2. 研究動機 2
1.3. 論文貢獻 3
1.4. 章節簡介 4
第二章 文獻探討 6
2.1. TCP 6
2.2. TCP與壅塞控制 7
2.3. 現有的解決機制 19
2.4. 基礎機制的選擇 23
第三章 TCP Vegas在高頻寬延遲乘積網路環境中運作的問題分析 25
3.1. 緩啟動階段 25
3.2. 壅塞避免階段 27
第四章 改進機制介紹 30
4.1. 衡量網路壅塞程度的方式 30
4.2. 緩啟動階段 32
4.3. 壅塞避免階段的修改 37
第五章 實驗結果 42
5.1. 實驗目標與網路拓樸 42
5.2. 緩啟動階段的比較 45
5.3. 收斂時間的比較 56
5.4. 面對其它連線競爭時之狀況 64
5.4. 公平性 89
第六章 結論 100
參考文獻 103
附錄 106


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