Differentiated End-to-End Internet Services using a Weighted Proportional Fair Sharing TCP
在本文中，我们研究了加权比例公平性在互联网中的数据流中的应用。我们让用户设置他们连接的权重，以最大化他们从网络中获得的效用。当与按重量和时间对连接计费的定价方案相结合时，这样的系统被称为最大化网络的总效用。我们的研究案例是一个连接到长距离链接的国家Web缓存服务器。我们提出了两种加权TCP连接的方法，通过操纵一些参数的协议，并从模拟和原型目前的结果。最后，我们讨论如何比例公平可以用来实现互联网的差异化服务。
1998-08-25 cs.NI cs.PF
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
A Survey of TCP Reno, New Reno and Sack Over Mobile Ad-Hoc Network
传输控制协议（TCP）由于其广泛的应用，在Internet上具有数据传输可靠的优点，因此在移动自组织网络（MANET）的传输层上实现TCP协议往往是首选。然而，由于MANET的一些独特的特点，TCP不能提供可靠的服务，同时使用电子邮件，互联网搜索和文件传输在这样的网络。研究如何以及不同版本的TCP响应各种性能差异时，受到不同的网络压力和拓扑结构的变化，除了确定最有效和最强大的TCP版本（S）为不同的MANET场景。在几种TCP变体中，有三种类型被认为是分析的重要内容，即TCP Reno、TCP New Reno和TCP Selective Acknowledgment（SACK）。在大多数情况下，TCP的性能被发现在我们的研究中，当节点的大小和移动速率在网络中的增加而下降。不过，这也有例外。正如我们的模拟结果表明，在节点速度的增加，有时有助于TCP获得更好的性能。研究还表明，在这三种变体中，TCP SACK可以相对较好地适应不断变化的网络规模，而TCP Reno在MANET中存在不同的移动速率时表现得最稳健。
2012-02-09 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
Watching Stars in Pixels: The Interplay of Traffic Shaping and YouTube Streaming QoE over GEO Satellite Networks
本研究分析GEO卫星网络上流量整形与YouTube流媒体QoE的相互作用，发现高延迟和整形导致28%的TCP及18%的gQUIC会话发生缓冲，gQUIC仅利用63%容量，促使ISP停用低带宽选项。
2023-09-01 cs.NI
Media-TCP: A Quality-Centric TCP-Friendly Congestion Control for Multimedia Transmission
在本文中，我们提出了一个以质量为中心的拥塞控制的多媒体流在IP网络，我们称之为媒体TCP。与现有的拥塞控制计划，适应用户的发送速率仅网络条件不同，我们的解决方案适应发送速率的网络条件和应用程序的特点，明确考虑失真的影响，延迟的最后期限，和不同的视频包类的相互依赖性。因此，我们的媒体感知解决方案能够提供不同的服务，用于传输各种数据包类，从而进一步提高多媒体流的质量。我们这个问题使用的时域马尔可夫决策过程（FHMDP）建模，并确定最佳的拥塞控制政策，最大限度地提高长期的多媒体质量，同时坚持时域TCP友好的约束，确保长期的公平性与现有的TCP应用。我们表明，FHMDP问题可以分解成多个最佳停止问题，承认一个低复杂度的阈值为基础的解决方案。此外，不同于现有的拥塞控制方法，它专注于维护基于吞吐量的公平性之间的用户，建议的媒体TCP的目的是实现基于质量的公平性之间的多媒体用户。我们也得到了充分条件，多个多媒体用户，以实现基于质量的公平使用媒体TCP拥塞控制。我们的仿真结果表明，建议的媒体TCP实现了超过3dB的改善，在PSNR方面比传统的TCP拥塞控制方法，与最大的改善，观察到的实时流媒体应用需要严格的播放延迟。
2009-10-21 cs.MM cs.NI
Unveiling TCP BBR Dominance in Starlink Internet: Experimental Insights and Analysis
Deakin University（迪肯大学）
该研究利用跨五大洲六城市测试平台，将BBR-v3与八种拥塞控制算法对比，发现其优势在于平衡公平性、丢包和延迟，还开发模型描述其行为，确立其在低地球轨道卫星网络的地位，为卫星互联网传输设计提供分析基础。
2026-07-09 cs.NI
New Method of Measuring TCP Performance of IP Network using Bio-computing
Internet协议IP网络的性能测量可以通过传输控制协议TCP来完成，因为它保证从连接的一端发送的数据实际上到达另一端，并且以相同的顺序发送，否则报告错误。TCP性能的度量方法主要有遗传算法、神经网络、数据采掘等，这些方法都存在一定的缺陷，不能达到正确度量TCP性能的目的。本文提出了一种利用生物计算，特别是分子计算来测量实时的IP网络的TCP性能的新方法，因为它提供了智慧的结果，并且可以利用所有的遗传分析工具。将该方法应用于实时测量TCP在两种协议（FTP和IRCD）下性能的生物库尔德信使模型（BIOKM）。该应用程序给出了非常接近的TCP性能与TCP性能的利特尔定律使用相同的模型（BIOKM），即不同的百分比的利用率（繁忙或交通行业）和空闲时间，从生物计算的基础上的新方法得到的相比，利特尔定律是（近）0.13%。关键词生物计算，TCP性能，进化树，混合模型，FTP，IRCD
2012-06-05 cs.NI
Demystifying TCP Initial Window Configurations of Content Distribution Networks
在对提高Web性能的追求的驱动下，内容分发网络（CDN）是性能优化的已知适配器。在这方面，TCP拥塞控制，特别是其初始拥塞窗口（IW）大小是一个长期争论的话题，可以影响CDN性能。然而，IETF的建议认为它的大小是静态的--尽管它依赖于网络和应用程序--并且在其历史上很少改变。为了了解标准化和研究视角是否仍然符合互联网现实，我们研究了主要CDN的IW配置。我们的研究使用了一个全球分布式的VPN基础设施，可以访问住宅接入链路，从而可以了解依赖于网络的配置。我们观察到，大多数CDN都很清楚IW的影响，并发现大量的定制超出了当前的互联网标准。此外，我们发现CDN针对不同的客户和内容使用不同的IW，而其他CDN则采用固定值。我们发现不同的初始窗口配置，大多数低于50段，但有例外高达100段-目前标准的十倍。我们的研究强调，互联网现实偏离了推荐和标准化的做法。
2019-02-24 cs.NI
Probe and Adapt: Rate Adaptation for HTTP Video Streaming At Scale
今天，用于在因特网上的视频流的技术正朝着称为基于HTTP的自适应流（HAS）的范例会聚。有两种独特的口味。首先，通过在HTTP/TCP之上，它利用网络友好的TCP来实现防火墙/NATS的穿越和带宽共享。其次，通过预编码和存储视频在一些离散的比特率水平，它引入了视频比特率自适应的可伸缩的方式，视频编码是从闭环适应排除。传统观点认为，HAS客户端观察到的TCP吞吐量指示可用的网络带宽，因此可以用作视频比特率选择的可靠参考。我们认为，这不再成立时，HAS成为互联网流量的一个重要组成部分。我们表明，当多个HAS客户端在网络瓶颈竞争时，竞争客户端的存在和视频比特率的离散性将共同造成混乱，使客户端正确感知其公平共享带宽。通过分析和实际实验，我们证明了这种基本限制会导致例如视频速率振荡，从而对视频观看体验产生负面影响。因此，我们认为，有必要在应用层实现一个“探测和适应”的机制，HAS视频速率自适应，这是类似的，但正交的传输层网络速率自适应实现TCP。我们目前的PANDA -一个客户端的速率自适应算法HAS-作为这个想法的一个体现。我们的测试结果表明，与传统的算法相比，PANDA是能够减少60%的视频速率的不稳定性，在给定的缓冲区欠载运行的风险。
2013-07-07 cs.NI
Congestion Control of TCP Flows in Internet Routers by Means of Index Policy
在本文中，我们解决的问题，在路由器中，这是一个基本的问题，如互联网的网络流的快速和公平的传输。我们建立了TCP源和瓶颈队列之间的交互模型，目标是在瓶颈队列中设计最优的数据包接纳控制。我们专注于放松版本的问题，通过放松固定的缓冲区容量的限制，必须满足在所有的时间历元。这种松弛使我们可以把多流问题简化为一族单流问题，从而可以从理论和数值上分析特殊结构的最优控制策略的存在性.特别是，我们表明，对于各种参数，TCP流可以在路由器中的最佳控制所谓的索引政策，但并不总是由阈值政策。我们还在Network Simulator-3中实现了索引策略，并在一个简单的拓扑结构中测试了它们在实际网络中的适用性。仿真结果表明，索引策略涵盖了大范围的理想属性，不同版本的TCP模型之间的公平性，在不同的往返时间和最小的缓冲区，以实现充分利用的队列所需的用户。
2013-08-05 cs.NI cs.PF
Benefit of Multipath TCP on the Stability of Network
多路径TCP技术近年来受到了广泛的关注，它可以为私人和商业用户提供更好的服务质量。它利用多个可用路径并通过所有可用路径发送数据包。自从苹果决定在其智能手机和平板电脑上使用多路径TCP来支持Siri话音识别应用程序以来，多路径TCP的发展受到了越来越多的研究人员和供应商的关注。本文从多路径TCP对网络稳定性的影响出发，研究了多路径TCP的性能。特别是，我们研究了三个场景，互联网是最大的网络，涉及异构流量，数据中心与互联网规模网络和无线网络相比规模较小，但流量模式不同，其能耗也需要考虑。我们的研究表明，稳定性的影响，但不严重的互联网和无线网络，但数据中心网络的稳定性受到严重影响，由于其突发性的流量模式。
2015-05-11 cs.DC cs.NI
Achieving QoS for TCP Traffic in Satellite Networks with Differentiated Services
卫星网络在提供全球互联网接入和电子连接方面发挥着不可或缺的作用。为了实现这样的全球通信，在先进的卫星系统内提供服务质量（QoS）是主要的要求。实现服务质量的关键机制之一是流量管理。由于卫星网络资源的有限性，流量管理成为卫星网络中的一个关键因素。目前，互联网协议（IP）仅具有最小的流量管理能力，并提供尽力而为的服务。本文提出了宽带卫星网络的QoS模型和仿真结果。特别是，我们讨论了TCP流聚合的性能，其良好的行为，在竞争UDP流聚合的存在下，在相同的保证转发。我们确定了几个因素，影响在混合环境中的性能和量化的影响，使用一个完整的析因设计的实验方法。
2016-03-25 cs.NI
Low-Delay Adaptive Video Streaming Based on Short-Term TCP Throughput Prediction
近年来，基于HTTP的自适应流媒体已经成为互联网上视频流媒体的事实标准。它允许客户端根据不同的网络条件调整媒体特性，以最大限度地提高体验质量（QoE）。在直播的情况下，这项任务变得特别具有挑战性。可能有助于提高性能的一个重要因素是正确预测短到中时间尺度上的网络吞吐量动态的能力。在经常受到连续吞吐量波动影响的无线网络中，这变得特别困难。在目前的工作中，我们开发了一种自适应算法，基于HTTP的自适应直播，对于每个自适应决策，最大限度地提高基于QoE的效用函数取决于播放中断的概率，平均视频质量，和视频质量波动的量。为了计算效用函数，该算法利用吞吐量预测和动态估计的预测精度。我们正试图缩小由于缺乏在中短期内分析TCP吞吐量的研究而造成的差距。研究了几种时间序列预测方法及其误差分布。我们观察到简单移动平均线在大多数情况下表现最好。我们还观察到，相对低估误差最好由截断正态分布表示，而相对高估误差最好由Lomax分布表示。此外，低估和高估表现出时间相关性，我们使用它来进一步提高预测精度。我们比较所提出的算法与基线方法，使用一个固定的利润率之间的过去的吞吐量和选定的媒体比特率，和一个基于Oracle的方法，具有完善的知识，在未来的吞吐量为一定的时间范围。
2016-03-03 cs.MM 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
A Reflection on the Organic Growth of the Internet Protocol Stack
在过去的15年里，互联网架构继续有机地发展，为经典的TCP/IP协议栈引入了新的报头和协议。更具体地说，我们确定了两个主要趋势。首先，通常大多数通信都是在L3或L4加密的。第二，由于协议僵化，开发人员已经求助于上层来引入新功能（L4及以上）。例如，QUIC的连接迁移功能提供了L4的移动性。在本文中，我们提出了这些变化的反映，并试图通过向TCP/IP堆栈添加两个额外的协议头来形式化它们：一个用于安全性，另一个用于新功能。我们必须注意到，我们并不是在展示一个新的架构，而是在尝试绘制它已经存在的东西。此外，我们详细阐述了使我们来到这里的力量，我们列举了目前正在形成这些新标题的建议。我们还详细分析了这些趋势的三个例子：零信任网络范式，QUIC传输协议和现代SD-WAN系统。最后，我们提出了一个形式化的这种体系结构，通过增加这两个额外的层的TCP/IP协议栈。我们的目标是引发对当前互联网架构变化的讨论。
2022-08-10 cs.NI
Fitting Square Pegs Through Round Pipes: Unordered Delivery Wire-Compatible with TCP and TLS
互联网应用越来越多地使用TCP，而不是作为流抽象，而是作为应用程序级传输的基础，这种使用将TCP的有序语义从方便的祝福转换为性能的诅咒。随着互联网的发展，TCP作为一种底层的使用可能会增加，我们提供了Minion，一种在TCP和TLS之上向后兼容的无序交付架构。小型OS API扩展允许应用程序管理TCP的发送缓冲区和无序接收TCP数据段。在这些扩展之上，Minion构建了应用级协议，提供真正的无序数据报传输，在流中保持与不安全或TLS安全的TCP连接的严格有线兼容性。Minion的协议可以在未修改的TCP协议栈上运行，但当任何一个端点升级时，都会逐渐受益，以实现向后兼容的部署路径。实验表明，Minion可以显著提高会议，虚拟专用网络和Web浏览等应用程序的性能，同时产生最小的CPU或带宽成本。
2013-08-27 cs.NI cs.PF
On the Statistical Characterization of Flows in Internet Traffic with Application to Sampling
本文提出了一种新的估计Internet中TCP流统计特性的方法。为此，定义了一组新的随机变量（称为可观测量）。当处理采样流量时，这些可观测量可以很容易地从采样数据中计算出来。通过采用一个方便的鼠标/大象二分法也依赖于流量，它示出了这些变量如何给出一个可靠的统计表示的数据包的数量在连续的时间间隔与适当的持续时间由大流量。一个数学框架的开发，以估计该方法的精度。作为一个应用程序，它示出了如何可以估计大TCP流的数量时，只有采样流量可用。对不同类型的IP网络收集的实验数据，所提出的算法进行了测试。
2009-06-26 cs.NI
The Weak Convergence of TCP Bandwidth Sharing
TCP是几十年来Internet中占主导地位的传输协议。它证明了其适应未知和不断变化的网络条件的灵活性。TCP的一个显著特性是无限制的公平资源共享。不幸的是，这种抽象的公平经常被误解为向平等分享率的趋同。在本文中，我们表明，在理论和实验中，TCP速率收敛不存在。相反，各个TCP流率在接近一个数量级的范围内持续波动。波动不是短期的，而是在长时间间隔内相关的，因此所携带的数据量收敛得相当慢。弱收敛一般不否定公平性。然而，一个特定的传输操作可能会有很大的偏差。
2016-10-28 cs.NI
Internet-Scale Video Streaming over NDN
信息中心网络（ICN）和命名数据网络（NDN）的研究已经产生了许多协议设计和软件原型，但它们需要通过在互联网上的实际使用进行验证和评估，这对实现ICN/NDN愿景至关重要。本文介绍了第一个通过NDN的互联网规模自适应视频流服务，它允许普通用户使用NDN技术观看视频，无需软件安装或手动配置。自2019年年中以来，NDN官方网站已开始使用我们的服务，通过全球NDN测试平台向互联网用户提供其视频，展示了NDN的可行性。我们在NDN测试平台上进行真实世界的实验，以验证所提出的系统的客户端，网络和服务器端的正确实现，并评估我们的视频流服务的性能。
2020-08-06 cs.NI
Multilateral Micro-Monitoring for Internet Streaming
视频流正在主导互联网。为了与传统有线电视和卫星电视的性能竞争，内容提供方将内容交付外包给第三方内容分发网络和经纪人。然而，没有现有的监控机制提供流媒体服务的性能的多边视图。换句话说，没有审计机制反映内容提供方、内容分发方和最终用户关于服务执行情况的相互协议。在本文中，我们提出了UgoVor，一个系统，用于监测多边流媒体合同，这是可执行的描述之间的相互协议的内容提供方，内容分销商和最终用户。我们的关键见解是，实时多边微监控-能够解释每个重新缓冲事件和流中每个视频块的分辨率-不仅是可行的，而且是一项互联网可扩展的任务。为了证明这一说法，我们在一个为期10个月的实验中评估了UgoVor，该实验对应于超过25年的流数据，包括来自1,300多个独特AS的客户端的超过430，000个流会话。我们的测量证实，UgoVor可以提供一个准确的分布式性能共识的互联网流，并可以帮助从根本上推进现有的性能不可知的定价模型，以新颖和透明的支付你的经验。
2021-12-05 cs.NI
Experiments on Computer Networks: Quickly Knowing the Protocols in the TCP/IP Suite
本文介绍了一本用于本科和研究生课程的 TCP/IP 协议族实验手册，通过可虚拟化的 Linux/Windows 实验帮助学习者快速理解协议设计并获得实践视角。
2023-08-10 cs.NI
Decoupling Control from Data for TCP Congestion Control
许多应用希望使用TCP拥塞控制来调节数据包流的传输速率。实现此目标的一种自然方法是在TCP连接上传输数据包流。然而，由于TCP实现拥塞和差错控制两者，因此直接使用TCP连接来传输数据分组流迫使数据分组流受制于由TCP差错控制引起的TCP的其他属性，这可能不适合于这些应用。本文提出的TCP解耦方法是一种将TCP拥塞控制应用于数据包流的新方法，而无需在TCP连接上实际传输数据包流。相反，单独建立使用与数据包流相同的网络路径的TCP连接，然后将数据包流的传输速率与TCP包的传输速率相关联。由于这些TCP分组的传输速率处于TCP拥塞控制之下，因此数据分组流的传输速率也处于TCP拥塞控制之下。此外，由于数据分组流不是在TCP连接上传输的，所以被调节的数据分组流不受TCP差错控制。由于这种灵活性，TCP解耦方法开辟了许多新的机会，解决了老问题，并提高了一些现有应用程序的性能。所有这些优点都将在本文中得到证明。本文介绍了TCP去耦合方法的设计、实现和分析，以及它在TCP集群、无线通信和多媒体流中的成功应用。
1999-10-21 cs.NI
2BRobust -- Mitigating TCP BBR Performance Degradation in Virtual Machines under CPU Contention
Osnabrück University（奥斯纳布吕克大学）
研究在CPU竞争下BBR在虚拟机中的性能退化问题，开发测量框架揭示其吞吐量在竞争中下降，提出BBR补丁通过监控字节和调整速率来缓解问题，避免互联网范围转变损害整体健壮性。
2026-07-22 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
Multimedia Satellite Networks and TCP/IP Traffic Transport
为了满足全世界对多媒体服务和电子连接日益增长的需求，卫星网络将在全球网络的部署中发挥不可或缺的作用。新的服务包括移动服务、私人内联网和通过综合卫星光纤网络提供的高数据率互联网接入。在传输层协议（如TCP）能够令人满意地在大延迟带宽网络中通过卫星ATM工作之前，需要解决几个性能问题。在本文中，我们回顾了拟议的卫星系统，并讨论了宽带卫星ATM网络的业务管理和QoS要求等挑战。在ATM上的未指定比特率（ATM-UBR+）的TCP增强的性能结果与各种终端系统策略和丢弃策略的几个缓冲区大小的大带宽延迟环境。
2016-03-25 cs.NI
Improving TCP Performance over Wireless Network with Frequent Disconnections
本文提出的解决方案时出现的问题，TCP/IP协议集是用来提供互联网连接，通过新兴的802.11无线链路移动终端。考虑到通过移动终端的无线互联网接入的强大驱动力，频繁断开导致串行超时的问题进行了检查和分析，与大量的模拟的帮助下。在对无线链路丢失恢复机制进行了详细的回顾和相关问题的识别后，提出了一种在链路层和传输层进行修改的新方案。所提出的修改取决于两个层之间的交互（i）通过防止超时发生来减少TCP处的传输之前的空闲时间，以及（ii）将拥塞控制与由于链路故障而导致的损失的恢复解耦。基于仿真的实验结果表明，相当大的性能改善与传统的TCP，当无线发送方正在经历频繁的链路故障的建议修改。
2011-12-09 cs.NI cs.PF
Performance and Buffering Requirements of Internet Protocols over ATM ABR and UBR Services
异步传输模式（ATM）网络正迅速地被用作因特网各个部分的主干。本文分析了TCP/IP协议在ATM网络的可用比特率（ABR）和未指定比特率（UBR）业务上的性能。结果表明，ABR将拥塞推到ATM网络的边缘，而UBR将其留在ATM部分内。
1998-09-24 cs.NI
Packed to the Brim: Investigating the Impact of Highly Responsive Prefixes on Internet-wide Measurement Campaigns
本文研究了IPv4全网扫描中的高响应前缀（HRP）现象，发现其占响应地址70%，并提出改进的应用层目标选择方法。
2023-10-25 cs.NI
Spoki: Unveiling a New Wave of Scanners through a Reactive Network Telescope
大规模互联网扫描是识别特定攻击受害者的常用方法。像ZMap这样的无状态扫描已经被确立为在互联网规模上进行探测的有效方法。然而，无状态扫描需要第二阶段来执行攻击，这对于网络望远镜来说仍然是不可见的，网络望远镜只捕获第一个传入的数据包，并且不会被蜜罐观察到相关事件。在这项工作中，我们通过Spoki，一个反应式网络望远镜实时操作，我们设计和实现的互联网范围内的扫描流量。Spoki响应异步TCP SYN数据包，并参与在两阶段扫描的第二阶段启动的TCP握手。因为它是非常轻量级的，它可以扩展到大前缀，在那里它有独特的机会记录在TCP握手ACK中提交的第一个数据序列。我们在三个月的时间内使用全球部署的Spoki反应望远镜以及来自IXP和ISP的流量数据集分析两相扫描仪。我们发现，占主导地位的部分TCP同步网络在互联网上具有不规则的特点。我们的研究结果还提供了当今扫描的明确特征：（i）高度针对性，（ii）扫描活动在区域有利位置之间存在显著差异，以及（iii）很大一部分来自恶意来源。
2021-10-11 cs.CR cs.NI
Deployment of Stream Control Transmission Protocol (SCTP) to Maintain the Applications of Data Centers
随着实时应用向数据中心的发展，在数据中心的一些应用中，对标准TCP协议的替代品的需求已经成为首要需求。TCP协议的几种替代方案已经被提出，但SCTP由于其几个良好的构建特性而具有优势，这些特性使其能够有效地工作。在本文中，我们研究了SCTP的特点，数据中心，如多流和多宿主的TCP协议的特点。在本文中，我们的目标是介绍数据中心的内部问题。健壮的传输协议在一定程度上减少了这些问题。针对数据中心的问题，我们还研究了高度部署的标准TCP的弱点，并评估了SCTP在数据中心更快通信的背景下的性能。我们还发现了一些弱点和不足的SCTP到数据中心，并试图提出一些方法来避免他们保持SCTP的原生功能。为了验证TCP和SCTP的优点和缺点，我们使用ns2在数据中心的上下文中进行仿真。在调查结果的基础上，我们强调SCTP的主要优势。最后，我们实现了
2013-11-11 cs.NI
A comparative study of aggregate TCP retransmission rates
段重传是确保互联网中可靠的端到端通信的重要工具。它们在TCP设计和操作中的关键作用已被广泛研究，特别是在识别不符合、错误或表现不佳的行为方面。然而，在检查和分析大流量跟踪时，TCP数据段重传往往被忽略。事实上，有些人已经开始相信，重传是一种罕见的奇怪现象，其特征是与故障网络路径相关，通常，随着网络技术的进步和链路容量的增长，这些路径往往会消失。我们发现，这可能是远离现实所经历的TCP流。我们量化聚合TCP段重传率使用公开的网络跟踪从六个被动监测点连接到出口网关在大型网站。在几乎一半的跟踪中，我们观察到总TCP重传率超过1%，其中大约一半的重传率超过2%。即使对于具有低利用率和高容量网关链路的站点，1%甚至更高的重传率也并不罕见。我们的研究结果补充，扩展，并带来了最新的部分和不完整的结果在以前的工作中，并表明，TCP重传继续构成一个不可忽视的整体流量的百分比，尽管在电信技术和网络协议的全面显着进步。所提出的结果是相关的端到端的协议设计者和评估者，因为他们提供了一系列的“现实”的情况下，和一个“标记”，模拟研究可以配置和校准，并评估未来的协议。
2011-12-10 cs.NI
Learning Wi-Fi Connection Loss Predictions for Seamless Vertical Handovers Using Multipath TCP
TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Philipps-Universität Marburg（马尔堡菲利普斯大学）
我们提出了一种新的数据驱动的方法来在智能手机上执行平滑的Wi-Fi/蜂窝切换。我们的方法依赖于多个智能手机传感器提供的数据（例如，Wi-Fi RSSI、加速度、指南针、步数计数器、气压）来预测Wi-Fi连接丢失，并使用多路径TCP在不同连接模式之间动态切换。我们训练一个随机森林分类器和一个人工神经网络对现实世界的传感器数据收集的五个智能手机用户在三个月内。经过训练的模型在智能手机上执行，可以提前15秒可靠地预测Wi-Fi连接丢失，精度高达0.97，召回率高达0.98。此外，我们提出了四个DASH视频流实验，运行在Nexus 5智能手机上使用可用的Wi-Fi/蜂窝网络的结果。用于Wi-Fi连接丢失的神经网络预测用于在蜂窝链路上建立MPTCP子流。实验表明，我们的方法提供了无缝的无线连接，提高了DASH视频流的体验质量，并且与没有Wi-Fi连接丢失预测的切换方法相比，需要更少的蜂窝数据。
2019-07-24 cs.LG cs.NI
Solving the Problem of Poor Internet Connectivity in Dhaka: Innovative Solutions Using Advanced WebRTC and Adaptive Streaming Technologies
针对达卡互联网连接差的问题，提出融合WebRTC、自适应流媒体和服务器端录制的框架，通过动态转码、实时纠错和接口选择，显著提升吞吐量、降低延迟，为超密集城市通信提供可扩展方案。
2025-06-19 cs.NI
Elastic-TCP: Flexible Congestion Control Algorithm to Adapt for High-BDP Networks
在过去的十年中，对互联网应用的需求不断增加，这增加了全球数据中心的数量。这些数据中心通常使用长距离和高速网络相互连接。如已知的，传输控制协议（TCP）是用于在这些数据中心之间提供这种连接的主要协议。不幸的是，这些网络的巨大的带宽延迟产品（BDP）阻碍了TCP实现充分的带宽利用率。为了提高TCP适应高BDP网络的灵活性，提出了一种新的基于时延且与RTT无关的拥塞控制算法（CCA），即Elastic-TCP。它主要贡献了新的窗口相关加权函数（WWF），以提高TCP带宽利用率在高BDP网络。已经进行了大量的模拟和测试床实验，通过将其性能与Microsoft，Linux和Google开发的常用TCP进行比较来评估所提出的Elastic-TCP。实验结果表明，与其他TCP协议相比，弹性TCP协议在保持公平性和丢包率的前提下，获得了更高的平均吞吐量。此外，值得注意的是，新的Elastic-TCP对缓冲区大小和分组出错率的变化的敏感性比其他TCP低，这赋予了高效率和稳定性。
2019-04-30 cs.DC cs.NI
On the long time behavior of the TCP window size process
TCP窗口大小过程出现在著名的传输控制协议的建模中，该协议用于通过Internet进行数据传输。这个连续时间马尔可夫过程取其值于$[0,\infty)$，是遍历的和不可逆的。它属于加法增加乘法减少过程类。样本路径是分段线性确定性的，动力学的全部随机性来自跳跃机制。这个过程的几个方面已经在文献中进行了研究。在本文中，我们主要得到了定量估计的收敛到平衡，在$W_1$ Wasserstein耦合距离，过程和它的嵌入链。
2009-12-16 cs.NI math.PR
Performance Characterization of a Commercial Video Streaming Service
尽管互联网上的视频流越来越受欢迎，但重新缓冲和高启动延迟等问题继续困扰着用户。在本文中，我们提出了一个端到端的表征雅虎的视频流媒体服务，分析了超过5亿的视频块下载超过两周的时间。我们通过在块级别检测CDN服务器和客户端播放器，同时还从服务器网络堆栈中收集TCP变量的频繁快照，从而获得对性能下降原因的独特可见性。我们发现了一系列的性能问题，包括异步磁盘读取定时器和缓存未命中在服务器上，高延迟和延迟变化的网络，在客户端缓冲延迟和丢弃的帧。通过查看同一会话中的块或指向同一IP前缀的块，我们可以看到一些性能问题是如何相对持久的，这取决于视频的流行程度、客户端和服务器之间的距离以及客户端的操作系统、浏览器和Flash运行时。
2016-05-16 cs.NI
Hybrid CDN structure with a P2P based streaming protocol
在过去的十年里，互联网的发展速度呈指数级增长，随着越来越多的人使用互联网，有效的数据传输已经成为一个关键问题。基于对等（P2P）/种子共享的网络具有用于内容分发的若干期望特征，诸如低成本、可扩展性和容错。虽然每个这样的专用系统的发明已经改善了用户体验，但是这些系统的一些基本缺点经常被忽视。为了结合传统内容分发网络（CDN）和基于P2P/种子共享的网络的特性，本文提出了一种在接入网中采用基于P2P/种子共享的流媒体协议的混合CDN结构。在这项工作中，我们专注于数据冗余（在每个节点）的问题，并显示它如何严重影响网络经济和最终用户的体验，从而导致低流量负载和冗余
2010-04-18 cs.NI
Insights from Analysis of Video Streaming Data to Improve Resource Management
今天，互联网流量的很大一部分是视频。Over The Top（OTT）服务提供商通过在多个实体拥有的物理基础设施之上创建大型分布式云网络来提供视频流服务。我们的研究通过分析从韩国最大的OTT服务提供商收集的数据，探索了视频流媒体活动的见解。我们对全国性数据的分析显示了视频流的有趣特性，例如用户简档信息（例如，年龄、性别）和观看习惯、用户的观看习惯（用户何时观看？使用哪些设备？），观看模式（早退观看者与稳定观看者）等。视频点播（VoD）流传输涉及昂贵的（并且通常是有限的）计算、存储和网络资源。本研究的结果将有助于OTT、内容分发网络、互联网服务提供商（ISP）和运营商网络运营商改进其资源分配和管理技术。
2018-09-06 cs.NI
Using the Buffer to Avoid Rebuffers: Evidence from a Large Video Streaming Service
为了提供更好的流媒体体验，视频客户端如今通过观察和估计可用容量来选择其视频速率。最近的工作表明，由于ABR控制环路，HTTP服务器性能和TCP拥塞控制之间复杂的相互作用，容量估计充满了困难。基于估计的速率选择算法可能导致不必要的重新缓冲事件和次优视频质量。本文认为，我们应该放弃估计网络容量，而是直接观察和控制回放缓冲区-这是我们最感兴趣的控制状态变量。我们提出了一类“基于缓冲区”的速率选择算法，可以降低重新缓冲速率，同时允许我们控制传输的视频质量。我们在Netflix视频客户端中实现了我们的算法，并在全球数百万Netflix用户中进行了一系列实验。我们的研究结果表明，通过取消估计网络容量，而不是专注于缓冲区占用，我们可以减少20%的重新缓冲速率，而保持视频速率不变。
2014-01-10 cs.NI
On the Interaction of Adaptive Video Streaming with Content-Centric Networking
当今互联网的两个主要趋势是视频流服务的主要兴趣：大多数内容交付平台都倾向于通过HTTP使用自适应视频流，以及允许在网络内的中间点进行缓存的新网络架构。我们调查了最流行的流媒体服务的速率自适应和机会主义缓存。我们的实验研究表明，流媒体客户端的速率选择轨迹，即，构成完整视频的具有不同比特率的所选片段的集合在单独的下载中不重复。此外，高速缓存的参与可能会导致高速缓存和服务器之间的频繁交替时，服务回客户端的视频片段的请求。这些观察保证了速率自适应算法设计的谨慎，并触发我们的分析，以表征HTTP流的网络内缓存的性能。我们的分析结果表明：（i）对于自适应流传输，高速缓存命中率的显著降低，在当今的互联网中具有典型的文件流行度分布;（ii）由于与客户端-服务器连接相比，客户端-高速缓存连接处的吞吐量（通常）更高，因此，由于速率自适应算法的误判，发生高速缓存-服务器振荡。最后，我们介绍了DASH-INC，一个框架，用于改进缓存网络中的视频流，包括转码和多个吞吐量估计。
2013-07-03 cs.NI
Adaptive Bitrate Video Streaming for Wireless nodes: A Survey
在当今的互联网中，视频是最占主导地位的应用，除此之外，诸如WiFi、蜂窝和蓝牙的无线网络已经变得无处不在。因此，大多数互联网流量是无线节点上的视频。有大量的研究来改进视频流以在互联网上实现高质量的体验（QoE）。他们中的许多人专注于无线节点。最近的测量研究经常表明，视频的QoE在许多无线客户端通过互联网受到影响。最近，许多研究论文提出了模型和方案，以优化自适应比特率（ABR）为基础的视频流的无线和移动用户。在这次调查中，我们提出了一个全面的概述，最近的工作在该地区的互联网视频专为无线网络。最近的研究表明，通过无线连接客户端增加了一些新的挑战。而且，当这些节点是移动的时，这些挑战变得更加难以处理。该调查还讨论了由于无线频谱日益稀缺而导致的未来研究的新的潜在领域。
2020-07-27 cs.DC cs.NI
A simple stability condition for RED using TCP mean-field modeling
互联网拥塞是一个老问题，但仍然是一个深入研究的主题。TCP协议及其AIMD（加法增加和乘法减少）行为隐藏了非常具有挑战性的问题;其中之一是了解大量用户之间的交互与延迟反馈。本文将重点讨论TCP的两个建模问题，在实现[Baccelli McDonald Reynier 02]中提出的模型时，这两个问题对于解决具体场景非常重要，首先是最大TCP窗口大小的建模：在许多实际情况下可以快速达到这个最大值;其次是延迟结构：当排队延迟可变时，通常的Little-like公式表现得很差，并且可能显著地改变预测队列大小的演变，这使得研究drop-tail或RED（随机早期检测）机制是无用的。在提出的TCP建模改进中，我们能够看到一个具体的例子，其中RED应该在FIFO路由器中使用，而不是让默认的drop-tail发生。我们研究了RED算法窗口大小分布的数学不动点和局部稳定性。一个有趣的情况是，当RED在拥塞开始时以极限运行时，它避免了不必要的带宽损失和延迟变化。
2006-09-05 cs.NI math.PR
Multipath IP Routing on End Devices: Motivation, Design, and Performance
现在，大多数终端设备都配备了多个网络接口。应用程序可以利用所有可用的接口，并受益于多路径传输。多路径TCP（MPTCP）是近年来提出的一种在传输层实现多路径传输的协议，引起了学术界和工业界的广泛关注。然而，MPTCP仅支持基于TCP的应用，并且其多路径路由灵活性有限。在本文中，我们研究了从终端设备的网络层编排多路径传输的可能性，并开发了一个多路径IP（MPIP）的设计，包括信令，会话和路径管理，多路径路由，和NAT穿越。我们在Linux和Android内核中实现了MPIP。通过控制实验室实验和互联网实验，我们证明了MPIP可以有效地实现在网络层的多径增益。它不仅支持传统的TCP和UDP协议，还可以与MPTCP无缝协作。通过促进用户定义的定制路由，MPIP可以以协调的方式路由来自竞争应用的流量，以最大限度地提高聚合用户体验质量。
2017-09-17 cs.NI
Evaluating the Stream Control Transmission Protocol Using Uppaal
流控制传输协议（SCTP）是一种传输层协议，已被提出作为物联网（IoT）传输控制协议（TCP）的替代方案。SCTP的四次握手机制声称通过确保客户端的合法性来保护服务器免受拒绝服务（DoS）攻击，这是TCP三次握手的已知问题。本文通过对TCP和SCTP握手机制的比较，讨论了SCTP握手机制的优缺点。我们提出了一个Uppaal模型的TCP三路握手和SCTP四路握手，并表明，SCTP是能够应付存在的非法客户端，而TCP失败。结果证实，SCTP更适合处理这种类型的攻击。
2017-03-20 cs.LO cs.NI cs.SE
QUICsand: Quantifying QUIC Reconnaissance Scans and DoS Flooding Events
在本文中，我们提出了第一次测量互联网背景辐射起源于新兴的传输协议QUIC。我们的分析是基于UCSD网络望远镜，与主动测量。我们发现，研究项目主导了QUIC扫描生态系统，但也发现了来自非良性来源的流量。我们认为，虽然QUIC已被精心设计，以限制反射放大攻击，QUIC握手是容易资源耗尽攻击，类似于TCP SYN洪水。我们通过展示这种攻击向量如何在多向量攻击中被利用来证实这一猜想：平均而言，互联网每小时会遭受四次QUIC洪水攻击，其中一半的攻击与其他常见的攻击类型（如TCP/UDP洪水攻击）同时发生。
2021-10-05 cs.CR cs.NI
The Internet Runs on Names
APNIC（亚太网络信息中心）；UCLA Computer Science Department（加州大学洛杉矶分校计算机系）
本文探讨了互联网从基于IP地址的设计转向基于名称的操作带来的矛盾，指出这种转变导致了操作复杂性、脆弱性和风险。
2026-06-15 cs.NI
Efficient multicast data transfer with congestion control using dynamic source channels
最有效的接收器驱动的多播拥塞控制协议使用动态信道。这意味着每个组具有相位连续减小的循环速率变化。尽管在公平性方面有希望的结果，有效地使用这些动态组可能是一个具有挑战性的任务，应用程序员。本文提出了一种排序器，它以最佳的方式将应用程序数据映射到动态组。多个应用程序，如文件传输或视频流，可以使用这个序列器，这要归功于一个简单的API，它可用于任何包含最重要数据的缓冲区。为了评估这个解决方案，我们设计了一个使用FEC编码的文件传输软件。结果显示了序列器的最佳行为和文件传输效率，因为单次下载仅比TCP多产生一点开销。此外，下载时间几乎与接收器的数量无关，并且已经比TCP快2个竞争下载。
2010-04-27 cs.NI
Inferring Streaming Video Quality from Encrypted Traffic: Practical Models and Deployment Experience
推断流视频应用的质量对于互联网服务提供商来说很重要，但大多数视频流都是加密的，这使得它很难做到。我们开发的模型，推断加密的流媒体视频服务的质量指标（\ie，启动延迟和分辨率）。我们的论文建立在以前的工作，但在几个方面进行了扩展。首先，该模型在部署设置中工作，其中必须从混合流量中识别视频会话和片段，并且收集的流量统计的时间精度更粗略（由于聚合，因此为\eg）。其次，我们开发了一个单一的复合模型，适用于一系列不同的服务（即，Netflix，YouTube，亚马逊和Twitch），而不是仅仅一个服务。第三，与许多先前的模型不同，该模型以更细的粒度（\eg，精确的启动延迟，而不是仅检测短延迟与长延迟）执行预测，从而允许对正在进行的流传输质量得出更好的结论。第四，我们证明了该模型是实用的，通过16个月的部署在66个家庭，并提供新的见解互联网“速度”和相应的视频流的质量之间的关系，为各种服务，我们发现，更高的速度只提供最小的改善启动延迟和分辨率。
2019-08-14 cs.NI
Flexible IoT Datapath Programming using P4
网络和设备技术的进步使得任何设备都能够连接到互联网，从而形成物联网（IoT）架构。基于物联网服务的互联网相关活动不可避免地会产生大量的实时数据，从而导致大数据现象。为了有效地处理如此大的物联网数据，软件定义网络（SDN）技术可以发挥作用。在SDN技术中，P4是用于编程协议无关的分组处理器的高级语言。本文介绍了我们如何使用P4来实现大规模物联网流数据流的灵活数据路径编程的初步工作。作为一个案例研究，我们描述了在任意网络拓扑结构中实现基于动态MST的数据路径编程，用于物联网数据汇集。
2020-06-29 cs.NI
Analyzing Peer Selection Policies for BitTorrent Multimedia On-Demand Streaming Systems in Internet
BitTorrent协议在多媒体点播流媒体系统中的适应性主要取决于其两个核心算法的改进，即分片策略和节点选择策略。然而，更多的注意力已经被给予了一块选择政策。在此背景下，本文提出了三种新的对等选择策略，用于设计针对该类型系统的BitTorrent类协议：选择平衡邻居策略（SBNP），选择常规邻居策略（SRNP）和选择乐观邻居策略（SONP）。这些建议是通过竞争分析的基础上，包括各种多媒体的情况下，定义在功能的重要特征参数，如内容类型，内容大小，和客户端的互动配置文件的模拟验证。服务时间、服务客户数和效率回收系数是分析中评估的性能指标。最后的结果主要表明，新的建议构成可扩展的解决方案，可以考虑为实际的项目设计。最后，对本文的工作进行了总结.
2014-02-10 cs.MM cs.NI
Design Issues for providing Minimum Rate Guarantees to the ATM Unspecified Bit Rate Service
最近已经提出了对ATM未指定比特率（UBR）服务的增强，其保证在帧级上对UBR VC的最小速率。这些增强被称为保证帧速率（GFR）。在本文中，我们讨论了GFR的动机，设计和实施问题。我们提出了缓冲区管理和警务机制的设计，以实现GFR。我们研究了警务，每VC缓冲区分配，每VC排队提供GFR TCP/IP流量的影响。我们得出结论，每VC调度是必要的，以提供最低速率保证TCP流量。我们研究的作用，帧标记的调度和缓冲区管理提供最低速率保证的存在。还讨论了使用GFR来支持Internet受控负载服务。
1998-09-23 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
YouTube over Google's QUIC vs Internet Middleboxes: A Tug of War between Protocol Sustainability and Application QoE
诸如web代理、防火墙等中间盒广泛地部署在当今的网络基础设施中。因此，大多数协议需要调整其行为以共存。最常用的传输协议之一，QUIC，通过回退到TCP来适应这样的中间盒，在那里他们阻止它。在本文中，我们认为QUIC的盲回退行为，即，不区分由中间盒引起的故障和由网络拥塞引起的故障，极大地影响了QUIC的性能。为此，我们专注于YouTube视频流，并通过同时启用TCP和QUIC，利用YouTube的生产端点进行测量研究。总的来说，我们通过各种带宽模式收集了超过2600小时的数据流，来自5个不同的地理位置和各种视频类型。令我们惊讶的是，我们观察到传统设置（TCP）在超过60%的情况下优于或与QUIC浏览器相同。我们看到，我们的观察结果在各个QoE参数、带宽模式、位置和视频之间是一致的。接下来，我们进行深入分析，以发现这种行为背后的根本原因。我们发现回退和QoE下降事件之间的良好相关性（0.3-0.7），即，质量下降和重新缓冲或停止。我们进一步执行Granger因果分析，发现回退Granger导致70%的QUIC启用会话的质量下降或停滞。我们相信我们的研究将帮助设计人员重新考虑在QUIC中启用回退的决定，并区分中间盒和网络拥塞引起的丢包。
2022-03-22 cs.NI cs.SY eess.SY
