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1、无线Ad Hoc网络中基于EPLN对TCP协议的跨层改进,学生：宋亚东导师：葛卫民,开题报告内容,选题背景相关领域研究现状EPLN简介具体目标进度安排重要参考文献,选题背景,近年来无线Ad Hoc网络越发受到重视，已出现相关应用，且潜在应用很多；如军事无线通信、移动会议、紧急服务、传感器网络。在其诸多应用中，需要可靠数据传输。可靠传输协议TCP在无线环境下性能表现不佳。研究人员在通过跨层信息交互方式改进TCP性能方面进行了相关探索，取得了一些成果，但跨层思想仍是一个值得研究的开放领域。,开题报告内容,选题背景相关领域研究现状EPLN简介具体目标进度安排重要参考文献,TCP不能区分拥塞丢包和路由
2、失败丢包频繁的路由失败无线信道竞争问题(隐藏终端、暴露终端等),现有方案试图解决的主要问题：,主要跨层方案(涉及TCP):,TCP-F(TCP Feedback)ELFN(Explicit Link Failure Notification)ATCP(Ad Hoc TCP)TCP-BUS(TCP Buffering and Sequence information)主要处理区分拥塞丢包和路由失败丢包 在TCP和路由层之间交互 使用路由层的反馈调整TCP可调CWL(Adaptive congestion window limit)主要处理无线信道竞争丢包 使用来自路由协议的RTHC动态调整CWL
3、,开题报告内容,选题背景相关领域研究现状EPLN简介具体目标进度安排重要参考文献,EPLN简介(1),概述EPLN(Early Packet Loss Notification)现有文献中一种跨层改进TCP性能的方案基于ELFN致力于处理因Mobility丢包对TCP的影响,EPLN简介(2),基本思想以前的文献集中在让TCP仅得知路由失败当检测到路由失败，该节点会丢掉接口队列中去往下一跳的所有包，而TCP会因丢包超时。EPLN提出让路由协议得知丢失了哪些数据包路由协议将数据包信息(流,顺序号等)回送到SenderSender的路由协议将信息跨层反馈到TCPTCP进行Freeze，并发探测包收
4、到ACK后，TCP退出Freezing状态，快速重传。,对DSR中Route Error信息的扩展EPLN通过Route Error信息传递丢包通知在Route Error格式中增加可选字段conn_listconn_list字段中一个或多个conn_info结构每个conn_info记录包含来自同一个连接的丢包信息conn_info结构包含的字段：源节点地址、目的节点地址源端口、目的端口丢失数据包的顺序号集合其他,EPLN简介(3),EPLN简介(4),TCP Sender的行为：跨层交互当接收到的是ICMP包若该ICMP包中携带的SN小于最大的已确认的SN或大于拥塞窗口所允许发送的最大SN
5、，则丢弃该ICMP包若此时TCP尚未frozen，则Freeze它；若解冻计时器空闲，则启动它，将thaw_seqno设置为ICMP包内的SN。如果数据包确定已丢，立刻重传。若此时TCP已经frozen，并且SN小于等于thaw_seqno，则将thaw_seqno更新为ICMP包内的SN。如果数据包确定已丢，立刻重传。若此时TCP已经frozen，并且SN大于thaw_seqno，如果数据包确定已丢，则在数组lost_pkt里记录它而不立刻重传。当收到ACKTCP退出frozen状态，恢复CC机制，重传记录在lost_pkt里的数据包。,开题报告内容,选题背景相关领域研究现状EPLN简介具体
6、目标进度安排重要参考文献,工作目标概述,在已有方案的基础上提出改进无线Ad Hoc下TCP性能的一种方案基于EPLN的跨层方式对EPLN进行扩充，并修改TCP的反应方式在NS2中实现该改进策略，进行仿真比较,具体目标(1),MAC层区分造成Link Failure的两种不同主要原因移动性无线信道竞争依据：移动性是移动Ad Hoc网络造成链路失败的主要原因信道竞争对静态Ad Hoc网络链路失败起主要作用前述的跨层方案中(TCP-F,ELFN,ATCP,EPLN等)都没有涉及MAC层，没有区分造成链路失败的原因。EPLN主要针对移动Ad Hoc网络，在静态Ad Hoc网络下性能提高相对不如前者,具
7、体目标(2),区分Link Failure原因的方法选择在每个节点收集保存邻节点的相关信息分析下一跳节点最近历史信息依据Mobility造成Link Failure时表现出渐变性，而Channel Contention则不是文献中有不少提前预测Mobility造成路由断裂的方法，其基本思想是分析最近一段时间的某些信息(如功率)的特征，做出预测可以借用其方法，监视并保存一定时间段的历史信息，当发生Link Failure，分析是否可能是移动性造成的，做出判断后，在向路由层反馈时做出提示。,具体目标(3),对DSR的Route Error信息中的conn_info进行再扩展以携带Link Fail
8、ure原因信息说明就是在conn_info中增加一个字段Sender的DSR在向上层发ICMP包时要包括该字段,具体目标(4),Sender的DSR对应于该字段的动作若是Mobility，同EPLN的动作若是Contention，DSR并不删除”失败”路由，认为其继续有效，并将该路由的跳数值包含在ICMP包中向上传递给TCP,具体目标(5),Sender的TCP对应于该字段的动作若是Mobility，同EPLN动作，Freeze TCP若是Contention，不Freeze，而是降低cwnd，将其设置为CWL，并以此为阈值继续AI过程；然后快速重传丢失的数据包说明CWL(Congestion
9、 Window Limit)是可以动态调整目的是在充分使用网络容量的同时而避免网络拥塞CWL根据RTHC(Round Trip Hop Count)得来,RTHC(Round Trip Hop Count)决定CWL的原理,BDP S*(n+m)S*RTHC,BDP 定义为：,为充分利用网络capability应该设置CWL*S BDP,CWL*S S*(n+m)S*RTHC,当考虑MAC层协议是IEEE 802.11时,RTHC/8 CWLRTHC/4,取经验值1/5,具体目标(6),在NS2中实现该改进方案TCP选用Reno和NewReno路由协议使用改进后的DSRMAC协议仍使用CMU扩
10、展的802.11/b在NS2中添加一个独立于协议栈的跨层模块，用于路由层、MAC层、PHY层之间的信息交互,开题报告内容,选题背景相关领域研究现状EPLN简介具体目标进度安排重要参考文献,工作进度安排,2006.5 2006.8 阅读相关文献，熟悉NS2中TCP、MAC层实现2006.9 2006.10 总结分析当前已有机制的特点和不足，提出改进策略2006.11 2007.3 在NS2中分步实现改进方案，同时进行评估，并不断改进2007.4 2007.5 撰写毕业论文,参考文献(1),1 A.Al-Hambali,E.Altman,P.Nain,“A survey of TCP over m
11、obile ad hoc networks”,INRIA research report N.5182,May 2004.2 X.Chen,H.Zhai,J.Wang,and Y.Fang,“TCP performance over mobile ad hoc networks,”Canadian Journal of Electrical and Computer Engineering CJECE)(Special Issue on Advances in Wireless Communications and etworking),vol.29,pp.129134,2004.3 V.Ka
12、wadia et al.,“A Feedback-Based Scheme for Improving TCP Performance in Ad Hoc Wireless Networks”,ICDCS98,May 19984 G.Holland and N.Vaidya,“Analysis of TCP Performance over Mobile Ad Hoc Networks,”ACM Wireless Networks,vol.8,no.2,Mar.2002,pp.27588.5 J.Liu and S.Singh,“ATCP:TCP for Mobile Ad Hoc Netwo
13、rks,”IEEE JSAC,vol.19,no.7,pp.1300-1315,July 2001.6 D.Kim,C.Toh,and Y.Choi,“TCP-BuS:Improving TCP Performance in Wireless Ad Hoc Networks,”J.Commun.and Net.,vol.3,no.2,June 2001,pp.17586.7 K.Chen,Y.Xue,and K.Nahrstedt,“On setting TCPs congestion window limit in mobile ad hoc networks,”in Proc.IEEE I
14、CC03,Anchorage,Ala.,May 2003.8 X.Yu,Improving TCP Performance over Mobile Ad Hoc Networks by Exploiting Cross-Layer Information Awareness,in Proc.of ACM MOBICOM,Philadelphia,PA,USA,September 2004.,参考文献(2),9 D.Johnson,D.Maltz,and J.Broch,“DSR:The dynamic source routing protocol for multi-hop wireless ad hoc networks,”in Ad Hoc Networking,edited by C.E.Perkins,pp.139172,Addison-Wesley,2001.10 Z.Fu et al.,“The Impact of Multihop Wireless Channel on TCP Throughput and Loss,”Proc.IEEE INFOCOM,San Francisco,USA,Apr.2003.,谢谢！,
