【摘 要】
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当今社会,一部小小的智能手机上运行了与日常生活相关的各种业务,每种业务的顺畅运行都离不开网络通信的技术支撑。而TCP协议作为网络通信中通信协议的基石,它性能的改善能够提升人们生活与工作的效率。然而无线传输技术的发展使得通信环境发生剧变。在现代通信网络中,通信带宽越来越大,传输时延越来越长,传输过程中干扰也越来越多,使得丢包不仅发生在路由器排队过程中,也会发生在无线传输过程中,严重影响了TCP的通信
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当今社会,一部小小的智能手机上运行了与日常生活相关的各种业务,每种业务的顺畅运行都离不开网络通信的技术支撑。而TCP协议作为网络通信中通信协议的基石,它性能的改善能够提升人们生活与工作的效率。然而无线传输技术的发展使得通信环境发生剧变。在现代通信网络中,通信带宽越来越大,传输时延越来越长,传输过程中干扰也越来越多,使得丢包不仅发生在路由器排队过程中,也会发生在无线传输过程中,严重影响了TCP的通信性能。所以,TCP拥塞控制算法的研究也成为了学者们研究的热点。本文针对Linux系统中默认的两种拥塞控制协议——TCP New Reno、TCP Cubic以及Google公司最新提出的TCP BBR算法进行了研究。本文在PC端与移动端分别构建了测试场景,借助Linux系统中的TC、iperf工具完成对信道参数的设置和测试结果的监测。信道参数包括链路的往返时延、丢包率,性能对比则着重关注吞吐率这一指标。本文根据测试结果绘制了多条曲线,并根据曲线分析三种算法性能差异的原因,重点分析BBR算法与其他算法的差异。得到测试结果后,本文针对当前BBR算法存在的问题提出了解决办法。例如,BBR算法对带宽的敏感性不高、无线网络时延抖动剧烈场景有一定的带宽损耗。由于BBR算法提出时间较晚,关于BBR算法的研究资料并不多见,所以本文深入源码,从BBR算法的原理和数学角度出发,详细分析以上问题存在的原因,并提出了优化方案。为了验证优化措施的可行性,本文在Android内核中实现了优化方案,并编译通过,借助speedtest软件在地铁、实验室等真实环境中对比标准BBR算法做了大量测试,结果证明优化方案较标准BBR都有一定程度的提升。另外,本文还详细介绍了移动端中测试场景的搭建步骤,以帮助后来的研究者能花费更多的时间在BBR算法本身。
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