无线网络(包括蜂窝网络、卫星网络、移动自组网、传感器网络等)和移动计算的发展成为互联网的一个新特点,人们期待在任何时间任何地点以任何方式自由地享用网络服务。网络带宽以光纤定理的规律增长,但仍无法满足人们对带宽资源的要求,尤其在有线/无线混合网络中,由于无线网络具有误码率高,终端移动切换,链路不稳定,高带宽延迟乘积等特点,传统的基于TCP的拥塞控制机制难以适应有线/无线混合网络,本文针对有线/无线混合网络的特点,采用基于网络测量的方法改进现有的拥塞控制机制,同时,对主动队列管理机制进行改进,提高网络传输性能。论文的主要工作和贡献表现在以下几个方面: 1.为准确获取网络状态,提出了基于端系统的瓶颈链路队列长度和端到端可用带宽测量方法 精确获取各种网络参数和准确判断网络状态对于实施有效的拥塞控制具有至关重要的作用,本文提出了一种基于往返延迟(Round Trip Time,RTT)的实时瓶颈链路分组队列长度测量方法,并设计了一种基于TCP协议的实时端到端可用带宽测量方法。两参数能正确反映网络的真实状态,为改进无线网络拥塞控制机制提供了重要的依据,该测量方法可以方便地嵌入到TCP源端算法中,无需网络其他节点的改变,易于广泛配置。 2.区分无线网络数据传输多种状态,提出基于测量的端到端的拥塞控制机制 该机制包括一种分阶段平滑慢启动机制,在连接启动时和过渡到拥塞避免时发送速率增加幅度较小,减弱了突发流量对网络性能的损害,引入网络测量技术获得了往返时间、网络带宽、瓶颈链路队列长度等网络状态参数,区分网络拥塞和无线链路比特差错,自适应设置慢启动拥塞窗口门限阈值,避免了终端节点对网络状态不了解产生的盲目行为;在拥塞避免阶段采用高低两种不同斜率改进线性速率增加规律;在快速恢复阶段针对误码丢包和拥塞丢包采用不同的速率调整方案,改进了TCP的加性增加乘性减少(Additive Increase Multiplicative decrease,AIMD)窗口调节机制。实验结果表明TCP Yuelu有效降低了网络抖动,提高了网络传输性能,并保持了良好的公平性和对其他TCP流的友好性。 3.改进主动队列管理机制,提出一种动态自适应公平性RED算法 基于TCP的拥塞控制机制存在对短往返延迟短连接偏爱的问题,本文分析