效术用
XicP协议和 SPC拥塞控制算法
林海
(公安部消防局北京100054)
算法分析
摘要：本文描速了基于UDP的抗高随机丢包率传输协议-
XicP协议,及其设计与实现。讨论了XicP协议的拥塞控制策略，重点研究了
两方面内容：(1)基于SPC的拥塞控制算法;(2)基于丢包序列的重传算法。XicP协议是面向链接的协议,结合了窗口流量控制算法和改善的AIMD 速率控制算法，支持高随机丢包率广城网的快速数据传输，极大地提高了数据吞吐量。
关键词:XicP协议统计过程控制拥塞控制丢包率重传
中图分类号：TP301
文献标识码:A
文章编号：1007-9416(2014)05-0141-06
Abstract:In this paper, we described the principle of data transfer protocolbased on UDP, namely XicP,withanti high random packet loss rate. Wemainly studied the two aspects of XicP protocol: (1) Congestion control algorithm based on SPC; (2) Retransmission algorithm based on loss packet sequence.XicP protocol is connectionoriented which combines Window Flow Control Algorithm and Improved AIMD Speed Control Algorithm, and cantransfer data rapidly on the Wide AreaNet with high packet loss ate.
Key Words:XicP SPC Congestion control Loss packet rate Retransmission
1引言
传输控制协议(TCP)已经在目前网络中获得了巨大成功，然而 TCP本身存在固有缺陷，针对网络丢包(即数据包丢失由网络不可靠性引起，并非拥塞所致)问题，TCP的AIMD(AdditiveIncrease MultiplicativeDecrease)算法将丢包视为网络拥塞并将拥塞窗口减半，使其无法在存有丢包率的网络环境中高效利用带宽，致使吞吐量极为低下。TCP协议的这种缺陷在网络中日益凸显，本文从协议的应用层面着手，基于UDP来扩展抗丢包率传输层协议。这类基于UDP的传输协议具有轻便，易安装、调试时间少、测试周期短等优点。
本文主要介绍一种基于UDP的数据传输协议一其拥塞控制。
2XicP协议简介
XicP协议，及
XicP是一种基于UDP的网际网络数据传输协议。XicP引人了新的拥塞控制和重传算法能够在高丢包率的广城网中保持激进的传输速率，以高效利用带宽来达到快速数据传输，摄高数据吞吐量。 XicP是完全在UDP基础上实现的面向双向应用层协议，它支持可靠和不可靠传输并能够应用到其他领城，例如P2P网络技术、多媒体数
据传输、防火墙穿透等。 3XicP协议设计原理
XicP协议可支持虚拟套接字流，即在一个真实的物理通道上
(例如UDP套接字)模拟多个虚拟通道(虚报拟套接字流)。因此可以实现拥塞控制算法和流量控制算法分离：拥塞控制算法放置在真实物理通道上实现，描述当前真实物理通道的网络状态，流量控制放置在虚拟套接字流上实现，根据该虚拟套接字流的对端接收缓冲大小进行流量控制。同时将丢包重传算法也置于虚拟套接字流上，可以根据当前虚拟套接字是否设置为可靠而决定是否启动丢包重传算法，进而实现可靠和不可靠数据传输。
如图1所示，虚拟通道入，全部共用一个物理通道α，随着数据的传输虚拟通道入，的状态不断发生变化，如果对每个虚拟通道入，引人拥塞控制，由于各虚拟通道入，对带宽资源的同时争夺将或退避释放，导致虚拟通道>,带宽分配不均、物理通道α出现严重拥塞或其带宽利用率低下等。通过引人上述设计理念，将拥塞算法和重传算法分离开来，避免了在每个虚拟通道入，都引人拥塞控制算法的同时，
还充分利用了真实物理通道的带宽，提高了吞吐量。 4网络α稳定点理论
网络α稳定点理论：网络中不存在最大发送速率，其上限T..*由丢包率容忍P.控制，通过统计当前P丢包率来实时对当前发送速率T进行反馈调节，并使得当前发送速率和丢包率(T,P)在点(Tmar.Pmax)周图波动，(Tm.Pmx）点即定义为网络α稳定点。网络 α稳定点是自行定义判断是否出现拥塞的临界点。
如图2所示丢包率一传输率和位置-时间图像确切地描述了网
表12分布的选定的百分值
p=1%
v=l v=2 v=3
万方数据
0.00016 0.02010 0.11480
V的范围 99%~100% 95%~99% 90%~95%
p=5% 0.00393 0.10260 0.35180
p=25% 0.10150 0.57540 1.21300
p=50% 0.45490 1.38600 2.36600
表2结果区间偏离图表
指示拒绝可疑几乎可疑
p=75% 1.32300 2.77300 4.10800
p=95% 3.84100 5.99100 7.81500
确信度conf
4 2 1
p=99% 6.63500 9.21000 11.340
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