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一种基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法
摘要
随着网络技术的发展，单一TCP连接的带宽利用率已经达到了瓶颈。为了更好地满足用户的需求，多路径传输控制协议（MPTCP）已经被提出。MPTCP通过在多个路径上分配数据流量，提高了网络带宽的利用率并增强网络的可靠性。为了更好地控制网络拥塞，本文提出了一种新的基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法。
本文首先简要介绍了MPTCP协议的基本原理，然后分析了目前主流的MPTCP拥塞控制算法的优缺点，发现现有算法不能完全解决拥塞控制的问题。因此，本文提出了一种基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法，该算法可以对传输链路的延迟进行实时监控，并根据链路的延迟情况，调整网络的拥塞窗口，以实现更好的拥塞控制。
本文采用实验证明了所提出的算法的有效性。实验结果表明，基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法在网络中能够控制拥塞，提高网络的性能和可靠性。
关键词：MPTCP，拥塞控制，链路传输延迟，网络性能，可靠性
第一章介绍
随着网络技术的发展，信息传输已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。在过去，传输控制协议（TCP）被广泛用于数据传输，但现在单一TCP连接的带宽利用率已经达到了瓶颈。因此，多路径传输控制协议（MPTCP）已经被提出。MPTCP通过在多个路径上分配数据流量，提高了网络带宽的利用率并增强网络的可靠性。
为了更好地控制网络拥塞，研究者们提出了许多MPTCP拥塞控制算法[1-3]，以实现更好的传输性能和可靠性。然而，这些算法都有他们自己的优缺点。目前，大多数MPTCP拥塞控制算法都是基于网络传输的容量的分配进行控制，而忽略了链路传输的延迟。因此，网络的性能和可靠性可能会受到影响。
本文旨在提出一种新的基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法，以实现更好的网络性能和可靠性。本文的组织安排如下：第二章介绍了MPTCP协议和现有的拥塞控制算法；第三章提出了基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法；第四章通过实验证明了所提出的算法的有效性；最后，第五章总结了本文的工作。
第二章MPTCP和现有的拥塞控制算法
2.1MPTCP协议
MPTCP协议可以简单地理解为，在多条路径上同时传输数据以实现更好的网络性能和可靠性。MPTCP协议在应用层之下运行，在运输层增加了新的协议实体，即多路径传输控制块（MPTCPsubflow）[4]。每个MPTCPsubflow都有自己的序列号和确认号，以保证传输的可靠性。MPTCPsubflow之间通过TCP选项进行协调，以保证数据传输的顺序和完整性。
MPTCP协议通过在多条路径上同时传输数据，提高了网络带宽的利用率并增强了网络的可靠性。如果一条路径失效，MPTCP协议可以自动切换到另一条路径上继续传输数据。
2.2现有的拥塞控制算法
目前，已经有许多MPTCP拥塞控制算法被提出[1-3]，这些算法在网络拥塞控制方面取得了一定的成果。通常，这些算法主要关注容量的分配和流量控制，以实现更好的网络性能和可靠性。
然而，这些算法忽视了链路传输延迟的影响，可能会导致网络的性能和可靠性发生问题。目前主要问题是，在某些情况下，单纯通过容量分配和流量控制并不能完全解决网络拥塞控制的问题。因此，在MPTCP协议中引入链路传输延迟信息对拥塞控制进行调整，可以更好地满足网络的需求。
第三章基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法
3.1算法描述
本文提出的基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法主要考虑了链路传输延迟对网络性能的影响。本文通过引入链路传输延迟信息，实时监控网络链路的情况。当链路传输延迟出现异常时，我们通过调整拥塞窗口的大小，更好地控制网络的拥塞状况，以实现更好的网络性能和可靠性。
基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法主要包括四个步骤：
（1）监控链路传输延迟。在本文提出的算法中，我们引入了链路传输延迟信息，实时监控网络链路的情况。
（2）链路传输延迟判定。当链路传输延迟出现异常时，我们需要判定链路传输延迟是否达到一定的阈值。
（3）拥塞窗口调整。当链路传输延迟达到一定的阈值时，我们调整拥塞窗口的大小，以更好地控制网络的拥塞状况。
（4）拥塞窗口定时。本文采用时钟的方式对拥塞窗口进行定时，以保证拥塞控制的及时性。
3.2算法实现
基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法可以通过以下步骤实现：
1.初始化拥塞窗口的大小，设置链路传输延迟的阈值。
2.监控链路传输延迟。
3.当链路传输延迟达到一定的阈值时，调整拥塞窗口的大小。
4.定时器达到时，执行拥塞窗口的调整。
5.重置拥塞窗口的大小，等待下一次的拥塞控制。
第四章实验结果
为了评估基于链路传输延迟的MPTCP拥塞控制算法的有效性，本文采用实验证明了所提出的算法的有效性。本文使用了NetworkSimula