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无线网络的传输协议,张宝贤：无线网络技术课程2006年12月1日 电子邮件：,http:/www.crhc.uiuc.edu/nhv,内容提纲,无线网络和TCP/IP概述 TCP协议回顾 针对传输高误码率的TCP性能改进 其它 （由于时间的关系，不详细介绍） 针对移动性的TCP改进方案 MANET上的TCP改进方案,无线网络的特性和TCP的改进方案,无线网络和TCP/IP,TCP协议回顾,提纲,确认机制（1）,注意：这里的确认包序号是正确接收报文的序号，表示目前已正确接收该序号及之前的 报文，不表示实际ACK中的信息。实际协议中ACK携带的是下个期望的报文序号（字节）。,时间,发端,收端,确认机制（2）,时间,发端,收端,确认机制（3）,确认机制（4）,滑动窗口流量控制机制（1）,滑动窗口流量控制机制（2）,此时前向路径装满了数据分组,滑动窗口流量控制机制（3）,报文丢失检测与恢复机制,RTO的计算,RTO指数退避,快速重传,拥塞避免与控制机制,慢启动 拥塞避免 快速重传和快速恢复 选择确认（SACK）,慢启动,拥塞避免,慢启动和拥塞避免,拥塞控制,超时情况下的拥塞控制机制,发生多个连续重复确认时的拥塞控制,快速恢复,针对传输高误码率的TCP性能改进,随机误码可能引发快速重传（1）,随机误码可能引发快速重传（2）,随机误码可能引发快速重传（3）,随机误码可能引发快速重传（4）,随机误码可能引发快速重传（5）,随机误码可能引发快速重传（6）,拥塞控制处理出错的合理情况,突发误码可能引发超时,TCP存在的问题,不能区分误码和拥塞产生的报文丢失 丢包导致窗口减小 窗口减小导致吞吐率下降 误码导致的吞吐率下降，不恰当的降低了性能,针对高误码率的改进方案分类,理想情况,针对误码的改进方案举例,- 链路层机制 - 分割连接机制,链路层机制前向纠错,前向纠错（FEC）能用来纠正小部分的错误 可纠正的错误被屏蔽，TCP不会觉察 使用FEC会在没有错误发生时也有开销 自适应FEC能动态调整FEC编码，减小开销,链路层重传,Fixed Host,Base Station,Mobile Terminal,链路层机制链路层重传,当检测到错误时，在链路层重传数据帧 重传开销只在错误发生时才有,链路层机制,一般来说 使用FEC纠正小错误 当超出FEC纠错能力时，使用重传机制 权衡：误码率、FEC开销、重传开销、时间、帧的大小,路层重传的思考,链路层重传延迟（由链路层链路延迟和重传次数、包差错率决定），和RTO的关系 链路层重传需要多长时间？ 和TCP RTT比较（很小、相当） 链路层计时器和TCP计时器的合作 如果链路层延迟较大，则会影响RTT以及RTO的估计，从而影响TCP的吞吐量,链路层改进方案总结,（无线收发端需要增加 FEC编解码模块）,分割连接机制,分割连接机制示意图,Indirect-TCP (I-TCP) Bakre95,Bakre97,FH - BS : 标准TCP连接 BS - MH : 标准TCP连接,Selective Repeat Protocol (SRP) Yavatkar94,Asymmetric transport protocol Haas97icc,有线部分使用开销较大的协议，无线部分使用开销较小的协议 在无线链路上使用更小的协议头格式（协议头压缩） 无线链路上使用简单的流量控制 MH只做差错检测，BS做差错检测和纠正 无线链路上无拥塞控制机制,分割连接方案的特点,分割连接的优点,分割连接的缺点（1）,分割连接的缺点（2）,分割连接的缺点（3）,分割连接的缺点（4）,TCP相关的链路层机制,介绍前者,Snoop,Snoop,Snoop（1）,在BS缓存的packets,Snoop（2）,Snoop（3）,Snoop（4）,Snoop（5）,Snoop（6）,Snoop（7）,Snoop（8）,Snoop（9）,Snoop Balakrishnan95acm,差错率降低的方向,Snoop协议何时有效？,Snoop的特点,对发送端屏蔽传输错误 但需要修改BS功能,Snoop的优点,能获得较高的吞吐率 无线链路上的局部恢复 不仅屏蔽错误，发生乱序传输也不会触发发送端的快速恢复 保持了TCP端到端的语义 BS只要求保证软状态（soft state） 不能保证状态时，只是性能降低，不会影响正确性,Snoop的缺点,BS的链路层和TCP相关 如果TCP协议头被加密(IPSec)，将不可用 如果TCP的数据和确认经过不同的路径，Snoop也不可用 即：data packets和ACK走的路不同,
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