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
Satellite ATM Network Architectural Considerations and TCP/IP Performance
在本文中，我们提供了一个总结的设计方案，在卫星ATM技术。一个卫星ATM网络包括由卫星间交叉链路连接的卫星空间段和各种ATM网络的地面段。卫星-ATM接口模块将卫星网络连接到ATM网络并执行各种呼叫和控制功能。网络控制中心执行各种网络管理和资源分配功能。当设计一个卫星ATM网络来有效地传输Internet业务时，必须考虑诸如ATM服务模型、媒体访问协议和业务管理等问题。本文提出了卫星宽带环境下ATM-UBR上TCP/IP业务对缓冲区的要求。我们的研究结果是基于TCP与选择性bridegments和每VC缓冲区管理政策的交换机。大约0.5 * RTT到1 * RTT的缓冲区大小足以为长延迟网络和大量源的无限TCP流量提供超过98%的吞吐量。此缓冲区要求与源的数量无关。由于在交换机处执行的每VC缓冲区管理和TCP流量的性质，对于大量源的公平性是高的。
1998-09-23 cs.NI
Performance of TCP/IP Using ATM ABR and UBR Services over Satellite Networks
我们研究了在卫星链路上使用可用比特率（ABR）和非指定比特率（UBR）服务的异步传输模式（ATM）网络的TCP/IP的零信元丢失的缓冲要求。对于ABR服务，我们探讨反馈延迟（一个因素，取决于瓶颈的位置），所使用的开关方案，和背景可变比特率（VBR）流量的影响。结果表明，在ABR上的TCP的缓冲区的要求是独立的TCP源的数量，但取决于上述因素。对于UBR服务，我们表明，缓冲区的要求是TCP接收器窗口大小的总和。我们证实了我们的论点与模拟结果。
1998-09-24 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
On the impact of TCP and per-flow scheduling on Internet performance (extended version)
互联网性能与TCP和UDP协议的属性密切相关，共同负责绝大多数互联网流量的传输。这些协议在FIFO队列下的行为以及网络拥塞的影响是很好理解的。然而，没有全面的分析时，流感知机制，如每流调度和丢弃策略部署。以前的模拟和实验结果留下了一些未回答的问题。在本文中，我们通过一组流体非线性常微分方程的瞬时吞吐量和N个长寿命的TCP源的缓冲区占用三个按流调度纪律（公平优先，最长队列第一，最短队列第一）和最长队列丢弃缓冲区管理建模来解决这个问题。我们研究了系统的演化和分析表征的固定制度：封闭形式的表达式推导出固定的吞吐量/发送速率和缓冲区占用，使深入了解TCP流量的短期/长期公平性。同样，我们提供的UDP流在TCP流量的存在下所经历的损失率的表征。
2009-10-23 cs.NI
Performance of TCP over ABR on ATM backbone and with various VBR traffic patterns
我们在两个方向上扩展了我们以前的研究TCP ABR的缓冲区要求。首先，我们研究了ATM骨干网中TCP在ABR上的性能。在主干上，TCP队列位于边缘路由器，而不在ATM网络内部。路由器要求缓冲区等于参与TCP连接的接收器窗口大小之和。其次，我们介绍了各种模式的VBR背景流量。VBR背景在ABR容量中引入方差，并且TCP业务在ABR需求中引入方差。一些简单的切换方案无法跟上高度变化的需求和高度变化的ABR容量的组合效果。我们提出了我们的经验，完善ERICA+开关方案，以处理这些条件。
1998-09-24 cs.NI
SSthreshless Start: A Sender-Side TCP Intelligence for Long Fat Network
测量表明，互联网上85%的TCP流是短暂的流，它们的大部分操作都停留在TCP启动阶段。然而，许多研究表明，传统的TCP慢启动算法并没有很好的表现，特别是在长胖网络。已知影响慢启动性能的两个明显问题，即慢启动阈值的盲目初始设置和在启动阶段期间探测速率的急剧增加，而不管沿着路径的缓冲器大小如何。这引发了另一种调查方式在本文中，我们提出了一种新的TCP启动方法，称为无阈值慢启动或SSthreshless启动，它不需要慢启动阈值操作。相反，SSthreshless Start使用瓶颈缓冲区的积压状态来自适应地调整探测速率，这允许更好地抓住可用带宽。仿真结果表明，与传统的启动方法和其他主要的改进启动方法相比，SS无阈值启动在启动阶段实现了显着的性能改善。此外，SSthreshless Start可以在很宽的缓冲区大小、传播延迟和网络带宽范围内很好地扩展。此外，当与当前流行的TCP NewReno连接同时操作时，它显示出出色的友好性。
2014-01-28 cs.NI
TCP Selective Acknowledgments and UBR Drop Policies to Improve ATM-UBR Performance over Terrestrial and Satellite Networks
我们研究了选择性确认的性能与TCP的ATM-UBR服务类别。我们研究各种UBR丢弃策略，TCP机制和网络配置，建议最佳参数的TCP UBR。我们讨论了各种TCP拥塞控制机制，比较它们在LAN和WAN网络中的性能。我们描述了卫星延迟对UBR上TCP性能的影响，并给出了LAN，WAN和卫星网络的仿真结果。SACKTCP提高了TCP在UBR上的性能，特别是对于大延迟网络。交换机上的智能丢弃策略是局域网中良好性能的重要因素。
1998-09-24 cs.NI
Synchronisation in TCP networks with Drop-Tail Queues
嵌入在终端系统中的传输协议的设计，以及网络路由器中缓冲区大小策略的选择，在Internet的性能分析中起着重要的作用。在本文中，我们采取了动力系统的观点之间的相互作用的流体模型的传输协议和一些路由器缓冲区大小制度。在TCP的风味中，我们分析了复合物，以及里诺和伊利诺斯州。这些TCP变体的模型与目前部署在路由器中的Drop-Tail策略相结合，在两个限制制度中：小型和中间缓冲区制度。我们考虑的拓扑结构有两组长寿命的TCP流，每一个都通过单独的边缘路由器，它们在一个共同的核心路由器合并。我们的分析的灵感来自时间延迟耦合振荡器，在那里我们得到的分析条件下，TCP流的集合同步。这些条件是明确的耦合强度，这取决于协议参数，网络参数，如反馈延迟，链路容量和缓冲区大小。我们发现，耦合强度的变化会导致队列大小的极限环。数据包级模拟证实了分析的见解。对于设计，小的Drop-Tail缓冲区优于中间缓冲区，因为它们可以确保低延迟和稳定的队列。
2023-03-17 cs.NI math.DS
The Effect of TCP Variants on the Coexistence of MMORPG and Best-Effort Traffic
以魔兽世界（World of Warcraft，WoW）和基于FTP的文件传输应用为例，研究了大型多人在线角色扮演游戏（MMORPG）与其他TCP应用之间的TCP流共存问题。我们的重点是发送方缓冲区大小和FTP交叉流量的排队延迟所经历的（MMORPG）游戏流量的影响。利用NS2对ADSL接入网中的一个实际网络场景进行了仿真。三种TCP变体，即TCP SACK，TCP New Reno和TCP Vegas，已被考虑用于交叉流量。结果表明，TCP Vegas能够保持恒定的速率，而竞争的游戏流量，因为它防止数据包丢失和高排队延迟，不增加发送窗口的大小。另一方面，TCP SACK和TCP New Reno倾向于不断增加发送方窗口大小，从而可能导致更高的数据包丢失，并导致游戏流量的不希望的延迟。在缓冲区大小方面，我们已经确定较小的缓冲区更适合MMORPG应用程序，而较大的缓冲区会导致更高的整体延迟。
2020-07-30 cs.MM cs.NI cs.PF
Comparative study of High-speed Linux TCP Variants over High-BDP Networks
传输控制协议（TCP）已经被大多数互联网应用广泛使用。自20世纪70年代以来，为了应对网络容量的快速增长，特别是在高带宽延迟积（high-BDP）网络中，已经开发了几种TCP变体。在这些TCP变体中，已经使用了几种方法，这些方法中的一些具有估计可用带宽的能力，并且一些基于网络丢失和/或延迟变化做出反应。所使用的方法的这种多样性产生了具有不同可靠性和准确性水平的许多随之而来的问题。实际上，适合无线网络的特定TCP变体可能不适合高BDP有线网络，反之亦然。因此，有必要在高速TCP变体之间进行比较，这些变体具有很高的重要性，特别是在网络带宽快速增长之后。在本文中，高速TCP的变种，在Linux中实现和可用于研究，已使用NS 2网络模拟器进行了评估。这种性能评估提出的优点和缺点，这些TCP变种的吞吐量，丢失率和公平性方面的高BDP网络。结果表明，CUBIC和YeAH在不同的缓冲区大小的情况下克服了其他高速TCP变体。然而，它们仍然需要更多的改进来扩展它们充分利用高速带宽的能力，特别是当应用的缓冲器接近于零或小于链路的BDP时。
2016-01-26 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
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
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
Performance of TCP over ABR with Long-Range Dependent VBR Background Traffic over Terrestrial and Satellite ATM networks
众所周知，压缩视频在本质上是自相似的。我们模型VBR进行远程相关（LRD），复用MPEG-2视频源。该模型的实际流量使用快速傅立叶变换生成分数高斯噪声（FGN）序列。我们的压缩视频源模型与携带视频的MPEG-2传输流相似，即，它是长距离相关的，并且以分段CBR方式生成业务。我们研究了这种VBR流量对ABR承载TCP流量的影响。这种VBR业务的影响是ABR容量是高度可变的。我们发现，像ERICA+开关算法可以容忍这种变化的ABR容量，同时保持高吞吐量和低延迟。我们目前的地面和卫星配置的模拟结果。
1998-09-23 cs.NI
Agile-SD: A Linux-based TCP Congestion Control Algorithm for Supporting High-speed and Short-distance Networks
近年来，高速和短距离网络被广泛部署，并且它们的必要性每天都在迅速增加。这种类型的网络用于多种网络应用，例如局域网（LAN）和数据中心网络（DCN）。在LAN和DCN中，通常部署高速和短距离网络来连接计算和存储元件以提供快速服务。实际上，这种网络的整体性能受到拥塞控制算法（CCA）的显著影响，该算法遭受带宽利用不足的问题，特别是在所应用的缓冲区机制非常小的情况下。在本文中，一种新的基于丢失的CCA定制的高速和短距离（SD）网络，即敏捷SD，已被提出。提出的CCA的主要贡献是实现了灵活性因素的机制。此外，已经进行了密集的模拟实验，以评估Agile-SD的性能相比，化合物和立方，这是最常用的操作系统的默认CCA。仿真实验结果表明，该CCA在平均吞吐量、丢包率和公平性等方面均优于同类CCA，尤其是在缓冲区较小的情况下。此外，Agile-SD显示出对缓冲区大小变化和分组出错率变化的较低敏感性，这提高了其效率。
2016-01-22 cs.NI
TCP Trunking
TCP中继是TCP控制下的IP隧道，能够承载来自任何数量的用户流的数据包。通过利用TCP的特性，TCP干线在网络上提供弹性和可靠的传输，并自动与其他竞争干线公平地共享网络。此外，通过将用户流聚合到单个中继流中，TCP中继可以显著减少网络需要管理的流的数量，从而允许使用简化的管理来实现改进的性能。例如，当仅处理少量TCP干线流时，具有简单FIFO缓冲区的路由器可以经历低分组丢失率。TCP中继线是一个“软”电路，因为它不需要在网络内部维护流状态。设置TCP中继只需要配置两个端节点。这与经由网络节点的信令来配置电路的传统方法形成对比。一个简单的数据包丢弃机制的基础上，在传输控制协议（TCP）中继线的发送器的数据包会计确保，当中继线减少其带宽，以响应网络拥塞，用户传输控制协议（TCP）流进行的干线将减少他们的带宽相同的比例。仿真结果表明，TCP中继可以为用户提供更好的网络性能，同时实现高的网络利用率。
1998-11-20 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
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
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
Design Considerations Based on Stability for a Class of TCP Algorithms
本文针对一类 TCP 算法，基于含异构往返时延的广义流体模型推导局部稳定充分条件，并给出适用于 Reno、Compound 与 Scalable TCP 的跨拓扑设计准则。
2025-02-17 cs.NI cs.SY eess.SY
The persistent congestion problem of FAST-TCP: analysis and solutions
FAST-TCP实现了比传统TCP-Reno方案更好的性能，但不幸的是，由于对往返传播延迟的错误估计，FAST-TCP固有地对较旧的连接不公平。本文提出了一种模型，这种异常行为的FAST流，被称为持续拥塞问题。我们首先开发了一个基本的分析方案，只有两个流，然后建立一个任意数量的流的一般情况。该模型正确地量化了不同联系之间的不公平程度，证实了之前几项研究的实验观察结果。我们建立在这个模型上开发一个算法，以获得一个很好的估计的传播延迟的FAST-TCP，使实现公平的年龄和新的连接，同时保持高吞吐量和低缓冲区占用的原始协议。此外，我们的建议只需要修改发送方主机，避免了以任何方式升级中间路由器的需要。
2015-09-01 cs.NI
Dapper: Data Plane Performance Diagnosis of TCP
随着越来越多的应用程序迁移到云端，云提供商需要及时诊断性能问题。日志的离线处理是缓慢且低效的，并且检测终端主机网络堆栈将侵犯租户管理其自己的虚拟机（VM）的权利。相反，我们的Dapper系统在终端主机附近实时的分析TCP性能（例如，在虚拟机管理程序、NIC或架顶式交换机上）。Dapper确定连接是否受到发送方的限制（例如，竞争共享资源的慢速服务器），网络（例如，拥塞），或者接收机（例如，小接收缓冲器）。新兴的边缘设备现在可以在商用硬件上高速提供灵活的数据包处理，从而可以在线速率下监控数据平面中的TCP性能。我们使用P4原型Dapper和评估我们的设计真实和合成交通。为了降低数据平面状态要求，我们对所有连接执行轻量级检测，然后仅对有问题的连接进行更高权重的诊断。
2016-11-04 cs.NI
A Secure Splitting and Acceleration Strategy for TCP/QUIC in Interplanetary Networks
Nanjing University（南京大学）；Nantong University（南通大学）；Nantong Research Institute for Advanced Communication Technologies (NRIACT)（南通先进通信技术研究院）
针对星际网络的极端延迟和高丢包问题，提出基于NTSP架构的安全传输加速策略，结合速率控制算法和自适应纠错方案，实现稳定带宽利用和低延迟数据交付。
2026-03-11 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
A Benchmark for the Performance of Time-varying Closed-loop Flow Control with Application to TCP
闭环流量控制协议（例如著名的实现TCP）在当今的互联网中非常流行。TCP已经针对贪婪流量源不断改进，以在具有大带宽延迟产物的网络上实现高吞吐量。近年来，流媒体和交互式应用（如语音和视频）的使用越来越多，已经将焦点转向其延迟性能。考虑到非贪婪源通过TCP进行实时通信的需要，我们提出了一种闭环流量控制协议性能评估的估计方法。我们的特点是一个端到端连接的传递函数，提供统计服务保证任意流量。该估计是基于应用程序级的端到端测量，包括由网络和终端系统的协议栈引起的所有影响。从我们的测量中，我们确定了延迟的不同原因。我们发现，显着的延迟是由于在协议栈中的延迟。值得注意的是，即使利用率适中，也会发生这种情况。使用我们的估计方法，我们比较TCP的基本机制在应用程序级的延迟的影响：详细地说，我们分析相关的参数网络规模，包括缓冲区配置和主动队列管理，和参数服务器配置，如拥塞控制算法。通过应用我们的方法作为一个基准，我们发现一个好的选择可以大大提高TCP的延迟性能。
2016-09-02 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
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
Mobile ATM Buffer Capacity Analysis
本文扩展了随机理论缓冲区填充分布的多个“开”和“关”的源移动环境。队列填充分布由一组微分方程描述，假设源在“开”和“关”状态的指数分布周期之间异步交替。本文包括移动源有链接到一个给定的队列的概率。源代表移动用户节点，队列代表交换机的容量。本文提出了一种分析方法，它使用移动参数，如速度，每单位面积的呼叫率，信元面积，和呼叫持续时间，并确定在ATM信元级的队列填充分布。分析结果与仿真结果进行了比较。
1999-04-22 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
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
Dynamic Buffer Management for Multimedia QoS in Beyond 3G Wireless Networks
研究了一种用于超3G无线系统中多媒体业务QoS控制的动态缓存管理方案。该方案是在最先进的3.5G系统，即高速下行链路分组接入（HSDPA），它增强了3G UMTS支持高速分组交换服务的背景下进行研究。与较早的系统不同，来自HSDPA和更高版本的UMTS演进系统在基站中结合了诸如分组调度和HARQ的机制，从而需要在空中接口处进行数据缓冲。这给端到端通信带来了潜在的瓶颈。因此，在空中接口的缓冲器管理是至关重要的端到端的QoS支持的多媒体服务与复用的并行不同的流，如视频和数据在同一终端用户会话。通过大量的HSDPA仿真，研究了实时流和非实时流聚合的HSDPA多媒体会话的动态缓冲区管理方案。该方案对端到端业务性能的影响进行了评估与示例多媒体会话，包括实时流与基于TCP的非实时流并发。实验结果表明，该方案能够保证实时流的端到端QoS，同时保护非实时流免于饥饿，从而提高了端到端吞吐量性能。
2016-08-02 cs.NI
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
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
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
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
End-to-End QoS Improvement of HSDPA End-User Multi-flow Traffic Using RAN Buffer Management
高速下行分组接入（HSDPA）被引入UMTS无线接入部分，以提供更高的容量用于新的分组交换业务。因此，具有多个不同业务流的分组交换会话，例如并发的语音和数据，或者传输给同一用户的视频和数据，可能是常见的蜂窝分组数据场景。在HSDPA中，无线电接入网络（RAN）缓冲器管理方案对于支持此类会话的端到端QoS是必不可少的。因此，在本文中，我们提出了一个建议的RAN缓冲区管理方案，通过动态系统级HSDPA模拟多流会话的端到端的性能研究。该方案是一个增强的时间-空间优先级（TSP）排队策略应用到节点B MAC-hs缓冲区分配给终端用户的并发实时（RT）和非实时（NRT）流在多流会话。实验性的多流场景是一个分组语音呼叫，同时向同一个用户下载基于TCP的文件。结果表明，与所提出的增强基于TSP的RAN缓冲区管理，端到端的QoS性能增益累积到NRT流，而不损害RT流QoS的相同的最终用户会话。
2016-08-02 cs.NI cs.PF
An Enhanced Buffer Management Scheme for Multimedia Traffic in HSDPA
高速下行分组接入（HSDPA）被引入UMTS无线接入部分，以提供更高的容量用于新的分组交换业务。因此，具有多个不同业务流（诸如并发的语音和数据、或视频和数据）的分组交换会话被发送到同一用户可能是常见的蜂窝分组数据场景。在HSDPA中，无线电接入网络（RAN）缓冲器管理方案对于支持此类会话的端到端QoS是必不可少的。因此，在本文中，我们提出了一个建议的RAN缓冲区管理方案，通过动态系统级HSDPA模拟多流会话的端到端的性能研究。该方案是一个增强的时间-空间优先级（TSP）排队策略应用到节点B MAC-hs缓冲区分配给终端用户的并发实时（RT）和非实时（NRT）流在多流会话。实验性的多流场景是一个分组语音呼叫，同时向同一个用户下载基于TCP的文件。结果表明，与所提出的增强基于TSP的RAN缓冲区管理，端到端的QoS性能增益累积到NRT流，而不损害RT流QoS的相同的最终用户会话。
2016-08-02 cs.NI cs.PF
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
Throughput Analysis and On-Board Buffer Sizing for Hybrid RF and Optical LEO Satellites
Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学）
本文分析混合RF/激光LEO卫星网络在有限缓冲、干扰感知调度和天气相关中断下的吞吐量与缓冲区规划，发现通过优化调度优先级可在最小化缓冲需求的同时实现最大吞吐量并降低丢包概率。
2026-09-15 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
On Source Rules for ABR Service on ATM Networks with Satellite Links
在ATM论坛的ABR业务管理的设计过程中，我们进行了一些分析，以确保ABR业务将有效地运行在卫星链路上。在表现不理想的情况下，我们建议修改交通管理规格。本文介绍了一个这样的问题有关的ABR源行为的缺失资源管理单元（Crm）参数的计数。这里提出的分析导致了现在ATM流量管理（TM 4.0）规范的一部分的变化。具体地，瞬时缓冲器暴露（TBE）参数的大小被设置为24位，并且没有对Crm参数强制大小。这一简单的改动将OC-3卫星链路的吞吐量从45 Mbps提高到140 Mbps。
1998-09-24 cs.NI
Design Considerations for the Virtual Source/Virtual Destination (VS/VD) Feature in the ABR Service of ATM Networks
ATM网络中的可用比特率（ABR）服务已经被规定为允许利用在服务更高优先级类别之后剩余的容量在ATM上公平和有效地支持数据应用。ABR规范[tm 4]中的架构特性之一是虚拟源/虚拟目的地（VS/VD）选项。此选项允许交换机将端到端ABR连接划分为单独控制的ABR网段，方法是在一个网段上充当目的地，在另一个网段上充当源。两个ABR控制段之间的VS/VD开关中的耦合是特定于实现的。本文以一个VS/VD ATM交换机为模型，研究了ABR段间耦合设计中的问题。我们确定了一些实施方案的耦合。一个好的选择可以显著提高系统的稳定性和瞬态性能，并降低开关的缓冲要求。
1998-09-24 cs.NI
Traffic Dynamics of Computer Networks
因特网的两个重要方面，即其拓扑结构的性质和其数据流量的特性，吸引了物理学界越来越多的关注。我的论文考虑了这两方面的问题。首先，我研究了TCP的随机行为，在当前的互联网流量的主要算法，在一个基本的网络场景组成的一个独立的无限大小的缓冲区和访问链路。快速恢复和快速重传（FR/FR）算法的影响也被考虑。我表明，我的模型可以进一步扩展到包括链路传播延迟的影响，广域网的特点。我继续我的论文与调查有限大小的半瓶颈缓冲区，其中数据包可以被丢弃，不仅在链路上，但也在缓冲区。我证明了系统的行为只取决于参数的特定组合。此外，推导出一个解析公式，给出了在缓冲区的分组丢失率的总分组丢失率的比例。这个公式使得有可能把缓冲器损耗当作链路损耗来处理。最后，我从结构的角度研究了计算机网络。我通过流体模拟证明了资源的分布，特别是链路带宽，对网络的全局性能有严重的影响。然后，我分析了在一个不断增长的无标度树的条件下，一个本地的属性，“年轻”节点的任意边的度，是已知的，以找到一个最佳的分配链路容量的边介数的分布。推导出的公式是精确的，即使是有限大小的网络。我还计算了边介数的条件期望，并对无限网络进行了重新缩放。
2008-10-07 cond-mat.stat-mech 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
PABO: Mitigating Congestion via Packet Bounce in Data Center Networks
在当今的数据中心中，吞吐量敏感的长流和延迟敏感的短流的多样化混合通常存在于浅缓冲交换机中。长流可能会阻塞延迟敏感的短流的传输，导致性能下降。拥塞也可能是由短流的多个TCP连接的同步引起的，如通常在分区/聚合流量模式中所见。虽然已经提出了多个端到端传输层解决方案，但没有一个解决了真正的挑战：网络中的可靠传输。在本文中，我们填补了这一空白，提出PABO -一种新颖的链路层设计，可以缓解拥塞的临时反弹数据包上游交换机。PABO的设计实现了以下目标：i）在链路层上提供基于每个流的流控制，ii）在没有终端设备干预的情况下处理瞬时拥塞，实验结果表明，PABO在缓解网络拥塞方面具有显著的优势，在端到端的传输速率上有明显的增益，在网络拥塞发生时，PABO能够有效地抑制网络的拥塞，提高网络的吞吐量。结束延迟。
2018-08-03 cs.NI
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
Modelling Dead Rocking In Online Multiplayer Games
这是一个基于Web的应用程序，在这里我们分析了玩家玩在线游戏时发生的网络流量。在这里，我们将跟踪玩家的当前位置，以在玩游戏时纠正流量。对于不同的应用程序有不同类型的度量，这些度量可以被标准化并相互比较，但我的应用程序可以通过快速了解位置来解决不一致性，并专注于网络质量（QON），这会影响玩家因为较差的服务质量（QOS）而中途离开游戏。现有的模型会导致双方因网络损失而退出游戏。提出的模型可以解决这个问题，通过应用替代TCP与去抖动缓冲区（DB），它可以减少网络损失，并通过应用死亡报告（DR）矢量我们可以恢复网络访问，因为它可以查看玩家的当前位置通过这个我们可以纠正为什么玩家离开游戏，并检查网络条件，并尝试通过使用移动设备反应游戏或者它们根据网络条件接收消息。
2012-08-19 cs.NI
Multi-Connectivity for UAVs: A Measurement Study of Integrating Cellular, Aerial Mesh, and LEO Satellite Links
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Aalborg University（奥尔堡大学）；Airbus Central Research and Technology（空中客车中央研究与技术）
研究通过无人机飞行实验，探讨多技术网络中多路径传输在保持连接连续性和实时服务连续性中的作用，发现连接连续性不足且需考虑延迟约束。
2026-04-30 cs.NI cs.SY eess.SY
Reinforcement Learning for Cognitive Delay/Disruption Tolerant Network Node Management in an LEO-based Satellite Constellation
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Technology and Engineering Center for Space Utilization, Chinese Academy of Sciences（中国科学院空间应用工程与技术中心）
近年来，随着空间航天器实体的大规模部署和星载能力的提高，容迟/容中断网络（DTN）作为一种在网络动态性过大的情况下比TCP/IP更健壮的通信协议应运而生。DTN节点缓冲区管理仍然是一个活跃的研究领域，因为DTN核心协议的当前实现仍然依赖于这样一个假设，即在不同的网络节点中总是有足够的可用内存来存储转发捆绑包。另外，经典排队论不适用于DTN节点缓冲区的动态管理。为此，提出了一种基于先进的强化学习（RL）策略优势行动者-批评者（A2 C）的低轨卫星星座认知DTN节点集中式自动管理方法。该方法旨在探索训练地球同步轨道智能代理来管理LEO卫星星座场景中的所有DTN节点。A2 C代理的目标是在考虑节点内存利用率的同时，最大限度地提高交付成功率并最小化网络资源消耗成本。智能代理可以动态地调整无线电数据率并基于束优先级执行丢弃操作。为了衡量A2 C技术应用于LEO卫星星座DTN节点管理问题的有效性，本文将训练智能代理策略与其他两种非RL策略（包括随机策略和标准策略）进行了比较。实验表明，A2 C策略平衡了投递成功率和代价，提供了最高的回报和最低的节点内存利用率。
2022-09-27 cs.AI cs.LG cs.NI
