[发明专利]一种应用于无线自组织网络的TCP参数调节方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及网络通信技术领域，更具体地涉及一种无线自组织网络(Ad Hoc)上 基于跨层机制的TCP参数调节方法。

背景技术

无线Ad hoc网络是由一组带有收发装置的移动节点组成的无线移动通信网络，它不依赖 于预设的基础设施而临时组建，网络中移动的节点利用自身的无线收发设备交换信息，当相 互之间不在彼此的通信范围内时，必须利用其它节点作为路由器转发数据包，通过多跳建立 连接。因此要求移动终端不仅要有主机的功能，而且可以作为路由器转发数据包。

TCP协议是针对传统有线网络设计的，由于无线Ad hoc网络自身的特点，节点移动引起 的路由失效、无线信道的比特错误、信号的衰减与干扰、共享信道的竞争和低延迟带宽积等 引起的一些问题使得TCP协议在无线Ad hoc网络中表现出性能的不稳定和吞吐率的下降。因 此需要调整无线Ad hoc网络下TCP的运行参数从而整体提升TCP的性能。

目前提高TCP性能的方案主要分为两种：一种是单层的改进方案，对TCP/IP协议栈中的 链路层、网络层或者传输层中的某一层进行修改以提高TCP协议的性能；另一种是跨层的改 进方案，利用来自下层描述网络状态的反馈信息来修改上层的控制机制以改进TCP的性能。 由于单层改进只针对协议栈中的一层进行修改，不会影响到其他层次的接口与实现，保持了 TCP/IP协议栈良好的层次结构，方便协议栈在日后应用中的修改与扩展。但是，由于无线Ad hoc网络环境自身的特点，增强了协议层之间的相关性，单层改进方案的效果并不理想。因 此，通过跨层交互来改进TCP性能成了研究的趋势。CRP、ATCP、LSSA、CHCC等都是目前比较 常用的性能改进方案。

无线Ad hoc网络下现有的TCP改进方案按照其致力于解决的问题可以归纳为以下几类：1 )节点频繁移动造成路由失效而引起的TCP性能下降；2)网络拥塞造成按需路由协议错误进 行路由维护操作而引起的TCP性能下降；3)Ad hoc网络环境自身特点而引起的TCP严重的不 公平性；4)无线信道的竞争与共享造Ad hoc网络较低的带宽延迟积而引起的TCP性能下降。 目前大多数方案是针对其中的一类问题进行改进，并且取得的效果不是十分理想，对当前网 络拥塞情况的预测和网络状态的判断的准确性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种应用于无线自组织网络(Ad Hoc)的TCP参数调节 方法，来提高无线Ad Hoc网络下TCP的性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种应用于无线自组织网络的TCP参数调节方法：包括下列几个组成部分：

(1)当网络发生拥塞时，网络层根据当前网络状态生成相应的ICMP消息并向TCP传递， 所述的ICMP消息分为三类：网络层源端在接收到RERR消息后向传输层发送的携带丢包原因为 拥塞的ICMP消息为I类ICMP消息；携带丢包原因为节点移动的ICMP消息为II类ICMP消息；源 端网络层在接收到RREP消息后向传输层发送的ICMP消息为III类ICMP消息。

(2)对于各个网络状态按照下列方法处置：

(a)若节点处于慢启动状态，收到I类ICMP消息状态不变；收到II类ICMP消息进入冻结 状态；重复ACK则进入快速重传/快速恢复状态；达到慢启动阈值则进入拥塞避免状态；

(b)若节点处于冻结状态，且收到III类ICMP消息，则进行下述的TCP参数调整。

(c)若节点处于拥塞避免状态，收到I类ICMP消息状态不变；收到II类ICMP消息进入冻 结状态；若超时则进入慢启动状态；若重复ACK则进入快速重传/快速恢复状态。

(d)若节点处于快速重传/快速恢复状态，重传结束后进入拥塞避免状态。

(3)TCP参数调节：TCP接收到上述三类ICMP消息之一后，得知路由失效并冻结TCP，在 接收到路由已重新建立的显式信息后调整拥塞窗口大小和慢启动阈值，结束冻结状态，恢复 数据传输。

所述的应用于无线自组织网络的TCP参数调节方法的第三个部分可以按照下列方法进行 ：