Detecting TCP Packet Reordering in the Data Plane
网络管理员希望检测TCP级别的数据包重新排序，以诊断性能问题和攻击。然而，重新排序的代价很高，因为每个数据包都必须相对于同一流中其前身的TCP序列号进行处理。由于流量的原因，检测应该在数据包飞过时在数据平面中进行。然而，对存储器大小和每个数据包的存储器访问次数的限制使得不可能设计一个有效的算法来精确定位具有重数据包重排序的流。在实践中，由于拥塞或拥塞的链路，分组重新排序通常是网络路径的属性。通过相同路径的流在它们的乱序中是相关的，并且在IP前缀级别聚合乱序统计信息提供有用的诊断信息。在本文中，我们提出了有效的算法识别IP前缀与重数据包重排序内存限制下。首先，我们对尽可能多的流进行采样，无论其大小如何，但每次只在很短的时间内进行。接下来，除了流量采样之外，我们还单独监测长时间的大流量。在这两种算法中，我们在流级别进行测量，并在前缀级别聚合统计信息和分配内存。我们的模拟实验，使用从校园网和骨干网的数据包跟踪，我们的P4原型表明，我们的算法正确地识别$80\%$的前缀与沉重的数据包重排序使用适度的内存资源。
2023-02-19 cs.NI
TCP Congestion Control Scheme for Wireless Networks based on TCP Reserved Field and SNR Ratio
TCP是目前最流行、应用最广泛的网络传输协议。事实上，互联网上大约90%的连接使用TCP进行通信。经过几次升级和改进，TCP变得非常适合非常可靠的有线网络。因此，TCP认为有线网络中的所有数据包超时都是由于网络拥塞而不是位错误。然而，随着网络变得越来越异构，提供有线以及无线拓扑，TCP遭受性能下降，在易出错的无线链路，因为它没有机制来区分错误损失从拥塞损失。因此，它认为所有的数据包丢失是由于拥塞，从而减少了数据包的突发，同时减少了网络吞吐量。本文提出了一种新的TCP拥塞控制方案，适用于无线和有线网络，并能够区分拥塞损失的错误损失。所提出的方案基于使用TCP报头的保留字段来指示所建立的连接是通过有线链路还是无线链路。此外，该方案利用信噪比来检测链路的可靠性，并决定是否减少分组突发或转发超时分组。进行的实验表明，该计划被证明是正确的超时的情况下，由于错误，而不是拥塞。未来的工作可以改进所提出的方案，使它可以利用CRC和HEC错误，以便更好地确定在无线网络中的传输超时的原因。
2012-07-04 cs.NI
Sorting Reordered Packets with Interrupt Coalescing
TCP在具有严重的数据包重排的网络中表现不佳。在TCP层中处理重新排序的数据包是昂贵且低效的，涉及发送方和接收方的交互。出于中断合并机制，提供数据包向上的协议处理的块，我们提出了一种新的策略，排序重排数据包与重排序合并（SRPIC），以减少在接收器中的数据包重排。SRPIC工作在网络设备驱动程序中;它利用中断合并机制将属于同一TCP流的重新排序的数据包排序在一个数据包块中，然后将它们向上传递;每个排序的块都是内部排序的。实验证明了SRPIC对抗前向路径重排序的有效性。
2010-08-29 cs.NI
Study of Computer Network Issues and Improvising Drop Rate of TCP Packet Using NS-2
随着互联网使用量的日益增加，人们对互联网安全的关注也日益提高。本文讨论了网络安全及其威胁，研究了计算机网络中的协议类型和与协议相关的几个问题。我们还模拟了设计的5节点有线网络场景，使用NS2作为模拟器，通过TCP协议对其丢包率进行了分析。在速率参数为mb的情况下，用图形方法（Xgraph）分析了5节点网络在有数据包丢失时的性能，并通过改变速率参数的值使网络中没有数据包丢失来分析同一网络的性能，用Xgraph方法分析了网络的性能。
2014-08-13 cs.NI
Modeling queuing dynamics of TCP: a simple model and its empirical validation
了解TCP的排队动力学对于正确的路由器缓冲区大小以及优化TCP协议本身的性能非常重要。然而，TCP下的缓冲区内容动态建模的重要性得到了相对较少的关注。常用的排队模型是基于对数据包到达过程的过于简单的假设。因此，没有定量准确的闭环TCP模型能够预测性能，即使是由多个流共享的单个链路。我们本论文的目的是通过提出一个简单的TCP排队模型，这是基于实验观察和广泛的数据包级模拟验证，以缩小这一差距。
2011-05-06 cs.NI
Throughput metrics and packet delay in TCP/IP networks
提出了可用带宽和端到端容量等吞吐量指标的估计方法。该方法基于对不同大小的分组$W_i$的网络延迟$D_i$的测量。证明了可用带宽$B_{av} =(W_2-W_1)/(D_2-D_1)$的简单表达式。对新方法和传统方法得到的匹配结果进行了大量的实验。所得结果证明了新模型应用的可能性。
2009-07-21 cs.NI cs.PF
End-to-End Algebraic Network Coding for Wireless TCP/IP Networks
传输控制协议（TCP）被设计用于在有线网络中提供可靠的传输服务。在这样的网络中，分组丢失主要是由于拥塞而发生的。因此，TCP被设计成应用拥塞避免技术来处理分组丢失。如今，TCP也被用于无线网络中，其中除了拥塞之外，还存在许多其他导致分组丢失的原因。当无线信道的状态差时，这导致吞吐量降低和传输往返时间增加。我们提出了一个新的网络层，透明地坐在下面的传输层，并隐藏从TCP的非强制性的数据包丢失。这个新层中的网络编码基于众所周知的最大距离可分离（MDS）码类。
2010-04-20 cs.IT cs.NI math.IT
TCP over IEEE 802.11
IEEE 802.11是用于媒体访问控制的广泛使用的无线LAN标准。TCP是最初为有线网络设计的重要传输协议。TCP将数据包丢失视为拥塞并降低数据率。在无线网络中，分组丢失不仅由于拥塞，而且还由于各种其他原因。因此，有必要使TCP适应无线网络。可以将TCP和IEEE 802.11的各种参数设置为适当的值，以实现最佳性能结果。本文对IEEE802.11标准的各种参数进行了优化。网络仿真器NS2用于仿真。
2012-02-27 cs.NI
Throughput of TCP over Cognitive Radio Channels
在本文中，我们研究了认知无线电网络上的TCP连接的性能。在这些网络中，网络可能并不总是可用于传输。此外，分组可能由于无线信道损伤而丢失。我们评估的吞吐量和数据包重传超时概率的二级TCP连接在ON/OFF通道。我们首先假设ON和OFF持续时间是指数分布，然后将其扩展到更一般的分布。然后我们考虑通过ON/OFF通道的多个TCP连接。我们通过ns 2模拟验证了我们的理论模型和近似。
2016-11-17 cs.NI
Diagnosing client faults using SVM-based intelligent inference from TCP packet traces
Monash University（莫纳什大学）
我们提出了智能自动客户端诊断（IACD）系统，它只依赖于推理传输控制协议（TCP）的数据包跟踪客户端设备的问题，导致网络性能问题的快速诊断。使用软余量支持向量机（SVM）分类器，系统（i）区分链路问题与客户端问题，以及（ii）识别客户端故障特有的特征以报告客户端设备问题的根本原因。实验评估表明，IACD系统的能力，以区分故障和健康的链接，并诊断客户端故障与98%的准确率在健康的链接。该系统可以独立于客户端的特定TCP实现来执行故障诊断，从而在各种客户端计算机上实现诊断能力。
2012-07-16 cs.AI cs.LG cs.NI
Enhancing TCP End-to-End Performance in Millimeter-Wave Communications
近来，由于大的频谱资源的可用性，毫米波（mmWave）通信受到极大关注。然而，它们对TCP性能的影响被忽视了，据观察，所述TCP性能崩溃是由于LOS和NLOS链路之间的信号质量的显著差异而发生的。我们提出了一种新的TCP设计的毫米波通信，毫米波性能增强代理（mmPEP），不仅能够克服TCP性能崩溃，但也利用毫米波信道的属性。基站安装TCP代理以操作称为Ack管理和批量重传的两个功能。具体地，代理向服务器发送所述early-Ack，即使在NLOS状态下也不降低其发送速率。此外，当检测到数据包丢失时，代理不仅重传丢失的数据包，而且还重传一定数量的预期丢失的后续数据包。ns-3仿真结果表明，与基准协议相比，mmPEP在保持较高发送速率的同时，降低了丢失恢复时间，提高了端到端速率和分组投递率。
2017-09-05 cs.ET cs.NI
A Proxy Acknowledgement Mechanism for TCP Variants in Mobile Ad Hoc Networks
为了提高移动自组网中TCP连接的性能，提出了一种序列号检测技术。当TCP连接初始化时，路由协议负责检查源和目的地对之间的跳数。如果跳数大于预定义值，则路由协议决定使用代理节点。代理节点的职责是检查数据包的正确性，并通过从代理节点向源节点发送确认来通知丢失的数据包。通过这样做，源节点能够提前确认任何丢失的分组，而无需等待直到从目的地接收到端到端确认。仿真结果表明，该机制能够提高吞吐量高达55%的静态网络和减少路由开销高达95%的移动网络。
2015-10-18 cs.NI
Efficient Defence against Misbehaving TCP Receiver DoS Attacks
TCP的拥塞控制算法依赖于来自接收器的正确反馈来确定数据包应被发送到网络中的速率。因此，正确的接收方反馈（以TCP应答的形式）对于公平地共享稀缺的带宽资源和避免互联网中的拥塞崩溃的目标是必不可少的。然而，TCP接收者总是可以被信任（正确地生成反馈）的假设不再成立，因为有很多激励接收者偏离协议。事实上，它已经表明，一个行为不端的接收器（其目的是带来拥塞崩溃）可以很容易地产生应答来隐藏数据包丢失，从而驱动一些诚实的，无辜的随机快速创建大量的无响应的数据包流，导致拒绝服务其他互联网用户。我们第一次正式处理这个问题。我们还给出了一个有效的，可证明安全的机制，迫使接收器正确地生成反馈，任何不正确的确认将被检测到发送方和欺骗TCP接收器将被识别。其思路如下：对于发送的每个分组，发送方使用秘密密钥（只有他自己知道）来生成标签;接收方可以单独使用分组和标签来生成证明，并将其发送给发送方;然后发送方可以使用秘密密钥来验证该证明;不正确的证明将指示欺骗的接收方。该方案是非常有效的，在这个意义上，TCP发送方不需要存储数据包或标签，和多个数据包的证据可以在接收方聚集。该计划是基于一个总的成本。此外，所提出的解决方案可以应用于需要正确反馈的网络层速率限制架构。
2011-12-27 cs.CR cs.NI
An Empirical Study on variants of TCP over AODV routing protocol in MANET
TCP开发的基本概念是在网络中传输数据，其中网络拥塞对导致数据包丢失起着至关重要的作用。另一方面，在移动自组网中，由于衰落、接口、多路径路由、恶意节点和黑洞等原因，也会导致数据包丢失。TCP协议的公平性与吞吐量一样，对建立良好的通信至关重要。本文通过对AODV路由协议下TCP变化的仿真和分析，进行了实证研究。在我们的模拟中，我们研究了TCP的多种变体，例如Reno，New-Reno，Vegas和Tahoe。仿真工作在NS 2环境下完成。在分析仿真结果的基础上，我们对AODV路由协议在丢弃、吞吐量、延迟和抖动等QoS指标下对不同TCP数据包的行为进行了观察。
2011-09-29 cs.NI cs.PF
A Multipath TCP model for ns-3 simulator
在NS-3开源网络模拟器下实现了多路径TCP协议（MPTCP）。MPTCP是最近的IETF工作组正在考虑的TCP的一个有前途的扩展，其目标是提高TCP的性能，特别是其对可变网络条件的鲁棒性。我们描述了这个新的协议，它的主要功能和我们在NS-3中的实现。除了这个实现符合当前版本的IETF草案，我们还添加和比较各种数据包重排序机制。我们确实注意到，这种机制大大提高了MPTCP的性能。我们相信，我们的实现可能是有用的，为未来的工作在MPTCP性能评估，特别是比较分组重排算法或耦合子流之间的拥塞控制机制。
2011-12-08 cs.NI
Network coding meets TCP
我们提出了一种机制，将网络编码到TCP的协议栈只有微小的变化，从而允许增量部署。在我们的方案中，源发送随机的线性组合的数据包目前在拥塞窗口。我们方案的核心是ACK的新解释-接收器承认每一个自由度（即，揭示一个新信息单元的线性组合），即使它没有立即揭示原始分组。这样的ACK实现了用于网络编码的类似TCP的滑动窗口方法。我们的计划有很好的属性，数据包丢失基本上是从拥塞控制算法掩盖。因此，我们的算法的反应，在一个平稳的方式丢包，从而在一个新的和有效的方法，拥塞控制在网络中涉及有损链路，如无线链路。我们的实验表明，我们的算法实现了更高的吞吐量相比，TCP在存在损耗的无线链路。我们还建立了我们的算法的合理性和公平性。
2008-09-29 cs.IT cs.NI math.IT
Implementation and Performance Evaluation of TCP over QUIC Tunnels
Department of Computer Science, School of Artificial Intelligence Taizhou University（台州大学人工智能学院计算机系）
本文探讨了通过QUIC隧道实现TCP的方法，展示了其在高丢包率环境下显著提升吞吐量，但理想网络条件下存在适度开销。
2025-10-07 cs.NI
New Hashing Algorithm for Use in TCP Reassembly Module of IPS
自上个十年以来，IDS/ IPS在保护大型网络方面越来越受欢迎。他们可以采用基于签名的技术和/或基于流的技术来防止来自他们试图保护的网络外部/内部的入侵。基于签名的IDS/ IPS可以是无状态的或有状态的。有状态IDS可以存储协议的状态，并使用它来更好地检测恶意软件。在TCP/IP网络的情况下，攻击者还可以发起攻击，使得恶意代码分布在许多数据包上。这些数据包通过传统的IDS/ IPS并在网络中重新组装。一旦通过TCP/IP层在网络内部重新组装，恶意代码就会发起攻击。IDS/IPS中必须维护每个活动连接的TCP状态和最后几个数据包的副本。在TCP重组中，数据包在IDS/IPS中被重组，并搜索签名匹配。必须为活动连接维护连接表，并列出已到达的最后几个（最多11个）数据包。我们需要数据结构来搜索最新传入数据包所属的连接。流行的散列算法，如CRC，XOR，求和元组，取模是低效的，因为散列键在散列键空间中不是均匀分布的。因此，我们展示了如何基于密码学概念的算法可以用于网络连接管理中的有效散列。我们还展示了如何使用完整的四元组来计算哈希键，而不是简单地对元组求和并取和的模。
2015-01-09 cs.CR cs.DS cs.NI
Detecting Intentional Packet Drops on the Internet via TCP/IP Side Channels: Extended Version
我们描述了一种方法，用于远程检测故意丢包在互联网上通过侧信道推断。也就是说，给定互联网上满足一些简单要求的两个任意IP地址，我们提出的技术可以发现丢包（例如，由于审查），以及推断在哪个方向上发生分组丢弃。我们的方法的唯一主要要求是具有全局IP标识符（IPID）的客户端和具有开放端口的目标服务器。我们不需要对客户端或服务器进行特殊访问。我们的方法是鲁棒的噪声，因为我们应用干预分析的自回归移动平均（ARMA）模型的基础上。在使用我们的方法对来自多个大陆的客户进行的测量研究中，我们观察到，在所有被审查的Tor目录服务器的测量客户端连接中，98%来自中国，只有0.63%的测量客户端连接来自中国。这与目前对全球互联网审查的理解是一致的，这使我们得出结论，我们的方法是有效的。
2013-12-19 cs.NI
Congestion or No Congestion: Packet Loss Identification and Prediction Using Machine Learning
针对TCP无法区分拥塞与非拥塞丢包导致无线客户端吞吐量低的问题，提出利用主机易获取特征、基于机器学习的丢包类型识别方法，实验显示随机森林与K近邻分类器效果更优，可助力提升网络性能。
2024-08-09 cs.NI
Performance Evaluation of TCP over Mobile Ad hoc Networks
随着移动计算设备的激增，对与物理位置无关的连续网络连接的需求已经刺激了对使用移动自组织网络的兴趣。由于传输控制协议（TCP）是用于在因特网中通信的标准网络协议，因此任何具有因特网服务的无线网络都需要与TCP兼容。TCP被调整为在传统的有线网络中表现良好，其中数据包丢失主要是因为拥塞。然而，Ad-hoc移动网络中的TCP连接受到诸如高比特出错率、频繁的路由改变、多路径路由和临时网络分区等问题的困扰。TCP在这种连接上的吞吐量并不令人满意，因为TCP将分组丢失或延迟误解为拥塞，并调用拥塞控制和避免算法。本研究主要针对TCP协议在高误码率（Bit出错率，BER）和移动性的Adhoc移动网络中的性能进行研究。仿真模型的实现和实验进行了使用网络仿真器2（NS 2）。
2010-02-10 cs.NI
On Enhancing Delay SLAs in TCP Networks through Joint Routing and Transport Assistant Deployment
University of Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）；ISITCom, University of Sousse（苏塞大学 ISITCom）；Futurewei Technologies, Inc.（华为技术有限公司）
本文提出联合路由和部署运输助手以减少最佳努力网络中的数据包交付延迟或满足基于服务质量网络的延迟SLA，通过整数线性规划建模并提出启发式解决方案。
2026-04-01 cs.NI
Fair and Efficient TCP Access in the IEEE 802.11 Infrastructure Basic Service Set
当IEEE 802.11基础设施基本服务集（BSS）中的站在传输层中采用传输控制协议（TCP）时，这加剧了作为BSS中的上行链路/下行链路带宽不对称的直接结果的每个流的不公平接入。我们提出了一种新颖的和简单的分析模型来近似计算每个流的TCP拥塞窗口限制，提供公平和高效的TCP访问在一个异构的有线无线场景。所提出的分析是独特的，因为它考虑了不同数量的上行链路和下行链路TCP流的影响，不同的往返时间（RTT）之间的TCP连接，并使用延迟的TCP确认（ACK）机制。出于这种分析的结果，我们设计了一个链路层访问控制块，只在接入点（AP），以解决不公平的访问问题。所提出的链路层接入控制块的新颖且简单的思想是对上行链路流的TCP ACK分组采用拥塞控制和过滤算法，从而在AP处优先化下行链路流的TCP数据分组的接入。通过模拟，我们表明，短期和长期的公平访问，可以提供拟议的链路层访问控制块的AP的协议栈，同时提高信道利用率和访问延迟的介绍。
2008-06-06 cs.NI
Binary Image-Based Intrusion Detection for Operational Technology Networks: Extending the SPHBI Methodology from IoT to Modbus TCP
BMT
本文将SPHBI方法从物联网扩展到Modbus TCP，评估了五个不同协议深度的方案，在CIC Modbus 2023数据集上取得98.1%的二进制准确率，展示了在资源受限的OT边缘设备上的分类能力。
2026-05-07 cs.CR cs.NI
Compound TCP with Random Early Detection (RED): stability, bifurcation and performance analyses
因特网中增加的排队延迟的问题激发了对当前实现的传输协议和主动队列管理（AQM）策略的研究。我们研究了具有随机早期检测（RED）的复合TCP（Windows中的默认协议）。RED使用队列大小的指数加权移动平均值来做出丢包决策，旨在控制队列大小。必须研究RED与当前的协议，以探讨其在增加延迟的情况下的可行性。我们推导出一个非线性的时间延迟模型的化合物TCP-RED。我们推导了该模型局部稳定的充分条件，并研究了TCP流的往返时间（RTT），队列平均参数和丢包阈值的影响。此外，我们建立了系统经历了一个霍普夫分岔作为上述参数的变化。这表明队列大小中出现了极限环，这可能导致TCP流的同步和链路利用率的损失。接下来，我们研究了一个制度，队列大小平均不执行，丢包的决定是基于瞬时队列大小。在这个制度下，我们得到的必要和充分条件的局部稳定性。在两个制度-与和没有队列大小平均-的化合物TCP-RED的稳定性结果的比较表明，平均可能不利于系统的稳定性。数据包级仿真结果表明，随着系统参数的变化，队列长度确实表现出极限环振荡。然后，我们概述了一个简单的基于阈值的队列策略，可以确保稳定的低延迟操作。我们表明，阈值策略优于RED的排队延迟，流完成时间和数据包丢失。我们强调，基于阈值的政策可以缓解互联网上的延迟增加的问题。
2019-07-15 cs.NI cs.SY eess.SY
Scaling TCP's Congestion Window for Small Round Trip Times
BT Research & Technology（BT研究与技术）；Alcatel-Lucent（阿尔卡特朗讯）
本文研究了在小往返时间场景下TCP拥塞窗口的扩展问题，指出即使使用主动队列管理（AQM）也无法防止TCP因拥塞而构建大队列，并提出了对TCP标准的必要修改。
2019-04-16 cs.NI cs.SY eess.SY
Traffic Optimization for TCP-based Massive Multiplayer Online Games
针对大型多人在线角色扮演游戏（MMORPG，Massively Multiplayer Online Role-Playing Games），提出了一种基于TCP的流量优化技术TCM（Tunneling，Compressing and Multiplexing），以降低游戏带宽。为了优化流量并提高带宽效率，当多个玩家的分组共享相同链路时，可以应用TCM，这在某些场景中发生，例如，代理和游戏支持基础设施的服务器之间的流量。首先，TCP/IP报头使用标准算法进行压缩，避免发送重复字段;其次，将多个数据包混合成一个更大的数据包，最后，使用隧道发送。使用真实游戏的流量跟踪获得了预期的压缩报头大小。接下来，使用流行的MMORPG的流量模型进行了模拟，以估计预期的带宽节省和每秒数据包的减少。所获得的带宽节省约为60%。每秒的数据包也大大减少。此外，所增加的延迟被证明是足够小的，以便不损害层的经验质量。
2020-07-30 cs.MM cs.NI cs.PF
Off-Path TCP Hijacking in Wi-Fi Networks: A Packet-Size Side Channel Attack
本文提出一种利用 Wi-Fi 加密帧大小侧信道的偏离路径 TCP 劫持攻击，通过观测响应包大小检测并劫持 TCP 连接，实验显示可在 19 秒内终止 SSH 会话、28 秒内注入 Web 恶意数据，并在 93.75% 的真实 Wi-Fi 网络中成功实施攻击。
2024-10-01 cs.CR cs.NI
Experimental Analysis of AODV & DSR over TCP & CBR Connections with Varying Speed and Node Density in VANET
车载自组织网络（VANET）是一种特殊类型的自组织网络，由称为节点的移动汽车组成;提供了一种在不依赖固定基础设施的情况下在汽车之间交换任何信息的方法。为了在节点之间进行有效的通信，已经基于不同的场景提出了各种路由协议和移动性模型。由于网络拓扑的快速变化和频繁断连，给选择合适的移动模型和路由协议带来了困难。因此，性能评估和路由协议之间的比较是必要的，以了解任何路由协议，以及开发一个新的路由协议。本文从数据包投递率、丢包率和平均端到端时延等方面分析了两种按需路由协议AODV和DSR在TCP和CBR连接下随速度限制和节点密度变化的性能。
2012-04-05 cs.NI
It's Time to Replace TCP in the Datacenter
尽管TCP有着悠久而成功的历史，但它对于现代互联网来说仍然是一个糟糕的传输协议。TCP的每一个重要元素，从它的流定向到它对有序数据包传递的期望，对于数据中心来说都是错误的。现在是时候认识到TCP的问题太过根本和相互关联，无法修复;利用现代网络的全部性能潜力的唯一方法是将新的传输协议引入数据中心。Homa证明了创建一个避免TCP所有问题的传输协议是可能的。虽然Homa与TCP的API不兼容，但通过将其与RPC框架集成，应该可以将其广泛使用。
2023-01-19 cs.NI
Performance Evaluation of Aodv&DSR with Varying Pause Time & Node Density Over TCP&CBR Connections in Vanet
车载自组织网络由称为节点的汽车组成，允许它们在不使用任何固定路边单元的情况下相互通信。它有一些独特的特点，使它不同于其他ad hoc网络，以及难以定义任何精确的移动模型和路由协议，因为他们的高移动性和不断变化的移动模式。因此，路由协议的性能可以随着各种参数而变化，例如速度、暂停时间、节点密度和流量场景。本文从数据包投递率、丢包率和平均端到端时延等方面分析了两种按需路由协议AODV和DSR在TCP和CBR连接下随暂停时间和节点密度变化的性能。
2012-04-05 cs.NI
TCP ROCCET: An RTT-Oriented CUBIC Congestion Control Extension for 5G and Beyond Networks
针对5G等蜂窝网络中TCP CUBIC因大缓冲区引发的时延高、缓冲区膨胀等问题，提出结合RTT与丢包响应拥塞的TCP ROCCET扩展，实验验证其在真实5G场景下可降时延且吞吐量与BBRv3相当。
2025-10-29 cs.NI
Impact of Random Loss on TCP Performance in Mobile Ad hoc Networks (IEEE 802.11), A Simulation-Based Analysis
最初，TCP的设计理念是有线网络通常是可靠的，传输中的任何段丢失都是由于网络拥塞而不是不可靠的介质（假设损坏导致的数据包丢失远小于1%）。这个概念在网络的无线部分不成立。无线链路是高度不可靠的，由于许多因素，它们总是丢失段。很少有论文使用TCP的MANET。在本文中，试图证明使用TCP的变种（塔霍和雷诺）的数据包丢失，由于随机噪声引入的MANET。对于本分析，通过引入0%、10%、20%和30%的噪声，对TCP变体（Tahoe和Reno）进行了模拟。TCP的变种的比较是通过运行模拟0，10，20和30%的数据包丢失，由于在传输链路中的噪声和吞吐量和拥塞窗口的影响进行了检查。在模拟过程中，我们观察到，当多个数据段丢失时，吞吐量会下降，此外，我们还观察到，在TCP变体（Reno）的情况下，吞吐量在1%时更好（图5），这意味着网络具有短的错误突发和低BER，仅导致一个数据段丢失。当由于链路的易出错性质而丢失多个段时，Tahoe的性能优于Reno（图13），与Reno相比，它显著节省了时间（64.28%）（表4）。为了更好地了解这些TCP变体及其执行功能的方式，已经使用ns 2模拟器运行了几次模拟。最后，我们讨论这些TCP版本是否可以用于移动Ad hoc网络。
2010-02-11 cs.NI
Leveraging Coupled BBR and Adaptive Packet Scheduling to Boost MPTCP
针对多路径TCP（MPTCP）的传输性能，已经提出了很多优化算法。然而，现有的MPTCP协议在有损和不断变化的网络中仍然远远不能令人满意，因为它们基于丢失的拥塞控制和难以管理多个子流。最近，一种基于拥塞的拥塞控制（BBR）被提出来通过更好地利用带宽来提高TCP传输性能。由于BBR的优越性能，我们尝试将其应用到MPTCP中，为此，需要重新设计MPTCP的耦合拥塞控制，并开发一个能够有效利用BBR特性的功能调度器，以提高性能。在本文中，我们首先提出耦合BBR作为一个耦合的拥塞控制算法的MPTCP，以实现高吞吐量和稳定的发送速率在有损网络的情况下，保证公平与TCP BBR流和均衡的拥塞。然后，为了进一步提高性能，我们提出了一个自适应冗余和逐包（AR\&P）调度器，其中包括两种调度方法，以提高适应性，在高度动态的网络场景和保持在非对称网络中的数据包传递的顺序。基于Linux内核的实现和实验在两个测试床和真实的网络场景中，我们表明，该方案不仅提供了更高的吞吐量，但也提高了鲁棒性，并在一些苛刻的情况下，减少乱序数据包。
2021-06-11 cs.NI
T-RACKs: A Faster Recovery Mechanism for TCP in Data Center Networks
云交互式数据驱动应用程序生成大量小型TCP流，这些流争夺数据中心交换机中的小缓冲区空间。这些应用需要短的流程完成时间（FCT）来有效地执行其工作。然而，TCP忽略了应用程序数据的复合性质，并人为地将这些流的FCT膨胀了几个数量级。这是由于TCP的以互联网为中心的设计将重传超时（RTO）固定为至少数百毫秒。为了更好地理解这个问题，在本文中，我们使用经验测量在一个小的测试床研究，在微观层面上，各种类型的数据包丢失对TCP的性能的影响。特别是，我们挑出的数据包丢失，影响小流量的尾端，以及突发性的损失，跨越数据中心的TCP流的小拥塞窗口的一个显着的部分，显示FCT的不可忽略的影响。基于此，我们提出了所谓的，及时重传的ACK（或T-RACK），一个简单的丢失恢复机制，即使在存在严重的数据包丢失隐藏长RTO的缺点。有趣的是，T-RACKS对TCP本身透明地实现了这一点，因为它不需要在租户的虚拟机（VM）中对TCP进行任何更改。T-RACK可以作为虚拟机和服务器NIC之间的虚拟机管理程序中的软件shim层实现，也可以作为SmartNIC中的网络功能在硬件中实现。仿真和实际测试结果表明，T-RACK取得了显着的性能改善。
2021-02-15 cs.DC cs.NI cs.PF
Performance Evaluation of AODV & DSR with Varying Pause Time & Speed Time Over TCP & CBR Connections in VANET
VANET（Vehicular Ad-hoc Network）是近年来受到广泛关注的一项新技术。车载自组织网络由称为节点的汽车组成，允许它们在不使用任何固定路边单元的情况下相互通信。它有一些独特的特点，使它不同于其他ad hoc网络，以及难以定义任何精确的移动模型和路由协议，因为他们的高移动性和不断变化的移动模式。因此，路由协议的性能可以随着各种参数而变化，例如速度、暂停时间、节点密度和流量场景。本文从数据包投递率、丢包率和平均端到端时延等方面分析了两种按需路由协议AODV和DSR在TCP和CBR连接下随暂停时间、速度时间和节点密度变化的性能。
2012-03-15 cs.NI
Cellular Controlled Delay TCP (C2TCP)
蜂窝网络具有特殊的特性，包括高度可变的信道，快速波动的容量，深每个用户的缓冲区，自我造成的排队延迟，无线电上行链路/下行链路调度延迟等，这些显着的属性使得在蜂窝网络中实现低延迟和高吞吐量的问题比在有线网络更具挑战性。这就是为什么在这种环境中，TCP及其风格（通常为有线网络设计）表现不佳的原因。为了应对这些挑战，我们提出了C2 TCP，一个灵活的端到端的解决方案，针对需要高吞吐量和低延迟的蜂窝网络中的交互式应用。C2 TCP站在基于丢失的TCP之上，并使其具有延迟敏感性，而不需要任何网络状态分析，信道预测或复杂的速率调整机制。C2 TCP背后的关键思想是通过研究移动时间窗口中数据包的本地最小延迟来吸收不可预测的蜂窝信道的动态，并对蜂窝网络的容量变化做出非常快的反应。通过使用来自五个商用LTE和3G网络的痕迹进行广泛的基于痕迹的评估，我们比较了C2 TCP与各种TCP变体以及包括BBR、Verus和Scrum在内的最先进方案的性能。结果表明，平均而言，C2 TCP优于这些方案，并实现较低的平均和第95百分位数的数据包延迟。
2018-07-07 cs.NI
Reflection Scan: an Off-Path Attack on TCP
本文演示了如何利用共享数据包队列的流量负载作为侧通道，通过该侧通道，受保护的信息泄漏给偏离路径的攻击者。攻击者向受害者发送一系列相同的欺骗片段。如果片段满足攻击者测试的特定条件，则受害者响应序列中的每个片段（序列由受害者反映）。这些响应并不直接到达攻击者，而是在受害者和攻击者之间共享的路由队列上引起额外的负载。数据包遍历队列的处理时间增加表明测试条件为真。该文件集中在TCP，但该方法是通用的，可以有效地对其他协议，允许构造的请求，有条件地回答受害者。创建了概念验证，以评估该方法在现实生活场景中的适用性。
2012-01-24 cs.CR cs.NI
Tiny Buffer TCP for Data Center Networks
低且稳定的缓冲器占用率对于实现数据中心网络的高吞吐量、低丢包率、低延迟和低抖动至关重要。它还允许交换芯片支持更高的端口密度、更大的查找表或更丰富的功能。Tiny Buffer TCP创造性地使用了常见的基于RED的ECN和两种新颖的扩展窗口调整方案，以显着减少所需的缓冲区大小。为了消除瓶颈队列中的剩余数据包，队列取消减少将理想窗口减少分摊到相同数量的流，以最大限度地减少对活动流的影响。为了保持缓冲区占用率低且稳定，减少的加性增加以比正常更慢的速度恢复流窗口。我们在Linux内核中实现了TBTCP，并进行了基于ns2的仿真和基于真实网络的测试。我们的研究结果表明，相比DCTCP，TBTCP减少了80%以上的交换机缓冲区的要求，增加了高达15%的带宽利用率，提高FCT性能高达39%，并实现了71%的更好的RTT公平性指数。
2019-09-11 cs.NI
TCP-UB: A New congestion aware transmission control protocolvariant
传输控制协议（TCP）是一种面向连接的协议，用于多种类型的分布式应用程序。TCP是可靠的，特别是对于传统的固定网络。随着更快的无线网络的出现，TCP在其原始格式中的性能一直很差。TCP的性能受到拥塞窗口、最大包长、重试限制、恢复机制、备份机制和移动性等多种因素的影响。为了克服原有TCP协议的不足，对TCP协议进行了一些改进，以提高网络质量。移动性是降低移动无线网络性能的主要障碍。在本文中，我们介绍和实现新的TCP变种布里奇波特大学（UB），结合TCP韦斯特伍德和拉斯维加斯的特点。我们使用不同的现实情况下，检查TCP-UB，拉斯维加斯和韦斯特伍德的性能。NS 2模拟器证明了TCP-UB的稳定性相比，TCP拉斯维加斯和Westwood在高度拥塞的网络从移动性的角度来看。
2012-10-07 cs.NI
Test-Bed based Comparison of Single and Parallel TCP and the Impact Of Parallelism on Throughput and Fairness in Heterogenous Networks
并行传输控制协议（TCP）已被用于在高带宽延迟乘积（BDP）网络上有效地利用用于数据密集型应用的带宽。另一方面，有人认为，一个单一的基于TCP连接与适当的修改，如HSTCP可以模拟和捕获并行TCP的鲁棒性，并可以很好地取代它。在这项工作中，比较单一的基于和建议的并行TCP之间的性能测量，如吞吐量性能和吞吐率的差异，以及链路共享公平性也被观察到，以显示使用所提出的并行TCP对现有的基于单的TCP连接的影响。实验结果表明，基于单点的TCP协议不能克服并行TCP协议，尤其是在丢包率较高的异构网络中。此外，所提出的并行TCP不影响TCP的公平性，这使得并行TCP强烈建议有效地利用数据密集型应用的带宽。
2016-09-06 cs.NI
INTCP: Information-centric TCP for Satellite Network
卫星网络正在蓬勃发展，以提供高速和低延迟的互联网接入，但传输层成为主要障碍之一。传统的端到端TCP是为地面网络设计的，不适用于容易出错、传播延迟变化和间歇性的卫星链路。因此，有必要对卫星传输层进行重新设计。本文介绍了一种新的以信息为中心的逐跳传输层设计INTCP。该协议利用缓存和请求-响应模型，实现逐跳的数据包重传和逐跳的拥塞控制。逐跳重传在跳上恢复丢失的数据包，减少重传延迟。INTCP还通过跳来控制流量和拥塞。每一跳都尽力最大化其带宽利用率并提高端到端吞吐量。高速缓存的能力使异步组播在传输层。这将节省卫星网络中宝贵的频谱资源。利用仿真的Starlink星座对INTCP的性能进行了评估。可实现1000公里以上的远距离通信。结果表明，在单播情况下，INTCP可以减少42%的单向延迟，53%的延迟抖动，并提高60%的吞吐量相比，传统的TCP。在组播场景下，INTCP可以实现超过6倍的吞吐量。
2021-12-30 cs.NI
Real Time and Energy Efficient Transport Protocol for Wireless Sensor Networks
可靠的传输协议（如TCP）被调整为在传统网络中表现良好，在传统网络中，数据包丢失主要是因为拥塞。无线传感器网络的许多应用只有在连接到外部网络时才有用。以往对传感器网络传输层协议的研究主要集中在设计专门针对传感器网络的协议。然而，在传感器网络中部署TCP/IP将使得传感器网络与外部TCP/IP网络之间能够直接连接。在本文中，我们专注于无线传感器网络中的TCP的性能。已知TCP在无线环境中在吞吐量和能量效率方面表现出较差的性能。为了克服这些问题，我们引入了一种称为TCP Segment Caching的机制，并通过仿真表明TCP Segment Caching显著地提高了TCP的性能，从而使TCP可以在无线传感器中发挥作用
2010-06-14 cs.NI
Network Coded TCP (CTCP) Performance over Satellite Networks
我们展示了网络编码TCP（CTCP）在大延迟网络上的性能的初步结果。虽然CTCP在具有相对短的RTT的网络中执行得非常好，但是当前采用的慢启动机制在RTT较大时不能充分地填充可用带宽。无论如何，我们表明CTCP仍然优于当前的TCP变体（即，CubicTCP和HyblaTCP）用于高分组丢失率（例如，>2.5%）。然后，我们探讨了修改后的拥塞控制机制的基础上关闭的H-TCP，打开拥塞窗口迅速克服大延迟网络的挑战的可能性。初步结果表明，网络编码与适当的拥塞控制算法相结合，可以提供增益的顺序上的20倍，现有的TCP变种。最后，我们提供了一个讨论未来的工作需要增加CTCP的性能在这些网络中。
2013-12-22 cs.NI
Adaptive active queue management controller for TCP communication networks using PSO-RBF models
解决端到端拥塞控制中的性能下降问题是近十年来最活跃的研究领域之一。主动队列管理（AQM）的目的是提高网络的整体吞吐量，同时提供更低的延迟和减少丢包，改善网络性能。基本思想是在缓冲区溢出之前主动触发数据包丢弃（或显式拥塞通知（ECN）提供的标记）。提出了一种基于径向偏差函数（RBF）的主动队列管理控制器。由于TCP通信网络的非线性，RBF控制器适合作为一种主动队列管理（AQM）机制来控制TCP通信网络的拥塞。粒子群优化算法（PSO）也被用来获得RBF参数，使集成的绝对误差（IAE）最小化。此外，为了提高RBF控制器的鲁棒性，在RBF方程中加入了误差积分项。与下降尾，自适应随机早期检测（ARED），随机指数标记（REM），比例积分（PI）控制器的比较结果。在链路利用率较低且丢包率较低的情况下，积分径向基函数控制器不仅优于径向基函数控制器，而且优于ARED、REM和PI控制器。
2017-11-16 cs.NE cs.NI
Reliable Wireless Networking via Soft-Source Information Combining
本文提出了一种多流网络范式，称为软源信息组合（SSIC），以支持无线物联网（IoT）应用的超可靠性要求。对于SSIC联网，源处的SSIC分派器在多个流上分派分组的副本，所述多个流可以在不同的物理无线网络上建立。如果流上的分组由于无线干扰或噪声而不能被解码，则解码器使分组的软信息可用。然后，聚合器组合重复的软信息以提高可靠性。重要的是两个挑战：i）如何解扰来自不同流的加扰的软信息以实现正确的SSIC; ii）构建与商业网络接口卡（NIC）和TCP/IP网络兼容的SSIC调度和聚合框架。为了解决这些挑战，我们提出：i）软解扰（SD）方法，以最小化SSIC的输出处的比特出错率（BER）和分组出错率（PER）; ii）SSIC网络架构，其可容易地部署在当今的TCP/IP网络上而无需专门的解扰器。为了概念验证和实验，我们在两个Wi-Fi物理路径上实现了SSIC系统，所有传统TCP/IP应用程序都可以享受SSIC带来的可靠性而无需修改。在我们的测试平台上的实验证实了SSIC在降低数据包传输失败率方面的有效性，以及SSIC在短距离通信中提供99.99%可靠数据包传输的可能性。
2022-04-11 cs.NI
PCC: Re-architecting Congestion Control for Consistent High Performance
几十年来，TCP及其变体一直遭受着令人惊讶的糟糕性能。我们认为，TCP家族几乎没有希望实现一致的高性能，由于一个基本的架构缺陷：硬连接数据包级事件来控制响应，而不了解其行动的真正性能结果。我们提出了面向性能的拥塞控制（PCC），一个新的拥塞控制架构中，每个发送器不断观察其行动和经验经验丰富的性能之间的连接，使其能够始终如一地采取行动，导致高性能。我们证明了PCC收敛到一个稳定的公平均衡。在许多现实世界和具有挑战性的环境中，PCC表现出一致的，通常是10倍的性能改进，具有比TCP更好的公平性和稳定性。PCC不需要路由器硬件支持或新的数据包格式。
2014-10-11 cs.NI
Achieveing reliable UDP transmission at 10 Gb/s using BSD socket for data acquisition systems
用户数据报协议（UDP）是小型嵌入式系统中常用的数据传输协议。UDP本身是不可靠的，可能会发生数据包丢失。如果不使用最佳分组大小，则可实现的数据速率可能会受到影响。传输控制协议（TCP）保证数据的有序传输，并自动调整传输以匹配传输链路的能力。然而，UDP由于其简单性，小内存和指令占用而经常优于TCP。UDP和TCP都在所有大型操作系统和商业嵌入式框架中实现。此外，UDP还支持各种小型硬件平台，如数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）。这在TCP中并不常见。本文介绍了如何实现高速UDP数据传输的数据包错误率非常低。这种近乎可靠的通信链路被用于下一代极强中子源--欧洲中子源的数据采集（DAQ）系统。本文介绍了UDP性能和可靠性的测量，通过采用几种优化。测量在基于Xeon E5的CentOS（Linux）服务器上进行。测得的数据速率非常接近10 Gb/s的线路速率，并实现了零分组丢失。该性能是利用单个处理器核作为发射器和单个核作为接收器来获得的。结果表明，对传输大数据包的支持是获得良好性能的关键参数。对吞吐量的优化包括：MTU、数据包大小、调优Linux内核参数、线程亲和性、核心局部性和高效计时器。
2020-04-17 cs.NI physics.ins-det
Updating the Theory of Buffer Sizing
路由器具有数据包缓冲区，以减少拥塞期间的数据包丢失。正确调整缓冲区的大小很重要：如果缓冲区太小，数据包会被不必要地丢弃，链路可能无法充分利用;如果缓冲区太大，数据包可能会等待很长时间，路由器本身的构建成本可能会更高。尽管缓冲区大小很重要，但很少有选择缓冲区大小的指导方针。这两个最著名的规则仅适用于长期TCP Reno流;对于承载单个TCP Reno流的网络（缓冲区大小应等于带宽延迟乘积，或$BDP$）或对于承载$n$ TCP Reno流的网络（缓冲区大小应等于$BDP/\sqrt{n}$）。自从这些规则被引入以来，TCP Reno已经被更新的算法所取代，成为所有主要操作系统中的默认拥塞控制算法，但关于规则需要如何更改的文章却很少。本文重新审视了这两条规则。对于单流的情况下，我们概括的$BDP$规则，以占TCP的变化，如比例速率降低（PRR），并引入新的算法，包括立方和BBR。我们发现，缓冲区可以为新的算法小60-75%。对于多个流的情况下，我们表明，平方根的$n$规则下，一组更广泛的假设比以前已知的，包括这些新的拥塞控制算法。我们还演示了$n$规则的平方根不成立的情况，包括不公平的流量和ECN的某些设置。我们验证我们的结果，通过精确测量在一个真实的网络中的缓冲区占用的时间序列，并将其与每个数据包的窗口大小。
2021-09-23 cs.NI cs.PF
TurboTLS: TLS connection establishment with 1 less round trip
本研究提出TurboTLS方法，通过UDP并行传输TLS握手初始数据与TCP三次握手，结合基于请求的分片、轻量排序缓冲等机制，在不修改TLS协议内容的前提下减少一次往返，实现低复杂度的显著延迟优化。
2024-07-15 cs.CR cs.NI
TraceCodec: A Compiler-Backed Neural Codec for Network Traffic Traces
Tsinghua University（清华大学）；University of Hong Kong（香港大学）
针对有状态多流网络流量轨迹的高保真生成问题，提出TraceCodec，通过将数据包解码为带时间戳的动作并学习连续潜在表示，再经确定性编译器还原为PCAP，实现精确的流量统计和TCP状态保持。
2026-10-14 cs.LG cs.NI
Will TCP work in mmWave 5G Cellular Networks?
毫米波（mmWave）频带中的大量可用频谱为第五代（5G）蜂窝网络提供了多Gbps数据率的可能性。然而，由于毫米波信号在定向搜索中易受阻塞和延迟的影响，毫米波容量可能是高度间歇性的。这种高度可变的链路对传输层协议和端到端应用中的自适应控制机制提出了独特的挑战。本文认为，是否TCP -最广泛使用的传输协议-将在毫米波蜂窝系统的基本问题。本文提供了一个全面的TCP仿真研究，考虑到各种因素，如拥塞控制算法，包括最近提出的TCP BBR，边缘与远程服务器，切换和多连接，TCP数据包大小和3GPP堆栈参数。我们发现，毫米波链路上的TCP的性能是高度依赖于这些参数的不同组合，并确定在这方面的开放的挑战。
2018-10-06 cs.NI
An Algorithm to Improve Performance over Multihop Wireless Mesh Network
传输控制协议（TCP）是互联网中使用的主要可靠传输协议。如何提高TCP在多跳环境下的性能是无线Mesh网络的研究热点之一。无线网状网络具有大的往返时间变化，并且这些变化取决于跳数。在无线mesh网络中，当拥塞丢失和无线丢失同时存在时，丢弃的数据包数量会增加，对TCP及其拥塞控制机制产生不利影响，导致吞吐量降低。在这里，我们设计了一个新的TCP方案的多跳无线网状网络，通过修改发送端的拥塞控制功能的TCP NewReno，这是朝着提高TCP的性能调整。仿真结果表明，在多跳无线mesh网络中，TCP SAC比TCP NewReno、Reno、Sack和Vegas具有更高的性能。
2013-05-10 cs.NI
Optimizing TCP Loss Recovery Performance Over Mobile Data Networks
高速移动网络的最新进展揭示了部署在Internet中的无处不在的TCP协议的新瓶颈。除了区分非充血性损失，充血性损失，我们的实验揭示了两个显着的性能瓶颈，在损失恢复阶段：流量控制瓶颈和应用程序失速，导致QoS性能下降。为了解决这两个问题，我们首先开发了一种新的机会重传算法，以消除流量控制的瓶颈，这使得TCP发送端发送新的数据包，即使接收端的接收窗口耗尽。其次，通过仔细监控和调整TCP发送缓冲区增长机制，可以显著减轻应用程序停滞。我们在Linux内核中实现并模块化了所提出的算法，因此它们可以很容易地与现有的TCP丢失恢复算法即插即用。通过仿真实验，我们表明，与现有的TCP丢失恢复算法相比，所提出的优化算法将带宽效率提高了133%，并完全缓解了RTT尖峰，即，在损失恢复阶段，RTT降低超过50%。
2018-01-08 cs.NI
