ارائه روشی جدید در جهت بهبود گذردهی جریان های TCP در شبکه های بیسیم مبتنی بر 802.11n

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه کامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه آزاد واحد آیت الله آملی، آمل، ایران

چکیده

ارتقا کارایی TCP در شبکه های محلی بیسیم با توجه به گستردگی آن به عنوان یکی از پروتکل های لایه انتقال از اهمیت فراوانی برخوردار است. نرخ گذردهی بسته های TCP به عنوان یکی از پارامترهای کیفیت سرویس مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در این مقاله روشی برای کاهش بی عدالتی در شبکه های بیسیم ارائه خواهیم داد. در واقع کاهش جریان زیرگذر در TCP یکی از دلایل بی عدالتی در شبکه خواهد بود. روشی که ارائه خواهیم داد با ایجاد تغییری در بسته های ACK مربوط به TCP باعث بهبود کارایی آن خواهد شد. در این مقاله اندازه بافر موجود در ایستگاه کاری و مکانیسم DCF موجود در زیر لایه MAC، به عنوان دو عامل اصلی بی عدالتی در گذردهی بین جریان های TCP مختلف معرفی می گردد. همچنین یک مدل تحلیلی برای مشاهده رفتار TCP ارائه خواهد شد. در ادامه روش جدیدی را با تغییر در بسته های ACK معرفی خواهیم کرد که برچالش بی عدالتی گذردهی غلبه نماید. نتایج شبیه سازی را با روش دیگری که در همین مجله به چاپ رسانیده ایم مورد مقایسه قرار خواهیم داد. انتظار داریم که این نتایج، به وضوح افزایش نرخ گذردهی را بواسطه استفاده از روش پیشنهادی نشان دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Smiley face

 
[1]     MM. Hassani, “A cross layer approach for improving the TCP quality-of-service parameters over the IEEE 802.11.ac wireless networks,” Journal of Electronical & Cyber Defence, vol. 10(1) pp. 109-117, 2022, DOR: 20.1001.1.23224347.1401.10.1.9.3 (In Persian)
[2]     K. Sasaki, M. Hanai, K. Miyazawa, A. Kobayashi, N. Oda and S. Yamaguchi, "TCP Fairness Among Modern TCP Congestion Control Algorithms Including TCP BBR," 2018 IEEE 7th International Conference on Cloud Networking (CloudNet), 2018, pp. 1-4, DOI: 10.1109/CloudNet.2018.8549505.
[3]     J. A. Jude M, D. V. C, S. E. N, S. V, T. B and P. K. K, "On Minimizing TCP Traffic Congestion Control in Vehicular Internet of Things," 2022 3rd International Conference on Electronics and Sustainable Communication Systems (ICESC), 2022, pp. 446-451, DOI: 10.1109/ICESC54411.2022.9885572
[4]     Minghui He, Yan Yuan, Kang Li, Han Peng, "Improvement of GCC Congestion Control Algorithm in Streaming Media Transmission", 2022 41st Chinese Control Conference (CCC), pp.3562-3566, 2022, DOI: 10.23919/CCC55666.2022.9901684
[5]     Jean P. Martins, Igor Almeida, Ricardo Souza, Silvia Lins, "Policy Distillation for Real-Time Inference in Fronthaul Congestion Control", IEEE Access, vol.9, pp.154471-154483, 2021, DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3129132
[6]     K. Sasaki, M. Hanai, K. Miyazawa, A. Kobayashi, N. Oda and S. Yamaguchi, "TCP Fairness Among Modern TCP Congestion Control Algorithms Including TCP BBR," 2018 IEEE 7th International Conference on Cloud Networking (CloudNet), 2018, pp. 1-4, DOI: 10.1109/CloudNet.2018.8549505
[7]     Haichang Huang, Zhiyang Sun, Xin Wang, "End-to-End TCP Congestion Control for Mobile Applications", IEEE Access, vol.8, pp.171628-171642, 2020, DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3024707
[8]     Liang Zong, Yong Bai, Chenglin Zhao, Gaofeng Luo, Zeyu Zhang, Huawei Ma, "On Enhancing TCP to Deal with High Latency and Transmission Errors in Geostationary Satellite Network for 5G-IoT", Security and Communication Networks, vol. 2020, Article ID 6693094, 7 pages, 2020. https://doi.org/10.1155/2020/6693094
[9]     N.M. Kasoro, S.K. Kasereka, G.K. Alpha, K. Kyamakya, "ABCSS: A novel approach for increasing the TCP congestion window in a network", Procedia Computer Science,Volume 191, 2021,,Pages 437-444, https://doi.org/10.1016/j.procs.2021.07.075
[10]  Amar A. Mahawish, Hassan J. Hassan, " Survey on: A variety of AQM algorithm schemas and intelligent techniques developed for congestion control", Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, vol.23, No.3, pp.1419-1431, 2021, pp1419-1431, http://doi.org/10.11591/ijeecs.v23.i3
[11]  MM. Hassani, S. Pashmforoush, & A.A.E, "Zarandi,. Effect of the Spectrum Sensing Period on the TCP Performance Over Cognitive Radio Ad-hoc Networks" Wireless Pers Commun 124, 2411–2426 (2022). https://doi.org/10.1007/s11277-022-09470-y
[12]  Mahawish, A.A., Hassan, H.J. Improving RED algorithm congestion control by using the Markov decision process. Sci Rep 12, 13363 (2022), https://doi.org/10.1038/s41598-022-17528-x
[13]  . T. Nandagopal, T. Kim, X. Gao, and V. Bharghavan, "Achieving MAC layer Fairness in Wireless Packet Networks", ACM Mobicom 2000, Boston, USA, Aug. 2000,DOI: 10.1145/345910.345925
[14]  N. H. Vaidya, P. Bahl, and S. Gupta, "Distributed Fair Scheduling in a Wireless LAN", MobiCom 2000, Boston, USA, Aug. 2000, DOI: 10.1109/TMC.2005.87
[15]  K. Sasaki, M. Hanai, K. Miyazawa, A. Kobayashi, N. Oda and S. Yamaguchi, "TCP Fairness Among Modern TCP Congestion Control Algorithms Including TCP BBR," 2018 IEEE 7th International Conference on Cloud Networking (CloudNet), Tokyo, Japan, 2018, pp. 1-4, DOI: 10.1109/CloudNet.2018.8549505.
[16]  The Network Simulator - ns-2, http://www.isi.edu/nsnam/ns/
[17]   H. Balakrishnan, V. N. Padmanabhan, and R. H. Katz, "The Effects of Asymmetry on TCP Performance", ACM Mobile Networks and Applications (MONET) Journal, Vol. 4, No. 3, 1999, DOI: 10.1023/A:1019155000496
[18]  D.J. Deng and R.-S. Chang, "A priority scheme for IEEE 802.11 DCF access method," IEICE Transactions on Communications, vol. E82-B, no. 1, pp. 96–102, Jan. 1999
[19]  S. Lu, V. Bharghavan, and R. Srikant, "Fair scheduling in wireless packet networks,"in ACM SIGCOMM’97, Cannes, France, Sept. 1997, DOI: 10.1145/263105.263141
[20]   T. Nandagopal, T. Kim, X. Gao, and V. Bharghavan, "Achieving MAC Layer Fairness in Wireless packet Networks," in ACM Mobicom 2000, Boston, MA, USA, Aug. 2000, DOI: 10.1109/TNET.2011.2116124
[21]  N. H. Vaidya, P. Bahl, and S. Gupta, "Distributed fair scheduling in a wireless LAN," in MobiCom 2000, Boston, MA, USA, Aug. 2000, DOI: 10.1109/TMC.2005.87
[22]  M.M. Hassani, R. Berangi " An analytical model for evaluating utilization of TCP Reno." International Conference on Computer Systems and Technologies, CompSysTech 2007, Rousse, Bulgaria, 2007, DOI:10.1145/1330598.1330663
[23]  N.M. Kasoro, S.K. Kasereka, G.K. Alpha, K. Kyamakya," ABCSS: A novel approach for increasing the TCP congestion window in a network," Procedia Computer Science, Volume 191, 2021,Pages 437-444, https://doi.org/10.1016/j.procs.2021.07.075
[24]  L. Kleinrock, Queueing Systems, Volume 1: THEORY. John Wiley and Sons, 1973, ISBN: 978-0-471-49110-1
[25]  J. Padhye, V. Firoiu, D. Towsley, and J. Kurose, "Modeling TCP Throughput: a Simple Model and its Empirical Validation," in ACM Sigcomm 1998, DOI: 10.1109/90.842137
[26]  G. Olmedo, R. Cueva, D. Martínez, and C. Almeida, "Performance Analysis of a Novel TCP Protocol Algorithm Adapted to Wireless Networks," Future Internet 12, no. 6, 2020, DOI: 101. https://doi.org/10.3390/fi12060101
دوره 12، شماره 1 - شماره پیاپی 45
شماره پیا پی 45 بهار 1402
خرداد 1403
صفحه 23-33
  • تاریخ دریافت: 01 اسفند 1402
  • تاریخ بازنگری: 13 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 اردیبهشت 1403
  • تاریخ انتشار: 01 خرداد 1403