无线自组网络中TCP流公平性的分析与改进

张磊1+, 王学慧2, 窦文华1

1(国防科学技术大学计算机学院,湖南长沙 410073)
2(国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙 410073)
摘要: 研究了TCP(transmission control protocol)流在多跳无线自组网络中的公平性问题,发现IEEE802.11 DCF协议在此环境下会导致严重的不公平性,即部分节点垄断了网络带宽而其他节点被饿死.首先,通过仿真分析了产生TCP流不公平性的原因,指出其根源在于MAC(media access and control)协议的不公平性,同时,TCP的超时机制加剧了不公平性的产生;然后,利用概率模型定量分析了TCP不公平性与MAC协议参数之间的关系,发现TCP流的公平性与TCP报文长度直接相关,并且增加MAC协议初始竞争窗口的大小能够有效提高公平性.据此,提出了一种根据TCP报文长度动态调节初始回退窗口大小的自适应回退MAC协议改进算法.理论分析和仿真表明,该算法在很大程度上可以有效缓解不公平性问题的产生,并且不会引起网络吞吐量的严重降低.
关键词: 无线自组网络;MAC协议;TCP流;公平性;性能仿真;自适应回退算法

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