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机会网络是一种不需要源节点和目标节点之间存在完整链路,利用节点移动带来的相遇机会实现通信的自组织网络。机会网络不要求网络的全连通,更适合实际的自组网需求;作为一种全新的组网方式,机会网络在很多领域存在着巨大的潜力。TCP是互联网中一种重要的传输层协议,它能提供端到端的可靠传输和拥塞控制,被用于很多互联网应用中。但由于传统的TCP协议是针对有线网络提出的,对于现在无线网络的广泛使用,TCP表现出很多缺陷。尽管目前有较多文献研究了移动自组织网络和传感器网络中TCP的性能并提出了改进方案,而机会网络中TCP的性能研究还鲜有报道。机会网络的长时延、低数据率及链路的间断特性必然会劣化TCP的性能。因此深入研究机会网络中TCP的性能和如何提高TCP在机会网络环境中的性能具有非常重要的意义。
本文首先对机会网络的概念、特点、关键技术及应用领域等做了简要介绍并对机会网络中关键的路由技术和已有的传输控制协议TCP做了深入的分析。其次,将TCP分别与传染路由和源动态路由结合时在机会网络的表现进行了网络仿真分析,然后针对影响TCP性能的几种因素进行分析,并给出了相应的改进方案。首先,针对机会网络中TCP连接的初始阶段,网络不断超时重传的问题,本文提出了修改拥塞窗口的R-CWND算法,以避免错误地修改拥塞窗口,从而提高网络效率。同时,本文在R-CWND基础上,提出了自适应确认算法-A-TCP/Reno,其主要思想是对多径路由引起的重复包到达目的端时,不给予ACK确认,以减少网络中重复数据包到达目的端导致的大量冗余ACK。本文还将TCP协议中的ACK确认作为到达通告机制跨层引入到传染路由协议中,提出了ACK-EPI改进协议,以解决已到达目的节点的数据包在网络中继续传播而浪费网络资源的问题。
最后,本文利用NS2网络仿真软件搭建仿真平台,对TCP及提出的改进协议进行了仿真验证和性能评估。