A Stability-first Approach to Running TCP over Starlink
针对LEO卫星星座下TCP连接因路由频繁变动性能受限的问题，本文提出多种以路由稳定性为核心的算法，相比现有最短路径优化方案大幅提升了端到端通信性能，为轨道路由与传输控制的协同设计提供基础。
2024-08-14 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
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
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
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
Right buffer sizing matters: some dynamical and statistical studies on Compound TCP
IIT Madras（印度理工学院马德拉斯分校）
本文研究了Compound TCP在不同网络拓扑下的性能，发现较小的缓冲区有利于系统稳定性，并且能够减少延迟，同时在吞吐量和流完成时间方面也表现良好。
2018-12-24 cs.NI cs.PF cs.SY
Modeling Network Coded TCP: Analysis of Throughput and Energy Cost
我们分析了TCP和TCP与网络编码（TCP/NC）在有损网络中的性能。我们建立在由Padhye等人介绍的框架上。并将经典TCP和TCP/NC的吞吐量行为表征为擦除概率、往返时间、最大窗口大小和连接持续时间的函数。我们的分析结果表明，网络编码屏蔽随机擦除TCP，从而防止TCP的性能下降，在有损网络。还可以看出，TCP/NC相比TCP具有显著的吞吐量增益。此外，我们表明，TCP/NC可能会导致无线网络提供商的成本降低，同时保持一定的服务质量，他们的用户。我们根据基站数量来衡量成本，这与网络提供商的能源，资本和运营成本高度相关。我们表明，增加可用带宽可能不一定会导致吞吐量的增加，特别是在TCP性能不佳的有损网络。我们表明，使用协议，如TCP/NC，这是更有弹性的擦除，可能会导致相应的吞吐量专用于每个用户的带宽。
2012-08-15 cs.NI
To Switch or Not to Switch to TCP Prague? Incentives for Adoption in a Partial L4S Deployment
本文研究部分L4S部署下用户切换到TCP Prague的收益，发现其在某些共存场景中吞吐量和公平性不如TCP Cubic或BBR，可能阻碍采用。
2024-06-29 cs.NI
TCP over low-power and lossy networks: tuning the segment size to minimize energy consumption
低功率和有损网络（LLN），如基于IEEE 802.15.4标准的无线网络，具有很强的能量约束，并且此外经受频繁的传输错误，不仅由于拥塞，而且由于冲突和无线电信道条件。本文介绍了一种分析模型来计算由于TCP协议的LLN的总能耗。该模型使我们能够突出一些权衡方面的选择的TCP最大段的大小，前向纠错（FEC）冗余比，和链路层重传的数量，以尽量减少总的能源消耗。
2010-10-25 cs.NI
New RED-type TCP-AQM algorithms based on beta distribution drop functions
近年来，主动队列管理（AQM）机制，以提高TCP/IP网络的性能已经获得了相关的作用。在本文中，我们提出了一个简单而强大的RED型算法，以及一对夫妇的动态变量的能力，以适应不同的网络环境的具体特点，以及用户的需求。我们首先介绍一个基本版本，称为Beta RED（BetaRED），用户可以根据网络条件自由调整参数。其目的是使参数设置简单直观，以便在广泛的参数范围内获得良好的性能。其次，以BetaRED为框架，设计了两种动态算法，我们称之为自适应BetaRED（ABetaRED）和动态BetaRED（DBetaRED）。在这些新的算法中，某些参数被动态地调整，使得队列长度在预定的参考值附近并且根据变化的网络业务条件保持稳定。最后，我们提出了一个电池的模拟使用网络模拟器3（ns-3）软件有两个目标：指导用户如何调整参数的BetaRED机制，并显示性能比较ABetaRED和DBetaRED与其他代表性的算法，追求类似的目标。
2022-09-22 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
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
Nonlinear Instabilities in Computer Network Dynamics
本文研究计算机网络中的两类非线性动态模型，通过一阶离散时间模型和分岔理论揭示了TCP-RED网络因非线性依赖和缓冲限制导致倍周期与边界碰撞分岔，并基于Kelly框架利用时滞微分方程证明了最优速率控制的时滞无关稳定性。
2025-10-24 cs.NI cs.SY eess.SY
Centrality-Based Deployment of Queue Policies in Acyclic Multipath Routing Networks
Indian Institute of Technology Mandi（印度曼迪理工学院）
针对具有拓扑层次、无环路径和多路径路由的网络，提出基于Katz中心性的AQM部署策略，可提升网络稳定性并保障低延迟运行，经仿真验证有效。
2026-08-26 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
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
X-TCP: A Cross Layer Approach for TCP Uplink Flows in mmWave Networks
毫米波频率将可能成为第五代移动网络和3GPP新无线电（NR）标准的一部分。毫米波通信确实提供了一个非常大的带宽，从而增加了小区的吞吐量，但如何利用这些资源在更高的层仍然是一个开放的研究问题。一个非常相关的问题是通道的高度可变性，这是由障碍物和人体的阻塞引起的。这影响了传输层的拥塞控制机制的设计，并且诸如TCP CUBIC的最新TCP方案呈现出次优性能。在本文中，我们提出了一种跨层的方法，调整TCP的拥塞窗口在移动设备侧使用的可用数据率在毫米波物理层的估计，基于实际的资源分配和信号干扰加噪声比的上行链路流量。我们表明，这种方法减少了延迟，避免填充蜂窝堆栈中的缓冲区，并具有更快的恢复时间RTO事件后比其他几个TCP拥塞控制算法。
2017-06-03 cs.IT cs.NI math.IT
Congestion control in high-speed networks using the probabilistic estimation approach
如今，大部分互联网流量使用TCP协议进行可靠传输。但标准TCP在高速网络中的性能很差，因此核心千兆字节链路通常未得到充分利用。这个问题的根源在于TCP的保守性，特别是在其加性增乘性减（AIMD）阶段。换句话说，由于TCP不能精确地计算出网络的拥塞状态，因此它遵循保守的策略来防止网络过载。我们相信，在网络中精确的拥塞估计可以解决这个问题，避免不必要的保护。为此，本文提出了一种算法，该算法综合考虑了丢包和时延信息，并采用概率方法来准确估计网络中的拥塞状态。为了研究所提出的方案的性能，广泛的模拟已经在NS-2环境中进行。仿真结果表明，该算法在瓶颈利用率、稳定性、吞吐量和公平性等方面均优于现有算法。
2021-03-09 cs.NI cs.SI
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
A Deep Reinforcement Learning-Based TCP Congestion Control Algorithm: Design, Simulation, and Evaluation
Aydın Science High School（艾丁科学高中）；ASELSAN Technical Anatolian High School（ASELSAN技术安纳托利亚高中）；Erman Ilıcak Science High School（埃尔曼·伊利卡克科学高中）
本文提出一种基于深度强化学习的TCP拥塞控制算法，通过动态调整拥塞窗口提升吞吐量与降低延迟，优于传统TCP算法。
2026-01-19 cs.AI 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
C2TCP: A Flexible Cellular TCP to Meet Stringent Delay Requirements
由于当前广泛可用的网络协议/系统主要是面向吞吐量的设计，因此满足诸如蜂窝网络上的虚拟现实和车辆到车辆通信的新应用的严格延迟要求需要新的网络协议/系统设计。C2 TCP是朝着这个新设计方向的努力。C2 TCP的灵感来自于网络中的主动队列管理（AQM）设计，如RED和CoDel，并缺乏一个灵活的端到端（e2 e）的方法，可以适应不同的应用程序的QoS要求，而无需修改任何网络设备。它应对了蜂窝网络中实现超低延迟的独特挑战（包括高度可变的信道，深的每用户缓冲区，自我造成的排队延迟，无线电上行链路/下行链路调度延迟），并旨在满足不同应用的严格延迟要求，同时最大限度地提高吞吐量。C2 TCP工作在经典的面向吞吐量的TCP之上，并适应各种目标延迟，而不需要任何信道预测，网络状态分析或复杂的速率调整机制。我们在真实环境和广泛的基于跟踪的仿真中评估了C2 TCP，并将其性能与不同的TCP变体和最先进的方案进行了比较，这些方案包括PCC-Vivace，Google的BBR，Verus，Sunday，TCP Westwood和Cubic。结果表明，C2 TCP优于所有这些方案，并实现较低的平均延迟，抖动，和第95百分位延迟的数据包。
2018-12-03 cs.NI
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
A Reinforcement Learning Framework for Application-Specific TCP Congestion-Control
针对现有TCP拥塞控制方法无法适应应用多样化目标的问题，提出基于深度强化学习的ASC框架，支持任意应用指定任意网络目标，并能快速适应目标与网络变化，实验证明其在多种目标上优于现有方法。
2025-09-11 cs.IR cs.NI
Design and Implementation of Fair Congestion Control for Data Centers Networks
在数据中心中，复合突发业务的性质以及小的带宽延迟积和交换机缓冲器导致了传统的拥塞控制机制（例如TCP）不能很好地处理的若干拥塞问题。现有的工作试图通过修改TCP以适应数据中心的操作性质来解决这个问题。这在私人环境中实际上是可行的，但在公共环境中，这种修改是禁止的。因此，在这项工作中，我们设计了简单的基于交换机的队列管理来充分处理这种拥塞问题。这种方法不需要修改TCP发送方和接收方算法，从而可以在公共数据中心轻松无缝地部署。我们提出了一个理论分析，以显示该计划的稳定性和有效性。我们还提出了三种不同的实际实现（作为Linux内核模块和OpenvSwitch的附加功能），并给出了NS-2模拟和在小型测试床集群中实际部署的实验的数值结果，以显示其在实现高吞吐量的整体，良好的公平性和延迟敏感流的短流完成时间的有效性。
2020-12-01 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
ECN based Congestion Control for a Software Defined Network
本文提出一种SDN集中式控制器通过设置ECN位参与端侧TCP拥塞控制的框架，无需修改端节点和交换机，并在Mininet中实现，流完成时间相比TCP Cubic提升30倍、相比TCP/RED提升1.7倍。
2023-10-26 cs.NI
Stability and non-linear dynamics of Dual congestion control schemes with two delays
在本文中，我们分析了一些局部稳定性和局部分支性质的比例公平，TCP公平，和基于延迟的对偶算法存在两个不同的时间延迟。特别是，我们的重点是不同的公平性，稳定性和分歧理论属性的概念之间的相互作用。不同的公平性概念导致了对偶算法类的不同非线性模型。人们可以为这些模型中的每一个设计局部稳定性的条件，但是这样的条件不提供公平标准所期望的明确的设计建议。通过分叉理论分析，我们必须考虑非线性项，这有助于了解各种系统的其他动力学性质。在TCP公平和延迟的双重算法的情况下，有两个延迟，我们提出的证据表明，他们可以进行亚临界Hopf分岔，这是以前没有发现通过分析这些算法的单延迟变量。亚临界Hopf分岔可能导致大振幅极限环或不稳定极限环，因此在工程应用中应避免。在比例公平算法的情况下，我们提供了强有力的证据表明，所有人都应该期待的是发生超临界的Hopf分岔，这导致稳定的极限环与小振幅。因此，从设计的角度来看，我们的分析有利于使用比例公平的类的双重拥塞控制算法。据我们所知，这是第一项研究，提出的证据表明，流体模型代表互联网拥塞控制算法可能会经历一个亚临界Hopf分岔。
2019-06-02 cs.NI nlin.CD
Multi-Flow Congestion Control with Network Assistance
用于增强内容分发的性能和稳定性的公知技术是使用多个传播流。多路径TCP（MPTCP）是Internet上最流行的多流协议，允许接收方利用多条路径到达单个发送方。然而，MPTCP不能完全利用多路径连接的潜在收益，因为它必须与（单流）TCP公平地共享资源，而不清楚可用路径是否共享任何瓶颈链路。在本文中，我们介绍了一种混合拥塞控制算法的多路径和多路径传输，使更高的带宽利用率相比，MPTCP，同时保持友好的TCP流。我们的解决方案采用（i）一个网络中的模块，提供必要的拓扑信息和（ii）规范化多流拥塞控制（NMCC），一种新的端到端的拥塞控制算法。虽然NMCC是架构独立的，网络中的模块可以适用于多协议标签交换（MPLS）或软件定义网络（SDN），我们的原型是在发布-订阅互联网（PSI）架构上实现的，它提供集中的路径形成和源路由。使用实际的协议实现部署在我们的测试平台上，我们提供的实验结果，验证我们的设计在性能，适应不断变化的网络条件和友好的其他流量方面的有效性。
2017-07-06 cs.NI
Model Predictive Congestion Control for TCP Endpoints
科学网络和专用广域网（WAN）中的一个共同问题是通过为每个流保持特定的步调速率来实现多个并发流的可预测数据传输。我们解决这个问题，通过开发一种控制算法的基础上的概念，从模型预测控制（MPC），以产生流畅的起搏速率和往返时间（RTT）的流量。在所提出的方法中，我们模型的瓶颈链路作为一个队列，并推导出一个模型的起搏速率和RTT。基于此模型的MPC控制算法，以避免极端的窗口（转化为速率）减少，存在于当前的控制算法，当面对网络拥塞。我们已经实现了我们的算法作为一个Linux内核模块。通过仿真和实验分析，我们表明，我们的算法实现了一个低标准差的RTT和起搏速率的目标，即使在瓶颈链路被充分利用。在多个流的情况下，我们可以为每个流分配不同的速率，只要速率之和小于瓶颈速率，它们就可以以低标准差维持其分配的起搏速率。即使流具有不同的RTT，也可以实现这一点。
2020-02-23 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
FairQ: Fair and Fast Rate Allocation in Data Centers
针对数据中心特殊拥塞模式且不修改TCP的需求，提出基于交换机的FairQ速率分配方法，通过软件更新实现无缝部署，理论分析与NetFPGA原型实验验证了其稳定性和有效性。
2024-01-09 cs.NI
Measuring DNS over TCP in the Era of Increasing DNS Response Sizes: A View from the Edge
域名系统（DNS）是互联网最重要的组成部分之一。虽然最初的标准定义了DNS over UDP（DoUDP）和DNS over TCP（DoTCP）的使用，但UDP已成为DNS中使用的主要协议。随着新资源记录（RR）的引入，DNS响应的大小大幅增加。由于这可能导致截断或IP碎片，因此标准要求的DoTCP回退通过克服DoUDP的大小限制来确保成功的DNS响应。然而，到目前为止，存根解析器使用DoTCP的影响还没有得到广泛的研究。我们通过从边缘在DoTCP上展示一个视图来缩小这一差距，从2，500个探测器向公共以及探测DNS递归解析器发出12.1M DNS请求。在我们的测量研究中，我们观察到DoTCP通常比DoUDP慢，对于大多数解析器，响应时间的相对增加小于37%。虽然可以利用DoTCP的优化来进一步减少响应时间，但我们表明，对公共解析器的支持仍然缺失，因此为未来的优化留下了空间。此外，我们还发现，公共解析器一般具有可比的可靠性DoTCP和DoUDP。然而，探测解析器显示出明显不同的行为：针对探测解析器的DoTCP查询在4种情况中有3种失败，因此不符合标准。这个问题在未来只会加剧：随着DNS响应大小的不断增长，对DoTCP的需求将更加强烈。
2022-07-18 cs.NI
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
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
Integration of streaming services and TCP data transmission in the Internet
在本文中，我们研究的弹性和流业务在同一链路上的IP网络的整合。我们特别感兴趣的是通过数据传输获得的平均比特率的计算。为此目的，我们认为由流传输业务提供的比特率是低的，具有小参数\eps \ll 1的数量级，并且与辅助平稳马尔可夫过程（X（t））相关。假设数据传输是指数分布的，根据泊松过程到达，并根据理想的处理器共享纪律共享可用带宽，我们推导出的平均比特率的数据传输作为一个幂级数展开\eps。由于该系统可以用一个服务率随时间变化的M/M/1排队系统来描述，而服务率随时间变化的M/M/1排队系统依赖于参数\eps和过程（X（t）），因此关键问题是计算在忙期内该排队系统在占用过程下所扫描的区域的扩展。我们得到封闭的公式的幂级数展开在\eps的平均比特率，这使我们能够验证的有效性，所谓的减少服务率在一阶。二阶项产生更多的洞察流的可变性的负面影响。
2006-01-06 cs.NI
Should BBR be the default TCP Congestion Control Protocol?
本研究评估了 BBR 及其最新版本作为 TCP 默认拥塞控制协议的可行性，发现其在高吞吐量场景下表现优异，但在延迟敏感环境中需根据工作负载选择协议。
2025-10-25 cs.NI
A Multilevel Network-assisted Congestion Feedback Mechanism for Network Congestion Control
针对现有ECN机制难以应对新兴技术带来的拥塞挑战问题，提出多级拥塞通知机制EECN及对应拥塞控制方法，在丢包率、标记包数、流完成时间等指标上均优于现有方案，尤其提升IoT环境下短流吞吐量。
2025-01-15 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
Insights from Curvy RED (Random Early Detection)
BT Research & Technology（英国电信研究与技术）
本文通过Curvy RED和理想化的TCP流量模型，探讨了保持延迟恒定的不良做法，指出在高负载下需要极高的丢弃率，导致丢弃本身成为延迟的主要原因，特别是对于短流量。分析证明，AQM可以在不同网络部分以相同最优配置部署，且对于高聚合流量，需通过过度配置解决性能问题，但ECN启用时无需过度配置。
2019-04-15 cs.NI cs.SY eess.SY
RED behavior with different packet sizes
我们认为随机早期检测（RED）的适应作为一个缓冲区管理算法的TCP流量在互联网网关中使用不同的最大传输单元（MTU）。我们研究了[4]中描述的两个RED变体，并指出了两者的弱点。丢弃概率独立于数据包大小的第一种变体区分具有较小MTU的连接。对于具有较高MTU的连接，第二种变体导致非常高的分组丢失率（PLR），并且因此导致低有效吞吐量。我们表明，在损失和有效吞吐量方面的公平性，可以提供通过适当的设置的RED算法。
2000-01-10 cs.NI
Languages for modeling the RED active queue management algorithms: Modelica vs. Julia
这项工作是专门研究的Modelica和Julia程序设计语言的能力，用于实现一个连续离散的范例在建模混合系统，包含连续和离散方面的行为。由根据传输控制协议（TCP）处理的传入流和使用随机早期检测（RED）算法处理流量的路由器组成的系统充当模拟阈值系统。
2020-07-18 cs.MS cs.NI
Effect of different packet sizes on RED performance
我们认为随机早期检测（RED）的适应作为一个积极的队列管理算法，TCP流量在互联网网关中使用不同的最大传输单元（MTU）。我们研究了现有的两种RED变体，并指出了两者的弱点。第一种变体，其中丢弃概率与数据包大小无关，区分具有较小MTU的连接。对于具有较高MTU的连接，第二种变体导致非常高的分组丢失率（PLR），并且因此导致低有效吞吐量。我们表明，在损失和有效吞吐量方面的公平性，可以提供通过适当的设置的RED算法。
2000-01-07 cs.NI
FatPaths: Routing in Supercomputers and Data Centers when Shortest Paths Fall Short
我们介绍FatPaths：一种简单、通用且强大的路由架构，可使Slim Fly等最先进的低直径拓扑实现前所未有的性能。FatPaths的目标是HPC超级计算机以及云数据中心和集群中的以太网堆栈。FatPaths公开并利用最小路径和非最小路径的丰富多样性，以实现高性能的多路径。此外，FatPaths使用重新设计的“纯化”传输层，几乎消除了所有TCP性能问题（例如，慢启动），并结合了细流交换（一种用于防止TCP网络中的分组重新排序的技术），以实现非常简单和有效的负载均衡。我们的设计使最新的低直径拓扑能够超越强大的Clos设计，以可比的成本实现高15%的净吞吐量和低2倍的延迟。FatPaths将显著加速构成Top500列表的50%以上的以太网集群，它可能成为现代拓扑的标准路由方案。
2020-11-11 cs.NI
Combining Heuristic and Reinforcement Learning to Achieve the Low-latency and High-throughput Receiver-side Congestion Control
针对时变网络下传统拥塞控制性能不稳及DASH与TCP松耦合限制视频流性能的问题，提出接收端驱动的Nuwa框架，结合单向延迟检测与强化学习调参，实现吞吐量提升与延迟降低。
2025-02-23 cs.NI
Common Problems in Delay-Based Congestion Control Algorithms: A Gallery of Solutions
尽管基于延迟的拥塞控制协议（例如FAST）承诺提供比传统TCP Reno更好的性能，但它们尚未广泛纳入互联网。有几个因素导致他们没有得到部署。可能，主要的影响因素是它们不能与基于丢失的拥塞控制协议公平竞争。事实上，基于延迟的方法的均衡中的传输速率总是小于它们的公平份额，当它们与传统的TCP-Reno衍生物共享网络时，其采用分组丢失作为它们的拥塞信号。还存在由对拥塞信号的测量中的误差的敏感性（排队延迟）引起的其他性能损害，其降低了算法的效率和协议内公平性。在本文中，我们报告，分析和讨论最近的一些建议，在文献中，以改善动态行为的延迟为基础的拥塞控制算法，特别是FAST。共存的源不同的反应拥塞，识别拥塞出现在反向路径和持续的拥塞问题是具体解决的问题。
2014-05-21 cs.NI
On the Trade-off Between Spectrum Efficiency with Dedicated Access and Short End-to-End Transmission Delays with Random Access in DVB-RCS2
本文分析了DVB-RCS 2的背景下，随机和专用接入方法的TCP的性能。与专用方法相比，随机接入方法引入较低的连接延迟。我们调查的潜力，以提高性能的短流方面的传输延迟，随机接入方法的DVB-RCS 2，目前正在开发中。我们的模拟实验表明，每个TCP流的前10个IP数据报的传输可以与随机访问比专用访问快500 ms，使前者感兴趣的进行互联网业务。然而，这样的方法在带宽使用方面不如专用接入机制有效，并且在过载网络条件下不太可靠。可以区分信道使用优化的两个方面：使用随机接入方法减少资源利用的持续时间，或使用专用接入方法增加频谱效率。本文认为，服务提供商可以让低成本的用户利用DVB-RCS 2浏览网页，通过引入不同的服务，这是基于信道接入方法的选择。
2013-10-01 cs.NI
Managing network congestion with a Kohonen-based RED queue
已知TCP AIMD算法的行为在路由器输出链路发生拥塞时会导致队列长度振荡。实际上，由于这些延迟变化，端到端应用会经历较大的延迟抖动。许多研究提出了有效的主动队列管理（AQM）机制，以减少队列振荡和稳定的队长。这些主动队列管理主要是对随机早期检测（RED）模型的改进。不幸的是，这些增强并不以类似的方式对各种网络条件作出反应，并且对它们的初始设置参数非常敏感。虽然本文提出了一种解决方案，以克服这些参数的设置困难，通过使用Kohonen神经网络模型，本研究的另一个目标是调查是否可以将认知智能放在核心网络，以解决这种稳定性问题。在我们的上下文中，我们使用的结果从神经网络领域证明，我们的建议，命名为Kohonen-RED（KRED），使一个稳定的队列长度没有复杂的参数设置和被动测量。
2007-12-13 cs.NE cs.NI
Towards Fair and Efficient Learning-based Congestion Control
Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
针对基于学习的拥塞控制难以兼顾公平性、快速收敛与稳定性的问题，提出多智能体深度强化学习方案Astraea及多流训练环境，实现快速公平收敛并提升稳定性。
2024-03-04 cs.LG cs.NI
QUIC-FEC: Bringing the benefits of Forward Erasure Correction to QUIC
QUIC最初由Google实现，通过在UDP之上提供与经典TCP/TLS/HTTP/2堆栈相同的服务，QUIC引起了越来越多的兴趣。IETF将在2019年完成QUIC规范。QUIC的一个关键特性是几乎所有的数据包，包括大部分的报头，都是完全加密的。这可以防止由中间盒引起的窃听和干扰。由于这个特性及其简洁的设计，QUIC比TCP更容易扩展。在本文中，我们重新审视了QUIC中包含的可靠传输机制。更具体地说，我们设计，实现和评估QUIC的前向擦除校正（FEC）扩展。这些扩展主要用于高延迟和有损通信，例如飞行中通信。我们的设计包括一个通用的FEC帧和我们的实现支持XOR，里德所罗门和卷积RLC纠错码。我们还保守地避免阻碍基于丢失的拥塞信号，通过区分已接收的数据包与已由FEC恢复的数据包。我们通过应用实验设计，涵盖了广泛的延迟和数据包丢失的条件下，可重复的实验来评估其性能。这些证实了我们的模块化设计允许协议适应网络条件。对于长数据传输或丢失率和延迟较小时，FEC开销会对下载完成时间产生负面影响。然而，对于高数据包丢失率和长延迟或较小的文件，FEC可以通过避免代价高昂的重传超时来大幅减少下载完成时间。这些结果表明，有必要使用FEC自适应的网络条件。
2019-04-25 cs.IT cs.NI math.IT
