第2期 左朝树，等：机会网络中一种提高TCP性能的跨层改进算法 ·153· (email)和网络服务(web)等.目前，尽管有较多文 列号将中间节点缓存中那些已经到达了目的节点的 献研究了移动自组织网络(MANET:Mobile Ad hoc 数据包删除.即将收到的ACK包的序列号与缓存中 NETworks)和传感器网络中TCP的性能并提出了改 的数据包的序列号比较，将缓存中序号比收到的ACK 进方法215]，但这些改进主要是针对无线网络的信 序号小的TCP包（表明这些TCP数据包已经到达了 道误码率高、节点的缓存及能量有限等方面提出的， 目的节点)在delivered列表中对应比特位置1 而机会网络中传输层的研究相对较少6181，尤其是 delivered列表被封装在请求(QUERY)分组和 针对TCP性能的研究. 更新(UPDATE)分组中来传播，节点收到delivered 在文献[19]中，作者研究了机会网络中TCP与 列表后删除缓存中已交付的数据包并更新自己的 传染路由结合时的性能.文献指出，在机会网络中，当 delivered列表，在计算自己需要的数据iwant时参考 节点移动速度比较大时，传染路由比DSR路由更有 delivered列表，不再请求已交付数据包.随着deliv- 效，能与TCP更好结合.但是，在TCP连接开始阶段， ered列表在全网的传播，网络中已交付的数据包将 由于节点的移动性，会导致网络错误地进入拥塞避免 不再继续被复制传播而且逐渐被删除， 阶段而使得拥塞窗口增长过慢，减低数据发送速度； 1.1.2修复拥塞窗口 同时，在机会网络中使用传染路由也会因为其产生的 在连接建立的初始阶段，由于节点的移动性导 重复的数据包而降低TCP的性能.针对上述问题，提 致发送的数据长时间不能到达目的节点，网络会出 出了一种基于传染路由和TCP/Reno协议的跨层改 现超时.此时，慢开始门限值ssthresh被更新后的值 进算法一ACK-EPI,并对该改进算法进行了仿真， 为2.当数据发送端在首次收到ACK确认后，cwmd 结果表明，该改进算法可以有效地提高网络性能. 的值会增长为2，而当cwnd>ssthresh时就会停止使 1跨层改进算法：ACK-EPI 用慢开始算法而改用拥塞避免算法，这会使得拥塞 窗口cwnd的值增长过于缓慢（如表1），从而降低了 利用TCP协议中的ACK来设计数据包的到达 数据发送速率，导致网络吞吐量偏低 通告.当一个数据包到达目的节点以后，存储在网络 表1cwnd的变化 中其他节点中的该数据包的复本还会在网络中继续 Table 1 Changes of cwnd 存在并扩散，对于网络资源稀缺的机会网络来说是 发送 窗口 cwnd ssthresh网络拥塞 一种浪费.同时，由于节点的移动性，在TCP连接建 收到 数据 时间/s 的数 值 值特殊控制 立的初始时刻经常会出现数据发送超时，导致网络 确认 (TCP 据包 (MSS)(MSS)状态算法 错误地进人拥塞避免阶段而使得拥塞窗口增长过于 序列号) 缓慢，使得网络性能偏低.本文首先在Epidemic的 慢 82.557 tep0 0 1 ssthresh× 开始 基础上利用TCP接收端发送的ACK,为其加入到达 通告机制来解决已交付的复本浪费资源的问题，然 88.557 tep 2 超时 开始 后将初始时刻错误的拥塞避免过程修复为慢开始过 慢 程以解决拥塞窗口增长缓慢的问题，这样同时也提 100.557 tep0 0 1 超时 开始 高了协议的工作性能.在下文中，将加入了到达通告 tepl 拥塞 和修复了拥塞窗口的跨层改进算法称为ACK-EPI. 113.450ack0 1.2 tep2 避免 1.1ACK-EPI基本思想 拥塞 113.687ack1 2.3 2 1.1.1ACK到达通告 避免 在ACK-EPI协议中，为了尽量减少路由开销， 拥塞 每一个无线节点除了保存Epidemic分组的复本和 113.704ack2 3,4 避免 SV数组[o外，还保存一个delivered列表，该列表以 tcp5 113.921ack3 4,5,6 3 拥塞 比特数组的方式存储，其比特值1或0分别表示此 tepo 避免 数据是否已经成功到达目的节点， 113.966ack4tcp7 5,6,7 3 拥塞 有2种情况表明数据包已经成功交付，并分别 避免 处理： 拥塞 114.158ack5tcp8 6,7,8 1)目的节点：目的节点收到数据包后将数据包 避免 在delivered列表中对应比特位置l; tep9 拥塞 114.176ack6 7,8,9,10 4 2 2)中间节点：利用TCP接收端发送的ACK的序 tep10 避免