Эффективная доставка данных в беспроводных оверлейных сетях

• Автор: Гуртов, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Хельсинки
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Оглавление

Перечень сокращений

Введение

1. Доставка данных в беспроводных сетях

1.1. Транспортные протоколы

1.1.1. Надежная доставка данных

1.1.2. Доставка данных реального времени.

1.2. Беспроводные оверлейные сети

1.2.1. Управление передачей на уровне радиолинии.

1.2.2. Буферизация.

1.2.3. Краткий обзор технологий линий связи

1.2.4. Механизмы вертикальной эстафетной передачи
1.3. Проблема неэффективной доставки данных
1.3.1. Доставка дубликатов данных
1.3.2. Доставка устаревших данных
1.3.3. Недоиспользование доступной пропускной способности
1.3.4. Доставка данных из прерванных соединений
1.4. Обзор литературы.
1.4.1. Производительность транспортных протоколов на радиолиниях
1.4.2. Радиолинии, адаптивные к соединениям
1.4.3. Эффект вертикальных эстафетных передач
1.5. Методика экспериментов.
1.5.1. Вертикальные эстафетные передачи
1.5.2. Имитационные модели.
Выводы к главе.
2. Гарантированная доставка данных
2.1. Проблема ранних таймаутов.
2.1.1. Определение раннего таймаута.
2.1.2. Алгоритм i для обнаружения ранних таймаутов . .
2.2. Реакция отправителя ТОР на ранние таймауты
2.2.1. Эффективное восстановление потерь пакетов.
2.2.2. Восстановление состояния контроля перегрузки
2.2.3. Адаптация таймера повторной передами
2.3. Оценка производительности предложенных решений
2.3.1. Результаты
2.3.2. Применимость полученных результатов.
2.4. Эмпирические методы элиминации двусмысленности подтверждений для
2.4.1. Проблема двусмысленности подтверждений
2.4.2. Эмпирические методы.
2.4.3. Возможные исключения
2.4.4. Оценка производительности.
Выводы к главе.
3. Доставка данных в реальном времени
3.1. Архитектура системы доставки данных реального времени . .
3.1.1. Основные свойства сетевой архитектуры
3.1.2. Опция I для межуровневой связи.
3.1.3. Доставка данных реального времени.
3.2. Обоснование подхода
3.2.1. Опция 1Р для межуровневой связи на адаптивной к соединениям линии связи
3.2.2. Конкурирующее восстановление при ошибках .
3.2.3. Предоставление контроля приложениям.
3.3. Отброс устаревших пакетов
3.3.1. Предотвращение доставки устаревших пакетов
3.3.2. Предотвращение двойной доставки пакетов
3.3.3. Взаимодействие метода с управлением перегрузкой
в конечных точках.
3.4. Оценка производительности.
3.4.1. Односкоростные соединения
3.4.2. Соединения .
3.4.3. Соединения и
Выводы к главе
4. Эффект вертикальных эстафетных передач
4.1. Экспериментальные измерения производительности вертикальных эстафетных передач.
4.1.1. Измерение производительности соединения
4.1.2. Измерение производительности соединения . . . .
4.1.3. Измерение соединения с параллельным соединением .
4.2. Имитационное моделирование идеальных вертикальных эстафетных передач .
4.2.1. Моделирование соединения
4.2.2. Моделирование соединения .
4.2.3. Моделирование соединения с параллельным соединением.
4.3. Влияние параметров на агрессивность и отзывчивость .
4.4. Изменение произведения задержкаскорость при эстафетной передаче
4.5. Явное уведомление об эстафетной передаче.
4.6. Устранение доставки прерванных данных
Выводы к главе.
Заключение
Литература


Имитационное моделирование идеальных вертикальных эстафетных передач . Моделирование соединения TFRC. Моделирование соединения TFRC с параллельным TCP соединением. Влияние параметров TFRC на агрессивность и отзывчивость . Явное уведомление об эстафетной передаче. Выводы к главе. А.1. А.2. Предотвращение переуиорядочивания пакетов. Беспроводный доступ к данным для мобильных пользователей является одной из важнейших технологий, определяющих будущее Internet [] в настоящее время. Широкому использованию беспроводных сетей для передачи данных препятствуют низкое качество обслуживания и частые помехи па радиолиниях. Несмотря на развитие беспроводной технологии, радиолинии по-прежнему медленны по сравнению с проводными сетями. Задержка на сотовых и спутниковых линиях связи высока и ее трудно снизить. Заряд батареи беспроводного устройства остается одним из главных ограничений. Несмотря на эти сложности, радиолинии представляются перспективным для обеспечения неограниченного доступа к данным для мобильных пользователей. Отметим, что операторы телесвязи уже вложили значительные средства в лицензии радиоспектра для третьего поколения сотовых сетей. Для успешного использования мультимедийных приложений в беспроводных сетях важно обеспечить эффективную работу протоколов семейства TCP/IP. В то время, как беспроводные технологии становятся все более неоднородными, переход от протоколов телесвязи к семейству протоколов TCP/IP представляется неизбежным. Существует явная выгода использования одного семейства протоколов для проводных сетей и радиолиний [], что обеспечивает взаимодействие между мобильными пользователями и остальной частью Internet. Существующие и разрабатываемые новые транспортные протоколы должны обеспечивать приемлемую для приложений производительность по беспроводным и проводным линиям связи. С другой стороны, требуется, чтобы использование радиолиний не сказывалось негативно на производительности транспортных протоколов в проводных сетях. Беспроводные сети часто формируют оверлейную структуру, когда быстродействующие сети пространственно располагаются внутри более медленных сетей с более широким охватом. Глобальные беспроводные сети обеспечивают низкую скорость связи в географически большой области. Локальные беспроводные сети обеспечивают быстродействующую связь с ограниченным географическим охватом. Система пользователя часто подвергается воздействию помех в обслуживании при выполнении как горизонтальной эстафетной передачи между ячейками одной и той же беспроводной сети, так и вертикальной эстафетной передачи между различными оверлейными сетями. Концепция оверлейных сетей была представлена в проекте BARWAN в г. Там же было замечено, что ни одна из существующих технологий доступа к данным не является универсальной дня возможных на практике вариантов использования беспроводных сетей. Всегда необходим компромисс между пропускной способностью, задержкой, потреблением заряда батареи, стоимостью и охватом. Пользователь с мультирежимным терминалом может выполнять эстафетную передачу к оверлею, который обеспечивает наилучшую производительность в данное время и в данной точке. Транспортные протоколы в Internet выполняются над уровнем IP. Основная задача для них состоит в обеспечении гарантированной доставки данных приложения, не допуская перегрузки сети. В диссертационной работе объект исследования определяется двумя проблемами работы транспортных протоколов в беспроводных сетях: 1) восстановление потерь данных и 2) контроль перегрузки сети. Восстановление потерь обеспечивает доставку данных при наличии потерь пакетов из-за перегрузки или искажений. Контроль перегрузки в конечных точках транспортного соединения является критичным элементом стабильности Internet. В этой сети восстановление потерь и контроль перегрузки связаны — потеря пакета служит признаком перегрузки. Тем самым, решение поставленных проблем представляет актуальную задачу. Обеспечение эффективной доставки данных затрагивает также уровни приложений, сетевой и линии связи.