论文阅读报告

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《无线移动网络中增强TCP性能的技术综述》论文阅读报告

姓名：李晨阳 一、论文基本信息

作者：刘海鹏，张根度，李明

出版源：《计算机研究与发展》, 2002, 39(6):641-648

关键词：无线移动网络 / TCP / 比特差错 / 移动切换 / 移动IP / 微移动管理

摘要：TCP是因特网上的主要传输协议，在数据包丢失主要是由拥塞引起的传统网络上，TCP

可以充分发挥其性能，但是在无线移动网络中，TCP将无线信道比特差错和移动切换引 起的数据包丢失误归于网络发生拥塞而采取拥塞控制措施．不必要地降低了端到端的吞 吐率，导致自身性能的下降．首先简述了当前无线移动网络的发展状况和TCP面临的问 题．在此基础上，综述和评价了各种增强TCP性能的技术方案．最后，结合无线移动 通信系统的最新进展，分析和探讨了当前存在的问题和进一步的研究方向．

二、论文详细内容

文章就无线移动网络中增强TcP性能的最新进展进行分析和综述。其中第2节和第3节分别介绍当前无线移动网络的发展状况和TcP面临的问题．第4节详细分析和比较各种技术方案的特点、长处和不足．最后一节结合当前移动通信系统的发展趋势分析和指出目前存在的问题和进一步的研究方向；

第二节一开始介绍了无线广域网和无线局域网。紧接着分别介绍了基于移动IP的无线蜂窝网络、基于Diameter的移动IP应用。

作者注意到了无线移动网络中的移动切换的层次性，介绍了GPRS体系结构中的移动切换层次。最后作者介绍到增强的无线链路传输技术，阐述了在目前形成的第3代移动通信三大标准：WCDMA．CDMA2000和TD—SCDMA；

第三节的标题是TCP面临的问题，首先是对TCP的简述，随后介绍了了比特差错和移动切换对TCP性能的影响；

第四节，作者针对增强TCP性能的技术评价，文中介绍了链路层技术、分段连接(spljt connection)技术、端到端技术和混合技术，并比较了这几种技术。


但是由于增强TcP性能的技术方案不仅在OsI参考模型中作用的层次不同，而且方案的假设前提、实验环境、测试数据传输方向、物理链路带宽等差异也很大，作者列出表格对各种技术方案的实验环境、假设前提等主要因素进行了总结．考虑到这些情况，本文未对各种技术方案对TcP性能提高的量度进行分析和评价。

最后作者对上述技术分析和比较做出总结，主要体现在两点：①链路层技术是解决TcP面

临高比特差错率的有效手段；②无论是M—TcP，FTcP或是EBsN，都是由移动终端或基站首先检测切换信号．然后通过某种机制通知TcP发送端，从而使TCP能采取不同措施，来对付切换时的数据包丢失．这些研究表明，如何使TcP区分数据包丢失的原因，是提高TcP在移动切换，特别是长切换时延时性能的有效方法．研究也暗示快速和无缝的移动切换管理对TCP性能的重要性。

论文最后一节分析和指出了目前存在的主要问题和进一步的研究方向。1.指出了了微移动管理的不成熟之处：尽管微移动管理被认为是一种可行的解决方案，但是微移动管理面临的问题，如与移动IP的无缝结合、微移动管理中的鉴别、授权和计费实现、微移动管理中的密钥分配等尚处于研究和探索阶段．2.移动上下文传递，如何设计移动上下文传递协议，该坍议是否应基于Diameter基础协议，采用uDP还是TcP或scTP作为传输层承载协议等，都需要研究和解决。3.链路重传机制，由于链路层和TcP均有独立的超时重传计时器．二者的同时触发会导致不必要的冗余数据发送，引起性能下降“。链路层重传的触发机制以及如何设置超时重传计时器值?是一个需要研究的问题．同时，如果链路层的重传次数设置较大或者干脆提供类似TcP的可靠服务，就会造成大的往返时延和R丁71偏差．这种情况的直接结果是发送端TcP的超时重传计时器值变得很大，在出现拥塞丢包的情况下，包丢失恢复缓慢．例如在极端恶劣的条件下．1s一95网络中重传机制会引入l～2 s的时延““，链路层重传次数的优化设置，值得进一步研究。4.评测指标在对TcP的性能进行测试和评估时，多数学者假设网络拥塞造成的丢包


率为零，但是实际情况是广域网中拥塞丢包不但存在，有时会非常严重．忽略此项因素，使得所提方案对TcP性能的增强程度受到质疑．同时．在具体对无线移动网络中TcP及改进后性能进行测评时，还有一些其它问题应该引起重视。 三、论文和书中章节的关系

TCP技术的简述和TCP面临的问题部分和书中第7章有关；移动IP技术、无线蜂窝网络

部分和书中第6章有关；文中对不同设备、链路的网络缩进行的分类性研究和第10章异构网络互连的设备与技术有关。 四、心得体会

通过我们无线移动网络课的学习，我们知道因特网提供的万维网信息浏览、电子邮件、文件传输等主要服务均建立在传输与控制协议TcP之上。然而，我们总是停留在如何去学习了解现有的网络技术，没有自己的思考，通过这篇论文的阅读，我回顾了很多已经学到的知识，如各种TCP技术，同时，在作者由浅入深的带领下，我开阔了眼界，丰富了知识。以前只知道TcP将数据包丢失认为是网络发生拥塞或意外时延的信号，从而启动拥塞控制机制。一方面通过重传丢失的数据包以提供可靠的端到端连接；另一方面通过降低发送速率来保证网络的稳定性．但是却不曾去想过数据包丢失的原因，通过本文的阅读，我了解到在无线移动网络中，数据包丢失主要由于无线信道高的比特差错率BER(bit errorrate)和移动切换引起TCP将这种数据包丢失误归于网络发生拥塞而采取拥塞控制措施．不必要地降低了端到端的吞吐率．导致自身性能的下降．同时，我意识到了研究和提高无线网络中TcP的性能的重要性：不仅可以创造一个无处不在的分布式计算环境，而且能进一步促进无线因特网的发展和部署．无线移动网络中增强TcP性能的研究，一方面促进了TcP自身的改进和优化，另一方面极大影响了无线蜂窝网络相关技术的发展和提高。

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