tcp协议论文(TCp协议)

什么是TCP/IP协议 TCP/IP协议(Transfer Controln Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet国际互联网络的基础。 TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，但TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。 TCP/IP是用于计算机通信的一组协议，我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准，以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络，正因为INTERNET的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的标准。 之所以说TCP/IP是一个协议族，是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议，这些协议一起称为TCP/IP协议。以下我们对协议族中一些常用协议英文名称和用途作一介绍： TCP(Transport Control Protocol)传输控制协议 IP(Internetworking Protocol)网间网协议 UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议 ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议 SNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议 FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议 ARP(Address Resolation Protocol)地址解析协议 从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网间网层、传输层、应用层。 其中： 网络接口层 这是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。 网间网层 负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。 传输层 提供应用程序间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。 应用层 向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。 前面我们已经学过关于OSI参考模型的相关概念，现在我们来看一看，相对于七层协议参考模型，TCP/IP协议是如何实现网络模型的。 数据链路层包括了硬件接口和协议ARP，RARP，这两个协议主要是用来建立送到物理层上的信息和接收从物理层上传来的信息； 网络层中的协议主要有IP，ICMP，IGMP等，由于它包含了IP协议模块，所以它是所有机遇TCP/IP协议网络的核心。在网络层中，IP模块完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的协议帮助IP完成特定的任务，如传输差错控制信息以及主机/路由器之间的控制电文等。网络层掌管着网络中主机间的信息传输。 传输层上的主要协议是TCP和UDP。正如网络层控制着主机之间的数据传递，传输层控制着那些将要进入网络层的数据。两个协议就是它管理这些数据的两种方式：TCP是一个基于连接的协议（还记得我们在网络基础中讲到的关于面向连接的服务和面向无连接服务的概念吗？忘了的话
TCP/IP协议叫做传输控制/网际协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet国际互联网络的基础。TCP/IP协议世界上有各种不同类型的计算机，也有不同的操作系统，要想让这些装有不同操作系统的不同类型计算机互相通讯，就必须有统一的标准。TCP／IP协议就是目前被各方面遵从的网际互联工业标准。 TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上TCP/IP包括两个协议，传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，但TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。 TCP/IP是用于计算机通信的一组协议，我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准，以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络，正因为INTERNET的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的标准。之所以说TCP/IP是一个协议族，是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议，这些协议一起称为TCP/IP协议。网络接口层这是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。 网间网层负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。传输层提供应用程序间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。应用层向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。前面我们已经学过关于OSI参考模型的相关概念，现在我们来看一看，相对于七层协议参考模型，TCP/IP协议是如何实现网络模型的。而IEEE802标准定义了ISO/OSI的物理层和数据链路层，1.物理层：物理层包括物理介质、物理介质连接设备(PMA)、连接单元(AUI)和物理收发信号格式(PS)。物理层主要功能：实现比特流的传输和接收；为进行同步用的前同步码的产生和删除；信号的编码与译码；规定了拓扑结构和传输速率。 2.数据链路层：数据链路层包括逻辑链路控制(LLC)子层和媒体访问控制MAC子层逻辑链路控制LLC子层：该层集中了与媒体接入无关的功能。具体讲，LLC子层的主要功能是：建立和释放数据链路层的逻辑连接；提供与上层的接口（即服务访问点）；给LLC帧加上序号；差错控制。介质访问控制MAC子层负责解决与媒体接入有关的问题和在物理层的基础上进行无差错的通信。MAC子层的主要功能是：发送时将上层交下来的数据封装成帧进行发送，接收时对帧进行拆卸，将数据交给上层；实现和维护MAC协议；进行比特差错检查与寻址。

（第一篇）这篇简单介绍了TCP/IP协议。 可供参考。 What is TCP/IP? TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) is the basic communication language or protocol of the Internet. It can also be used as a communications protocol in a private network (either an intranet or an extranet). When you are set up with direct access to the Internet, your computer is provided with a copy of the TCP/IP program just as every other computer that you may send messages to or get information from also has a copy of TCP/IP.TCP/IP is a two-layer program. The higher layer, Transmission Control Protocol, manages the assembling of a message or file into smaller packets that are transmitted over the Internet and received by a TCP layer that reassembles the packets into the original message. The lower layer, Internet Protocol, handles the address part of each packet so that it gets to the right destination. Each gateway computer on the network checks this address to see where to forward the message. Even though some packets from the same message are routed differently than others, they'll be reassembled at the destination.TCP/IP uses the client/server model of communication in which a computer user (a client) requests and is provided a service (such as sending a Web page) by another computer (a server) in the network. TCP/IP communication is primarily point-to-point, meaning each communication is from one point (or host computer) in the network to another point or host computer. TCP/IP and the higher-level applications that use it are collectively said to be "stateless" because each client request is considered a new request unrelated to any previous one (unlike ordinary phone conversations that require a dedicated connection for the call duration). Being stateless frees network paths so that everyone can use them continuously. (Note that the TCP layer itself is not stateless as far as any one message is concerned. Its connection remains in place until all packets in a message have been received.)Many Internet users are familiar with the even higher layer application protocols that use TCP/IP to get to the Internet. These include the World Wide Web's Hypertext Transfer Protocol (HTTP), the File Transfer Protocol (FTP), Telnet (Telnet) which lets you logon to remote computers, and the Simple Mail Transfer Protocol (SMTP). These and other protocols are often packaged together with TCP/IP as a "suite."Personal computer users with an analog phone modem connection to the Internet usually get to the Internet through the Serial Line Internet Protocol (SLIP) or the Point-to-Point Protocol (PPP). These protocols encapsulate the IP packets so that they can be sent over the dial-up phone connection to an access provider's modem.Protocols related to TCP/IP include the User Datagram Protocol (UDP), which is used instead of TCP for special purposes. Other protocols are used by network host computers for exchanging router information. These include the Internet Control Message Protocol (ICMP), the Interior Gateway Protocol (IGP), the Exterior Gateway Protocol (EGP), and the Border Gateway Protocol (BGP).（第二篇）这篇介绍了TCP/IP的发展。Development of TCP/IPThe original research was performed in the late 1960s and early 1970s by the Advanced Research Projects Agency (ARPA), which is the research arm of the US Department of Defense (DOD). The DOD wanted to build a network to connect a number of military sites. The key requirements for the network were as follows:* It must continue to function during nuclear war (development took place during the 'cold war'). The 7/8th rule required that the network should continue to function even when 7/8th of the network was not operational* It must be completely decentralized with no key central installation that could be destroyed and bring down the whole network* It must be fully redundant and able to continue communication between A and B even though intermediate sites and links might stop functioning during the conversation* The architecture must be flexible as the envisaged range of applications for the network was wide (anything from file transfer to time-sensitive data such as voice)ARPA hired a firm called BBN to design the network. The prototype was a research network called ARPANET (first operational in 1972). This connected four university sites using a system described as a packet switching network.Prior to this development, any two computers wanting to communicate had to open a direct channel (known as a circuit) and information was then sent. If this circuit were broken, the computers would stop communicating immediately, which the DOD specifically wanted to avoid.One computer could forward information to another by using packet-switching, so it superseded circuit-switched networks. To ensure information reached the correct destination, each packet was addressed with a source and destination and the packet was then transferred using any available pathway to the destination computer.It was divided into small chunks or packets (originally 1008 bits). Sending large chunks of information has always presented problems, often because the full message fails to reach its destination at the first attempt, and the whole message then has to be resent. The facilities within the new protocol to divide large messages into numerous small packets meant that a single packet could be resent if it was lost or damaged during transmission, rather than the whole message.The new network was decentralized with no one computer controlling its operation where the packet switching protocol controlled most of the network operations.TCP/IP is a very robust protocol and can automatically recover from any communication link failures. It re-routes data packets if transmission lines are damaged or if a computer fails to respond, utilizing any available network path. The figure below shows an example of an Internet system. A packet being sent from Network A to Network F may be sent via Network D (the quickest route). If this route becomes unavailable, the packet is routed using an alternate route (for example, A B C E F).Once ARPANET was proven, the DOD built MILNET (Military Installation in US) and MINET (Military Installation in Europe). To encourage the wide adoption of TCP/IP, BBN and the University of California at Berkeley were funded by the US Government to implement the protocol in the Berkeley version of Unix. UNIX was given freely to US universities and colleges, allowing them to network their computers. Researchers at Berkeley developed a program interface to the network protocol called sockets and wrote many applications using this interface.During the early 1980s, the National Science Foundation (NSF) used Berkeley TCP/IP to create the Computer Science Network (CSNET) to link US universities. They saw the benefit of sharing information between universities and ARPANET provided the infrastructure. Meanwhile, in 1974 a successor to ARPANET was developed named NSFNET. This was based on a backbone of six supercomputers into which many regional networks were allowed to connect.The first stage in the commercial development of the Internet occurred in 1990 when a group of telecommunications and computer companies formed a non-profit making organization called Advanced Networks and Services (ANS). This organization took over NSFNET and allowed commercial organizations to connect to the system. The commercial Internet grew from these networks.上述两篇都可供参考。一、TCP/IP协议簇简介TCP/IP（传输控制协议/网间协议）是一种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是 INTERNET的基础协议，也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中，可以形象地理解为有两个信封，TCP和IP就像是信封，要传递的信息被划分成若干段，每一段塞入一个TCP信封，并在该信封面上记录有分段号的信息，再将TCP信封塞入IP大信封，发送上网。在接受端，一个TCP软件包收集信封，抽出数据，按发送前的顺序还原，并加以校验，若发现差错，TCP将会要求重发。因此，TCP/IP在INTERNET中几乎可以无差错地传送数据。在任何一个物理网络中,各站点都有一个机器可识别的地址,该地址叫做物理地址.物理地址有两个特点:（1）物理地址的长度,格式等是物理网络技术的一部分,物理网络不同,物理地址也不同.（2）同一类型不同网络上的站点可能拥有相同的物理地址.以上两点决定了,不能用物理网络进行网间网通讯.在网络术语中，协议中，协议是为了在两台计算机之间交换数据而预先规定的标准。TCP/IP并不是一个而是许多协议，这就是为什么你经常听到它代表一个协议集的原因，而TCP和IP只是其中两个基本协议而已。你装在计算机-的TCP/IP软件提供了一个包括TCP、IP以及TCP/IP协议集中其它协议的工具平台。特别是它包括一些高层次的应用程序和FTP(文件传输协议)，它允许用户在命令行上进行网络文件传输。TCP/IP 是美国政府资助的高级研究计划署(ARPA)在二十世纪七十年代的一个研究成果，用来使全球的研究网络联在一起形成一个虚拟网络，也就是国际互联网。原始的Internet通过将已有的网络如ARPAnet转换到TCP/IP上来而形成，而这个Internet最终成为如今的国际互联网的骨干网。如今TCP/IP如此重要的原因，在于它允许独立的网格加入到Internet或组织在一起形成私有的内部网（Intranet）。构成内部网的每个网络通过一种-做路由器或IP路由器的设备在物理上联接在一起。路由器是一台用来从一个网络到另一个网络传输数据包的计算机。在一个使用TCP/IP的内部网中，信息通过使用一种独立的叫做IP包（IPpacket）或IP数据报(IP datagrams)的数据单元进--传输。TCP/IP软件使得每台联到网络上的计算机同其它计算机“看”起来一模一样，事实上它隐藏了路由器和基本的网络体系结构并使其各方面看起来都像一个大网。如同联入以太网时需要确认一个48位的以太网地址一样，联入一个内部网也需要确认一个32位的IP地址。我们将它用带点的十进制数表示，如128.10.2.3。给定一个远程计算机的IP地址，在某个内部网或Internet上的本地计算机就可以像处在同一个物理网络中的两台计算机那样向远程计算机发送数据。TCP/IP 提供了一个方案用来解决属于同一个内部网而分属不同物理网的两台计算机之间怎样交换数据的问题。这个方案包括许多部分，而TCP/IP协议集的每个成员则用来解决问题的某一部分。如TCP/IP协议集中最基本的协议-IP协议用来在内部网中交换数据并且执行一项重要的功能：路由选择－－选择数据报从A主机到B主机将要经过的路径以及利用合适的路由器完成不同网络之间的跨越（hop）。TCP 是一个更高层次的它允许运行在在不同主机上的应用程序相互交换数据流。TCP将数据流分成小段叫做TCP数据段（TCP segments），并利用IP协议进行传输。在大多数情况下，每个TCP数据段装在一个IP数据报中进行发送。但如需要的话，TCP将把数据段分成多个数据报，而IP数据报则与同一网络不同主机间传输位流和字节流的物理数据帧相容。由于IP并不能保证接收的数据报的顺序相一致，TCP会在收信端装配 TCP数据段并形成一个不间断的数据流。FTP和Telnet就是两个非常流行的依靠TCP的TCP/IP应用程序。另一个重要的TCP/IP协议集的成员是用户数据报协议(UDP)，它同TCP相似但比TCP原始许多。TCP是一个可靠的协议，因为它有错误检查和握手确认来保证数据完整的到达目的地。UDP是一个“不可靠”的协议，因为它不能保证数据报的接收顺序同发送顺序相同，甚至不能保证它们是否全部到达。如果有可靠性要求，则应用程序避免使用它。同许多TCP/IP工具同时提供的SNMP(简单网络管理协议)就是一个使用UDP协议的应用例子。其它TCP/IP协议在TCP/IP网络中工作在幕后，但同样也发挥着重要作用。例如地址转换协议(ARP)将IP地址转换为物理网络地址如以太网地址。而与其对应的反向地址转换协议(RARP)做相反的工作，即将物理网络地址转换为IP地址。网际控制报文协议(ICMP)则是一个支持性协议，它利用IP完成IP数据报在传输时的控制信息和错误信息的传输。例如，如果一个路由器不能向前发送一个IP数据报，它就会利用ICMP来告诉发送者这里出现了问题。这个不是原版翻译，不过相差不多。 -0-。你先要的是英文版啊~ 囧~ 要不你再发个帖，找人翻译下。
What is TCP/IP? TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) is the basic communication language or protocol of the Internet. It can also be used as a communications protocol in a private network (either an intranet or an extranet). When you are set up with direct access to the Internet, your computer is provided with a copy of the TCP/IP program just as every other computer that you may send messages to or get information from also has a copy of TCP/IP. TCP/IP is a two-layer program. The higher layer, Transmission Control Protocol, manages the assembling of a message or file into smaller packets that are transmitted over the Internet and received by a TCP layer that reassembles the packets into the original message. The lower layer, Internet Protocol, handles the address part of each packet so that it gets to the right destination. Each gateway computer on the network checks this address to see where to forward the message. Even though some packets from the same message are routed differently than others, they'll be reassembled at the destination.TCP/IP uses the client/server model of communication in which a computer user (a client) requests and is provided a service (such as sending a Web page) by another computer (a server) in the network. TCP/IP communication is primarily point-to-point, meaning each communication is from one point (or host computer) in the network to another point or host computer. TCP/IP and the higher-level applications that use it are collectively said to be "stateless" because each client request is considered a new request unrelated to any previous one (unlike ordinary phone conversations that require a dedicated connection for the call duration). Being stateless frees network paths so that everyone can use them continuously. (Note that the TCP layer itself is not stateless as far as any one message is concerned. Its connection remains in place until all packets in a message have been received.)Many Internet users are familiar with the even higher layer application protocols that use TCP/IP to get to the Internet. These include the World Wide Web's Hypertext Transfer Protocol (HTTP), the File Transfer Protocol (FTP), Telnet (Telnet) which lets you logon to remote computers, and the Simple Mail Transfer Protocol (SMTP). These and other protocols are often packaged together with TCP/IP as a "suite."Personal computer users with an analog phone modem connection to the Internet usually get to the Internet through the Serial Line Internet Protocol (SLIP) or the Point-to-Point Protocol (PPP). These protocols encapsulate the IP packets so that they can be sent over the dial-up phone connection to an access provider's modem. Protocols related to TCP/IP include the User Datagram Protocol (UDP), which is used instead of TCP for special purposes. Other protocols are used by network host computers for exchanging router information. These include the Internet Control Message Protocol (ICMP), the Interior Gateway Protocol (IGP), the Exterior Gateway Protocol (EGP), and the Border Gateway Protocol (BGP).

一种改善TCP 公平性的算法1 章淼，吴建平，徐恪(清华大学 计算机科学与技术系，北京 100084)收稿日期：2002-11-04基金项目：国家自然科学基金资助项目（69725003, 90104002, 60203025）作者简介：章淼（1976-），男（汉），浙江，博士研究生。E-mail: zm@csnet1.cs.tsinghua.edu.cn通讯联系人：徐恪，讲师。E-mail: xuke@csnet1.cs.tsinghua.edu.cn文 摘: 传输控制协议(TCP)是目前在Internet 上使用最广泛的传输协议。理论和试验表明TCP 连接在一些情况下是不公平的，这些情况包括多拥塞网关、不同的往返延迟和不同报文大小等。该文提出一种“显式公平控制”(EFC)算法来解决这个问题，其主要思想是通过在网关和端系统都增加机制来单独进行公平控制。在TCP 的报文头中增加一个“速率标签”来携带目前的发送速率，网关可以使用报文头中的这个信息对报文区别对待。试验结果表明EFC算法可以有效的改善TCP 连接的公平性。该文还讨论了如何在Internet 中逐步使用EFC 算法。关键词：传输控制协议(TCP)；公平性；拥塞控制中图分类号: TP393传输控制协议(TCP)是目前Internet 中主要使用的传输协议。TCP 的一些设计特性使得TCP 连接在一些环境中无法达到公平。TCP 中使用的AIMD算法[1]在反馈延迟不同的情况下无法达到一个公平的平衡点。TCP 使用的“二值反馈”机制在多拥塞网关的环境下也可以导致不公平的出现。研究表明，一个经过多个拥塞网关的连接只能得到非常低的吞吐量[2]。Floyd 提出“Constant-Rate”(CR)窗口增加算法[2]来改善TCP 连接在不同往返延迟(RTT)环境下的公平性。每个连接增大窗口的量为a ´RTT ，其中a 是一个常数。New-ECN[3]在改善公平性方面也使用了类似的思路。CR 和New-ECN 算法都只修改端系统，这使得它们很容易在实际网络中使用，但都无法解决多拥塞网关环境中的不公平问题。Fair queue[4]和FRED[5]通过在网关中增加机制来改善公平性。它们不需要改变端系统的算法，但在实现上需要使用“单流信息”，在算法的扩展性上存在问题。本文提出一个“显式公平控制”算法(EFC:Explicit Fairness Control)来改善TCP 的公平性。其主要思想是：通过在端系统和网关中都增加机制来单独进行公平控制。在TCP 报文头中增加一个“速率标签”(Rate-Tag)来表明TCP 连接当前的发送速率；网关根据发送速率的不同对报文进行区别对待。在算法的设计中，尽量对当前的体系结构只做简单的修改，从而使EFC 算法可以在Internet 中逐步推广使用。1 背景图1 显示了一个多拥塞网关的典型拓扑结构，其中拥塞的网关为1a, 2a, ⋯, na。假设pi 是在网关ia 处的报文丢失概率，那么连接0 的丢失概率为：Õ== - -nii P p10 1 (1 ) .如果假设p p p p n = = ...= = 1 2 ，而且p 的值很小，那么：P =1- (1- p) n » np 0 . (1)由于连接0 和其它连接相比经历更多的报文丢失，在其它条件相同的情况下它的性能要比其它连接更差。在实际网络中，一个经过多拥塞网关的连接很有可能经历更大的传播延迟(propagationdelay)和排队延迟(queuing delay)，这样它的性能会进一步降低。在TCP 建模方面的研究为更加准确的评价不同往返延迟和多拥塞网关对TCP 公平性的影响提供了条件。TCP 的一个速率公式为[6]：S 1a 1b 2a 2b na nb 0S1 S2 Sn01 2 nD1 D2 DnD0图1 网络拓扑12) (1 32 )83(332 p p 2ptpRsTRTO + += , (2)其中：T 是TCP 的发送速率，s 是报文大小，R 是往返延迟，p 是稳定状态下的丢失概率，tRTO 是TCP重传时钟的值。式(2)给出了发送速率的上限。当p很小时，式(2)可以简化为：32 pRsT = . (3)如果2 个连接具有同样的报文大小和丢失概率，但有不同的往返延迟R0 和R1，它们的吞吐量关系为：0110RRTT= . (4)对于多拥塞网关，如果使用式(1)，并且不考虑往返延迟的差别，图1 中连接1 和连接0 吞吐量的比值为n 。式(3)还揭示了报文大小对于TCP 公平性的影响。对于两个往返延迟和报文丢失率相同的连接，如果它们的报文大小不同，它们的吞吐量之间也是不公平的，并且有以下关系：1010ssTT= , (5)其中s0 和s1 分别是两个连接的报文大小。2 EFC 算法的设计EFC 算法有两个主要设计特点。第一，在网关中使用了单独的公平控制机制。由网关计算所有通过网关连接的“公平份额”。如果一个连接的发送速率超过“公平份额”，就使用某种拥塞控制机制(如Adaptive RED[7])对这个连接的报文进行处理；如果发送速率低于“公平份额”，这个连接的报文将不受任何影响的转发。第二，网关通过报文中携带的“速率标签”来获得每个连接的发送速率。通过在报文中携带速率信息，可以避免在网关中保存“单流信息”，从而使算法具有很好的可扩展性。2.1 端系统的机制为实现EFC 算法，只需要在TCP 的发送端进行简单的修改，在TCP 的接收端不需要任何修改。在TCP 的发送端，当发送一个报文时，在报文头中携带一个“速率标签”来表示连接当前的发送速率。在拥塞避免阶段，TCP 连接的速率由拥塞窗口的大小(Wcwnd)和往返延迟大小(R)来决定。Rate-Tag的值为：V = Wcwnd / R.在Rate-Tag 的计算中，有两点需要注意。首先，拥塞窗口大小可以报文或者以字节为单位。如果以字节为单位，报文大小不同的TCP 连接之间的公平性也可以得到改善。其次，EFC 算法的性能依赖于RTT 测量的准确性。目前TCP 的实现中，RTT 的测量精度大约为100ms，这个测量精度还比较粗糙。提高RTT 测量的精度会增加系统的处理开销，在实现中需要在处理开销和公平性的要求之间进行权衡。在使用EFC 算法时，应该使用“显式拥塞通知”(ECN)[8]作为拥塞的反馈信号。如果把报文丢失作为反馈信号，丢失报文中的速率信息将不能到达下游的网关，从而影响下游网关“公平份额”计算的准确性。2.2 网关的机制图2 显示了网关处的EFC 算法。当一个报文到达时，网关从报文头的Rate-Tag 中获得连接的发送速率，然后使用EWMA(Exponential WeightedMoving Average)方法计算得到发送速率的平均值。同时，网关使用Adaptive RED 计算得到报文的标记概率Prob。如果报文中携带的发送速率大于计算得到的平均速率，就以概率Prob 标记报文；否则，收到的报文将不受影响的转发。在我们的实现中，wr 被设定为和wq 相同的值（wq 是Adaptive RED 中计算平均队列长度使用的权重）。EFC 算法只用于改善公平性，它必须和其它以效率为目标的网关机制共同工作。目前EFC 算法已应用于一种“主动队列管理算法”(AQM:Active Queue Management)－Adaptive RED 中。EFC 算法也可以和其它AQM 算法一起工作。for each packet arrivalcalculate average rate avg_rate:avg_rate = avg_rate * (1 – wr) + rate * wrif (rate > avg_rate)with probability Prob:mark the arriving packetelse // rate £ avg_rateno actionSaved Variables:avg_rate: average sending rate of all TCP connectionsFixed Parameters:wr: weight used in calculating avg_rateOther:rate: sending rate in the Rate-TagProb: marking probability calculated by Adaptive RED图2 网关处的EFC 算法33 模拟验证使用ns-2 模拟验证EFC 算法的性能。修改了TCP Reno 的代码，使TCP 的报头中包含Rate-Tag。试验比较了使用EFC算法和不使用EFC算法的结果。使用Fairness Index [1]衡量试验达到的公平性。Fairness Index 的定义为( )( )( ) 22åå =iin xxF x .3.1 试验1使用图1 的拓扑结构验证EFC 算法在多拥塞网关环境下的性能。每个链路的带宽为16Mb/s，报文大小为1kB。在拥塞网关处使用了AdaptiveRED 算法，并按文[7]推荐的值来设定参数。使用了10 个拥塞网关。从Si到Di (i = 0, 1, …, 10)各建立20 个TCP 连接。这些连接在0s 时启动，在200s时关闭。为了减少RTT 不同对试验结果的影响，将从Si 到Di 的延迟都设为63ms。统计S0 到D0 的吞吐量(T0)和从S1 到D1 的吞吐量(T1)，并计算在网关1a 的Fairness Index 值(F)。表1 总结了试验1 的结果。在不使用EFC 算法时，T0 不到T1 的1/6。从式(1)得到，对n 个拥塞网关来说吞吐量的比例大约是n 。从S0 到D0 所经历的更长的排队延迟使这个比例变的更大。在使用EFC算法后，TCP 连接的公平性得到明显改善，FairnessIndex 的值从0.648 增长到0.948。3.2 试验2试验2 用于验证EFC算法在不同RTT 情况下的性能。试验的拓扑结构如图3 所示，链路的带宽为16Mb/s。在网关R1 处使用了Adaptive RED，其参数设置和试验1 相同。从Si到Di (i = 0, 1)各建立20 个TCP 连接。从S0到D0 的延迟设定为50ms，从S1 到D1 的延迟设定为150ms。试验2 的结果总结在表2 中。在不使用EFC算法时，试验结果和式(4)的结论很一致，吞吐量和RTT 的值成反比。使用EFC 算法后，TCP 连接的公平性得到改善，Fairness Index 的值从0.825 增长到0.960。3.3 试验3试验3 用于验证EFC 算法在不同报文大小情况下的性能。使用图3 所示的拓扑，从Si 到Di 的延迟设为50ms。从Si 到Di (i = 0, 1)各建立20 个TCP 连接。从S0 到D0 的连接其报文大小设定为0.5kB，从S1 到D1 的连接其报文大小设定为1.5kB。表3 反映了试验3 的结果，其中吞吐量以字节为单位统计。在不使用EFC 算法时，吞吐量和报文的大小成正比。在使用EFC 算法后，TCP 的公平性得到改善，Fairness Index 的值从0.803 增长到0.986。4 EFC 算法的过渡机制由于EFC 算法对目前的网络体系结构没有进行重大的修改，它可以逐步在网络中推广使用。我们可以将EFC 的基本算法进行扩展，用于处理包含Rate-Tag 报文和不包含Rate-Tag 报文的混合流量。这个扩展算法如图4 所示。包含Rate-Tag 的报文使用EFC 算法处理，在计算平均速率只针对包含Rate-Tag 的报文进行。对于不包含Rate-Tag的报文按照概率Prob´ k 标记，k 的取值在0 和1之间。通过引入k 来改善包含Rate-Tag 的连接和不包含Rate-Tag 的连接之间的公平性。如果不包含Rate-Tag 的连接也按照概率Prob 标记，那么从总体上，它们的标记概率将大于包含Rate-Tag 的连接。但是，k 的取值是一个问题。图5 显示了在稳定状态下TCP 拥塞窗口的变化。TCP 的拥塞窗口R1 R2S0S1D0D1图3 网络拓扑2表1 试验1分类 T0/pkt T1/pkt F不使用EFC 51492 339217 0.648使用EFC 146854 237111 0.948表2 试验2分类 T0/pkt T1/pkt F不使用EFC 289411 107093 0.825使用EFC 237111 146854 0.960表3 试验3分类 T0/MB T1/MB F不使用EFC 100.655 298.684 0.802使用EFC 176.094 223.776 0.986for each packet arrivalif packet has Rate-Tagprocess the packet with Rate-Tag algorithmelse // no Rate-Tagwith probability Prob´ k:mark the arriving packetFixed Parameters:k: coefficient for adjusting marking probability; 0< k <1Other:Prob: marking probability calculated by Adaptive RED图4 EFC 算法的过渡机制4在W 和W/2 之间振荡，平均的窗口大小是43W。假设T 是窗口变化的周期，在一个周期内，拥塞窗口大于43W 时发送的报文个数为：W W T WTN = ´ ´ + = ´167)43(2 211在一个周期内发送的总报文个数为：W T WWN = ´T ´ + = ´43)2(21假设网关的报文标记概率为p ，那么对于使用Rate-Tag 的连接，总的报文标记概率为：p p pNNp 0.6127'= 1 = »从上面的分析可以得到，k 的取值约为0.6。然而，试验结果显示，k 的取值应该更大。下面，通过试验进一步确定k 的取值。再次使用图3 所示的拓扑结构。从S0 到D0，创建20 个包含Rate-Tag 的TCP 连接。从S1 到D1，创建20 个不包含Rate-Tag 的TCP 连接。在网关R1 处使用图4 中的算法，对k = 0.6, 0.7, …, 1.0 的情况分别进行了试验，试验结果如表4 所示。k 的取值在0.7 和0.9 之间时，公平性的指标较好。进一步考虑，包含Rate-Tag 的连接最好可以获得更多的带宽，这样将鼓励用户使用EFC 算法。目前我们选择k = 0.8。5 总结本文在拥塞控制算法的公平性方面进行了研究，提出一种算法EFC来改善TCP 连接的公平性。EFC 算法通过在端系统和网关中增加机制来单独进行公平性的控制。EFC 算法在TCP 报文头中增加“速率标签”，网关可以根据这个信息使连接速率收敛到“公平份额”。试验结果表明，EFC 算法在多拥塞网关、不同RTT 和不同报文大小的情况下都可以改善TCP 连接的公平性。本文还讨论了如何在Internet 中逐步推广使用EFC 算法，并提出一种过渡机制来处理包含Rate-Tag 和不包含Rate-Tag 报文的混合流量。参 考 文 献 (References)[1] Chiu D, Jain R. 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Adaptive RED: AnAlgorithm for Increasing the Robustness of RED’sActive Queue Management[EB/OL].http://www.icir.org/floyd/papers/adaptiveRed.pdf,August 2001.[8] Floyd S. TCP and explicit congestion notification[J].ACM Computer Communication Review, 1994, 24(5):10-23.表4k T0/pkt T1/pkt F0.6 143979 256233 0.9270650.7 169983 230260 0.9778220.8 202740 197397 0.9998220.9 225859 174225 0.9836171.0 256529 143477 0.926031拥塞窗口大小WW/2时间 图5 稳定状态下TCP 拥塞窗口的变化

这个有好多 可以做通信协议设计之类的，这类需要设计一个通信协议还有是使用TCP做数据传输的使用TCP做端口扫描的等待 如果需要 我可以帮忙哦

TCP/ip 的内容很多,你不知道 要写什么内容 规律什么的,有没有格式内容分析