实时媒体流自适应拥塞控制机制研究

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随着现代网络技术的飞速发展,作为第四媒体的网络开始带给人们更多形式的信息模式。而今多媒体产业在全球蓬勃发展,基于IP的网络已成为多媒体技术产品发布的最重要的平台。TCP是Internet上主要的传输协议,其基于窗口的拥塞控制机制是目前Internet得以稳定的重要保障。在网络上引入采用UDP传输的实时媒体流业务将会导致带宽分配的严重不公平性,严重的时候会造成大量的TCP流被“饿死”,甚至导致新的拥塞崩溃。 TCP基于AIMD的拥塞控制机制,对于时延要求不高但必须可靠传输的应用非常适合,但是对于实时媒体则并不适合。因为实时流媒体应用,如音频、视频等对于时延敏感,而对可靠性传输的要求却不是很高,同时实时媒体流应用还要求一种数据流的平滑性。随着因特网上实时媒体流应用的不断增多,研究一种适合实时媒体传输,并且具有有效拥塞控制作用的TCP友好的传输控制协议,已成为因特网传输领域一个重要的课题。 目前,已经提出两类TCP友好的实时媒体流拥塞控制协议:一类是基于窗口的控制协议,另一类是基于TCP吞吐量模型的。前者由于采用了窗口调节机制,流量会出现较大的抖动现象,不适合实时媒体流应用的需求,所以人们提出了基于TCP吞吐量模型的拥塞控制机制。其中基于Padhye TCP吞吐量模型的TFRC(TCP Friendly RateControl)算法是发展较好的TCP-Friendly协议,已经形成了标准RFC3448。其吞吐量的变化比较缓慢,适于传输实时媒体业务,而且与TCP具有良好的公平性,是近年来研究的一个热点。事实上,网络的拥塞情况只有在路由器才能更准确地监测到,基于ECN和Floyd吞吐量模型的TF_WMFC算法,采用路由器RED算法协助控制策略,以ECN的方式将网络的早期拥塞反馈给发送端,在路由器队列溢出前以TCP友好的方式调整数据的发送速率,有效地对拥塞进行了检测和预防,而且采用了更精确的TCP吞吐量模型来调整发送速率,不仅具有TCP友好性和速率平滑性,同时降低了网络的包丢失率,大大提高了网络性能。 本文分析了实时媒体流拥塞控制机制设计思路,对基于TCP吞
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