一种在接收端实现的TCP-Friendly拥塞控制机制刘郁恒1,2,陈广文2,胡严3,张光昭2(1.广东省电信规划设计院,广东广州510630;2.中山大学电子与通信工程系,广东广州510275;3.中国科学院计算技术研究所,北京100080摘要:本文提出了一种基于速率的单播TCP-Friendly———拥塞控制算法RAAR(RateAdaptationatReceivers控制机制.RAAR是一种接收端的速率自适应算法,它抛弃了每包反馈机制,采用GAIMD(GeneralAdditiveIncreaseMultiplica-tiveDecrease策略进行拥塞控制,其主要控制操作由接收方完成.本文建立了简化的数学模型对其进行吞吐量的分析,得到在RAAR中用于TCP-Friendly的GAIMD拥塞控制中α与β的关系.通过与TFRC及TEAR这两种重要的TCP-Friendly协议进行对比研究发现,RAAR协议在对TCP协议的友好性,协议内的公平性以及速率的平滑性等方面具有更好的综合性能.由于RAAR不需进行每包反馈,且主要功能在接收方实现,因此可方便地将该机制引入多媒体组播传输系统中.关键词:RAAR;TCP-Friendly;GAIMD;拥塞控制:TP393文献标识码:A:0372-2112(200505-0835-07ATCP-FriendIyCongestionControIMechanismImpIementedbyReceiversLIUYu-heng1,2,CHENGuang-wen2,HUYan3,ZHANGGuang-zhao2(1.GuangdongPlanningandDesigningInstituteofTelecommunications,Guangzhou,Guangdong510630,China;2.Dept.ofElectronicsCommunicationEngineering,SUNYat-senUniversity,Guangzhou,Guangdong510275,China;3.InstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080,ChinaAbstract:Anewunicastrate-basedTCP-FriendlyprotocolcalledRAAR(RateAdaptationatReceiversisproposed.RAARisarateadaptivealgorithmatreceivers.ItappliesGAIMD(GeneralAdditiveIncreaseMultiplicativeDecreasepolicyforcongestioncontrolanddoesn’tneedtofeedbackperpacketreceived.InRAAR,almostallcomplexoperationsoftrafficcontrolarecarriedoutatreceivers.AsimplemathematicalmodelisconstructedtoanalyzethethroughputofRAARandgettherelationshipofαandβinRAARforAIMD(AdditiveIncreaseMultiplicativeDecreaseTCP-Friendlycongestioncontrol.ComparingwithtwoimportantTCP-Friendlyprotocols,TFRCandTEAR,resultsarethatRAARhasbetterperformanceinTCP-Friendliness,intra-protocolfairnessandsmoothness.RAARisalsoapromisingavenueofdevelopmentforcongestioncontrolofmulticasttraffic,sinceitisnotaper-packetacknowledge-mentandismainlyimplementedatreceivers.Keywords:RAAR;TCP-Friendly;GAIMD;congestioncontrol1引言众所周知,TCP与UDP协议都不能很好地满足连续媒体流传输的需要.TCP速率减半的拥塞退避机制容易引起多媒体流过大的速率波动,其每包确认机制也是多媒体传输中所不希望的.而不具备拥塞退避机制的UDP流(被视为违规流在拥塞的网络环境中将大量抢占具有拥塞退避机制的协议流的带宽,同时自身的丢包也迅速增加,并带来系统拥塞崩溃(CongestionCollapse的潜在危险[1].为保证系统的稳定性和服务的公平性,业界正在研究各种在拥塞条件下能对违规流进行严厉惩罚的队列管理机制(如SFB[2],RED-PD[3],CHOKe[4],SCHOKe[5]等,在这些系统中,使用UDP的多媒体流在遭遇拥塞时,将会遇到更为严重的性能衰减.目前Internet中的传输业务主要是基于TCP的[6],随着多媒体实时业务在Internet的迅速增长,研究一个适合于多媒体传输,并具有拥塞退避机制,能够与TCP协议公平分享带宽的传输协议,成为了Internet传输的一个重要课题.如果一种通信协议与在同等条件下的TCP流具有近似相同的吞吐量,则称这种协议是TCP-Friendly的.TCP-Friendly协议的研究得到了业界的广泛重视,目前提出的TCP-Friendly协议可以分为2类:一种是基于AIMD(AdditiveIncreaseMultiplicativeDecrease的控制机制,如TEAR[7],RAP[8],LDA+[9]等,另一类是以收稿日期:2002-12-23;修回日期:2005-02-16基金项目:国家自然科学基金(No.90304011第5期2005年5月电子学报ACTAELECTRONICASINICAVol.33No.5May2005TFRC为代表的基于数学模型的控制机制[10].TFRC是现在比较成熟的由发送...