I det trådlösa nätverket presterar TCP dåligt eftersom det ursprungligen var utformat för trådbundna nätverk och inte tar hänsyn till trådlösa egenskaper som rörlighet, hög förlust sannolikhet, och dolda-terminalproblem. I synnerhet i de trådlösa multihop-näten ökar ett stort trängselfönster sannolikheten för tviste- och paketförluster, och TCP-prestandan försämras kraftigt till följd av detta. Därför är det nödvändigt att begränsa TCP trängselfönstrets storlek för att hålla sannolikheten för tvisteförlust i systemet till ett minimum. I detta dokument föreslår vi ett nytt system för att fastställa den maximala trängselfönstrets storlek baserat på den uppmätta bandbredden och RTT (RoundTrip-Time). Med hjälp av ns-2 simulering visar vi att det föreslagna systemet minskar sannolikheten för paketinnehåll och förbättrar TCP prestanda. Copyright c 2006 KIPS (ISSN 1738-8899) In Huh, Jae Yong Lee och Byung Chul Kim 35 algoritm för att ställa in maximal trängsel fönsterstorlek presenteras i detalj. Vi visar simuleringsresultat med hjälp av ns-2 i Avsnitt 4, och våra slutsatser ges i Avsnitt 5. Många artiklar om TCP-prestandaförbättringar i IEEE 802.11-baserade trådlösa multi-hop-nätverk har publicerats. Xu och Saadawi [2][3] presenterade flera allvarliga problem i TCP-anslutningar i ett IEEE 802.11-baserat multi-hop-nätverk och identifierade instabilitet, orättvisa och inkompatibilitetsproblem som uppstår vid användning av ns-2-simulering. Kanth och Ansari [4] föreslog en ändring av IEEE 802.11 back-off algoritmen så att endast två fönsterstorlekar kunde användas. De antog ett större fönster för nästa paket efter en lyckad överföring för att låta andra noder använda det mindre fönstret för att överföra med mindre risk för kollisioner. Detta system antog dock att alla paketstorlekar är fasta, och detta är inte giltigt i de verkliga trådlösa nätverken. Långsam trängselundvikande [5] och fönstergräns för trängsel [6] föreslås också som system för att förbättra TCP-prestanda i de trådlösa multihop-nätverken. I allmänhet innebär TCP:s fas av undvikande av överbelastning en linjär ökning av sändningshastigheten genom att trängselfönstret ökas med ett fullstort segment av varje RTT. Enligt SCA-systemet upprätthåller dock TCP-agenten en SCA-parameter och stryper trängselfönstrets ökning under trängselundvikandefasen med 1/[scaparameter × CWND]. Detta system uppnår en effektiv rumslig återanvändning utan att begränsa det maximala trängselfönstret. Kongestion Window Limit (CWL) metoden föreslogs eftersom en stor CW regelbundet orsakar trängsel kontroll algoritm av TCP att over-shoot, vilket leder till överbelastning i nätet och tung strid vid MAC-skiktet. Så Chen och Al. fokuserat på TCP: s optimala CWL och visat att om CWL-värdet är ungefär 1/5 av den runda-trip humle-räkning (RTHC) av banan, då TCP prestanda kan förbättras med 8~16%. Löjtnant m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m för m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m. [7] beaktade den rumsliga återanvändningsegenskaperna hos IEEE 802.11 MAC-lagerprotokollet i en kedjetopologi. De drog slutsatsen att den maximala nyttan av en kedjetopologi är 1/4 av kedjans längd på grund av överföringsstörningen i ett område i närheten. De jämförde den optimala fönsterstorleken för TCP och 1/4 av kedjelängden, som visas i bild. 2............................................................... Bilda. 2 nedan visar att den optimala fönsterstorleken på TCP är mycket nära 1/4 av kedjans längd, så TCP-prestandan kan förbättras avsevärt om trängselfönstret inte överskrider det högsta värdet. Det är ett resultat av den lägre sannolikheten för innehållet i paketen. Men alla dessa CWL-system bygger på antagandet att de känner till antalet humle till destinationen. I MANET finns det ingen garanti för att alla routingprotokoll kommer att ge antalet humle, så ovanstående TCP-protokoll kan endast användas i det begränsade systemet. Även ovan nämnda TCP varianter sätter CWL till en fast Chain längd värde oavsett topologi och bakgrundstrafik. Men om topologin inte är en kedja och bakgrundstrafiken ges i multi-hop ad-hoc-nätverket, då h/4 (h är antalet humle) eller RTHC/5 är inte tillräcklig för optimal prestanda. Dessutom tar h/4 inte hänsyn till effekten av kollisioner från TCP ACK-paketet, vilket minskar TCP-genomströmningen i det trådlösa multi-hop-nätverket. Slutligen, som visas i bild. 2, skillnaden mellan det optimala CWL-värdet och 1/4 av kedjelängden ökar eftersom antalet humle förblir under 20. Det betyder att h/4 inte är ett korrekt värde och vi måste hitta en ny metod i det fallet. Dessutom, om inte h/4 är ett heltal värde, är det inte lätt att ställa in CWL-värdet. I detta dokument föreslår vi en ny maximal storleksinställningsalgoritm för trängselfönster som beaktar nuvarande kanalbandbredd och RTT i stället för antalet humle. Denna algoritm fungerar bra med alla typer av routing algoritm och visar bra TCP prestanda i alla typer av systemtopologi. Vi visar en detaljerad maximal storleksinställningsmetod för trängselfönster i nästa avsnitt. En stor trängselfönsterstorlek i de trådlösa multihop-nätverken försämrar TCP-prestandan genom att öka sannolikheten för paketförseningar och paketförluster vid alltför stora kollisioner. Vi föreslår en ny metod för maximal fönsterstorleksbegränsning baserad på den uppmätta kanalbandbredden och RTT för att förbättra TCP-prestandan i de trådlösa multi-hop-nätverken. Det har förekommit några tidigare arbeten med TCP bandbreddsmätningsmetoder. I TCP-Westwood [8] uppskattar avsändaren den tillgängliga bandbredden dynamiskt genom att mäta och beräkna hastigheten för retur-ACK. I TCP-Peach [9] sonderar avsändaren den tillgängliga nätverksbandbredden i endast en RTT med hjälp av overksampaket med låg prioritet. Vi använde en liknande metod som den som användes i TCP-Jersey [10], som härleddes från tidsglidande fönsterskattare. Ekvationer (1) och (2) används för att beräkna den aktuella bandbredden för multihopbanan till destinationen. Som visas i bild. 3, bandbredd mätning utförs av TCP avsändare när den tar emot TCP ACK 36 segment från mottagaren. Låt BW E_k-1 vara den beräknade bandbredden vid något (k-1)-te ACK-segment, då den aktuella uppmätta bandbredden BW E_now kan anges som ekvation (1), där T k är tiden mellan (k-1)-th ACK och (k)-th ACK. PacketSize K är den totala bytesen av de tidigare överförda paketen, som erkändes mellan (k-1)-th ACK och (k)-th ACK. Ekvation (2) visar utjämningsmetoden för BW E_k genom att använda metoden exponentiellt vägt glidande medelvärde (EWMA) med hjälp av α. Med hjälp av (2) kan vi styra förhållandet mellan den nyligen uppmätta bandbredden och den utjämnade uppmätta bandbredden hittills. Ekvation (3) används för att beräkna den maximala trängselfönstrets storlek när RTT- och TCP-paketens storlek anges.  Som vi nämnde tidigare måste vi mäta bandbredden i de trådlösa multi-hop-nätverken och RTT för att fastställa den maximala trängselfönstrets storlek. Därför krävs en viss tid för att mäta bandbredd och RTT innan det maximala trängselfönstret appliceras på TCP-skiktet. I början av överföringen av TCP-segmenten är den maximala trängselfönstrets storlek inte begränsad. Detta spelar dock ingen roll eftersom den maximala fönsterstorleken för trängsel kan fastställas innan många Denna mätning kan göras regelbundet, och om det finns en förutbestämd avvikelse i bandbredds- eller RTT-värden, kan vi ändra den maximala fönsterstorleken för trängsel till en ny. Detta avvikelsevärde kan bestämmas med hänsyn till avvägningen mellan systemets allmänna omkostnader och TCP-prestanda. Detta protokoll behöver inte några extra overhead jämfört med tidigare protokoll eftersom vi kan använda endast RTT och ACK sekvensnummer. Vi använde ns-2 [11]-simulatorn för att verifiera den föreslagna algoritmen. Den trådlösa multi-hop trådlösa nätverksmodell som används i denna studie består av en uppsättning av 17 noder i en kedja topologi begränsad till en 5000mX1500m rektangulär area och ett DRS-protokoll används som en routing protokoll. Vi simulerade det föreslagna systemet genom att öka kedjelängden mellan TCP-källa och destination. Dessutom jämförde vi TCP-genomströmningen med TCP NewReno och CWL-metoden. Bilda. 6 visar simuleringens topologi. Vi antar att den trådlösa länk bandbredden är 2 Mbit/s respektive 11 Mbit/s, för att se maximal trängsel fönsterstorlek under de olika bandbredds- och RTT-värden. Fikon. 7 och 8 visar TCP-genomströmningen när den trådlösa länkbandbredden är 2 respektive 11 Mbit/s, när antalet humle ökar. Som visas i dessa figurer, den föreslagna algoritmen har bättre prestanda än TCP NewReno längs hela kedjan längd. Det föreslagna protokollet har en mycket liknande genomströmning till CWL-metoden [6], men vår algoritm behöver ingen information om kedjelängd. 2Mtcp betecknar genomströmningen av TCP NewReno, 2Mcwl betecknar den av CWL-metoden, och 2Mcnu hänvisar till vår algoritm. I Huh, Jae Yong Lee och Byung Chul Kim 37 Bild. 9 visar den uppmätta bandbredden och RTT för beräkning av maximal trängselfönsterstorlek i länkarna 2Mbps respektive 11Mbps. Fönstrets storlek kan bestämmas dynamiskt enligt bandbredden och RTT-kombinationen oberoende av antalet humle. Det kan alltså tillämpas i alla topologier och under olika bakgrundstrafikförhållanden. Vi kör simuleringar för 300seks på 8*8 kors respektive 5*5 rutnät topologier, som visas i Bild. 10................................................................ I båda fallen låter vi stiglängden mellan TCP-källa och destination vara 8-hopp och varierar bakgrundstrafiken som 0,2, 0,5 och 0,8 Mbit/s. Fikon. 11 och 12 visar effekterna av topologi och bakgrundstrafik på de trådlösa multi-hop nätverken. Som tidigare nämnts anger CWL-metoden [6] trängselfönstrets storlek som h/4 oberoende av topologi och bakgrundstrafik. Men i takt med att bakgrundstrafiken ökar måste trängselfönstrets storlek ändras på grund av ökad stridighet och en förändrad rumslig återanvändningsfaktor. Vårt föreslagna system bestämmer dock den maximala fönsterstorleken för trängsel baserat enbart på den uppmätta bandbredden och RTT. Så som visas i Figs. 5 och 6, vårt system överträffar CWL-metoden i alla fall.  I trådlösa multihop-nät är det nödvändigt att begränsa trängselfönstrets storlek för att inte öka sannolikheten för överbelastningsförluster och därigenom säkerställa en god TCP-prestanda. I detta dokument har vi föreslagit en ny maximal fönsterinställningsalgoritm för trängsel genom att mäta bandbredden för routingbanan och RTT i de trådlösa multi-hop-nätverken. Vi jämför TCP-genomströmningen med TCP NewReno och CWL system med hjälp av ns-2 simulering. Vår föreslagna algoritm visar bättre prestanda än TCP NewReno i alla fall av kedjelängd. Dessutom upprätthåller detta protokoll goda TCP-prestanda under olika topologi- och bakgrundstrafikförhållanden. Detta protokoll kan användas med alla typer av ad-hoc routing protokoll eftersom det inte kräver någon information från nätverkslagret.  Hänvisningar
Ett annat tillvägagångssätt grundar sig på beslutet om trängselfönsters storlek baserat på RTT och uppmätt kanalbandbredd.
Decision of Maximum Congestion Window Size for TCP Performance Improvement by Bandwidth and RTT Measurement in Wireless Multi-Hop Networks
{'venue': 'JIPS', 'journal': 'JIPS', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}