【正文】 }4．4模塊關(guān)鍵算法流程4．4．1 接收處理函數(shù)recv 接收一個模擬報文段，抽取TCP包頭信息，初始化參數(shù)比較已發(fā)送但未計數(shù)包與已接收包的大小，修改各自的數(shù)目比較RTT估計值與最小RTT值的大小，調(diào)整相互的數(shù)值初始化ACK包數(shù)目、ACK間隔時間；根據(jù)選項，按過濾器類型計算帶寬記錄本次帶寬值；編譯預(yù)處理；更新cwnd的值；進(jìn)行報文段的發(fā)送調(diào)用過程結(jié)束模擬過程實體執(zhí)行接收處理調(diào)用 接收處理函數(shù)recv流程圖4．4．2 擁塞控制窗口調(diào)節(jié)函數(shù)opencwnd將cwnd按增長因子進(jìn)行擴(kuò)大若cwnd小于ssthresh/2將cwnd按分段逼近式進(jìn)行擴(kuò)大若cwnd大于ssthresh/2,小于ssthresh且ssthresh－cwnd小于調(diào)節(jié)因子進(jìn)入擁塞避免階段，按窗口選項進(jìn)入不同的cwnd控制，其中包含標(biāo)準(zhǔn)、實驗、二項式、高速等方案檢查cwnd是否越界，進(jìn)行糾正處理YYNN調(diào)用過程結(jié)束模擬過程實體執(zhí)行調(diào)節(jié)處理調(diào)用 擁塞控制窗口調(diào)節(jié)函數(shù)opencwnd流程圖4．4．3 重復(fù)性ACK處理函數(shù)dupack_action 帶寬衰減因子擴(kuò)大，進(jìn)行越界檢查cwndssthresh帶寬衰減因子設(shè)置為定值計算ssthresh值，進(jìn)行越界處理將cwnd與ssthresh進(jìn)行比較，進(jìn)。fr_multi, tracer)) return TCL_OK。fr_phase, tracer)) return TCL_OK。myseqno_, tracer)) return TCL_OK。min_rtt_estimate, tracer)) return TCL_OK。fr_a_, tracer)) return TCL_OK。unaccounted_, tracer)) return TCL_OK。last_bwe_sample_, tracer)) return TCL_OK。current_bwe_, tracer)) return TCL_OK。mss_, tracer)) return TCL_OK。tau_, tracer)) return TCL_OK。filter_type_, tracer)) return TCL_OK。fr_alpha_, tracer)) return TCL_OK。lastackrx_, tracer)) return TCL_OK。lastackno_, tracer)) return TCL_OK。}4．3．2 類變量綁定函數(shù)delay_bind_dispatch( ) 該函數(shù)將C++變量與TCL的命令解析器進(jìn)行匹配，若用戶的腳本文件中準(zhǔn)確地調(diào)用了相應(yīng)的變量，就返回TCL_OK。 bind(tau_, amp。 bind(filter_type_, amp。 bind(fr_alpha_, amp。 bind(fr_multi,amp。 bind(fr_phase,amp。bind(min_rtt_estimate, amp。bind(fr_a_, amp。bind(unaccounted_, amp。 bind(last_bwe_sample_, amp。MultiPhaseTcpAgent::MultiPhaseTcpAgent() : RenoTcpAgent(), current_bwe_(0), last_bwe_sample_(0), unaccounted_(0), fr_a_(0), min_rtt_estimate(), myseqno_(1),fr_phase(1),fr_multi(), lastackrx_(), fr_alpha_(), filter_type_(1), tau_(){ // bind(current_bwe_, amp。 /*本算法使用的序列號輸出變量*/}。 /*帶寬衰減因子 */double min_rtt_estimate。 /*用于帶寬估計的最近樣本值*/int unaccounted_。 /*最大發(fā)送報文段 */ double current_bwe_。 /*增長因子*/ int fr_phase。 /*指數(shù)型過濾器類型*/ double tau_。 /*最近的ACK的接收時間 */ double fr_alpha_。 /*類變量綁定函數(shù)*/ protected: /*屬性說明*/ double lastackno_。 /*擁塞避免階段處理函數(shù)*/ virtual void newack(Packet* pkt)。 /*超時事件處理函數(shù)*/ /*在TcpAgent類 (文件： ) 可以找到以下函數(shù)原始定義 */ virtual void opencwnd()。 /*接收處理函數(shù)*/ virtual void dupack_action()。派生dupack_action()RenoTcpAgent派生timeout()timeout()MultiPhaseTcpAgentopencwnd()slowdown()newack() 類繼承及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4．2．2 類屬性聲明與接口定義/* TCP MultiPhase */class MultiPhaseTcpAgent : public virtual RenoTcpAgent { public: /*接口說明*/ MultiPhaseTcpAgent()。本算法所編寫的MultiPhase類是從RenoTCPAgent繼承來的。在NS2中該協(xié)議的實現(xiàn)是通過類TcpAgent來實現(xiàn)模擬和仿真的，該類包含了數(shù)目眾多的接口函數(shù)和屬性聲明，并且在實現(xiàn)文件中對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了初始化。這樣在仿真任務(wù)結(jié)束之后，可以得到比較直觀的結(jié)果。b) Xgraph方式：與nam相似，NS工具包中還有一個Xgraph模塊，產(chǎn)生Xgraph，語句如下：％xgraph “” 不過，“*.tr”文件一般記錄的是，仿真過程中的內(nèi)部狀態(tài)，比如，傳輸數(shù)率、各種峰值等等。基本流程如下：調(diào)用Nam或Xgraph顯示輸出文件并關(guān)閉輸出文件運行：打開輸出文件按照定義的事件和拓?fù)鋱D運行，同時將過程數(shù)據(jù)寫入輸出文件，調(diào)用退出過程運行：打開輸出文件，按照定義的事件、拓?fù)鋱D運行，同時將過程數(shù)據(jù)寫入輸出文件，調(diào)用退出過程定義：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 輸出文件 退出過程 網(wǎng)絡(luò)事件配置硬件參數(shù)確定拓?fù)鋱D傳輸事件文件節(jié)點移動文件調(diào)用Nam或Xgraph顯示輸出文件，并關(guān)閉輸出文件 腳本編寫過程示意圖NS2允許我們在腳本中定義一個輸出文件（又叫跟蹤文件），記錄仿真過程，文件名為“*.out”或“*.tr”，分別采用以下兩種圖形方式顯示：a) nam方式：NS工具包中有一個nam模塊，編譯后，產(chǎn)生nam文件。如：ns 因為腳本文件可以對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、事件的作細(xì)致的描述，所以通常我們使用b）。有兩種方法可以對網(wǎng)絡(luò)事件進(jìn)行仿真：a) 命令行方式，即敲入一個命令，返回一個結(jié)果。NS解釋腳本，將輸出寫到輸出文件中，然后調(diào)用Nam或Xgraph顯示輸出文件。（12）、zlib：通用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)壓縮庫（data pression library）。(10)、SGB：Standford GraphBase的簡稱，圖形產(chǎn)生器。（7）、Nam：即UCB/LBNL Network AniMator，它與NS協(xié)同工作，將NS仿真過程動態(tài)表現(xiàn)出來。（5）、ns：NS的主體代碼，內(nèi)含一個節(jié)點移動產(chǎn)生器、兩個傳輸事件產(chǎn)生器。（3）、OTcl：MIT Object Tcl的簡稱，是Tcl/Tk 面向?qū)ο缶幊痰臄U(kuò)展。Tcl 還可用來完成與網(wǎng)頁相關(guān)的任務(wù)，或是為應(yīng)用程序提供強(qiáng)有力的命令語言。 類層次圖4．1．3 NS2模塊組成和使用1．模塊組成[17]： 模塊組成表模塊版本號必選/可選1TclTcl release 必選2TkTk release 必選3Otclotcl release 必選4TclCLtclcl release 必選5Nsns release 必選6TclDebugtcldebug relase 可選7NamNam release 可選8Xgraphxgraph version 12可選9GTITMGeorgia Tech Internetwork Topology Modeler可選10SGBStanford GraphBase package可選11CWEBCWeb version (?)可選12Zlibzlib version 可選上表中各大模塊說明如下：（1）、Tcl：Tcl提供了一個強(qiáng)有力的平臺，可以生成面向多種平臺的應(yīng)用程序，協(xié)議，驅(qū)動程序等等。4．1．2 NS2體系結(jié)構(gòu)和類層次NS2包含了事件調(diào)度模塊和網(wǎng)絡(luò)組件模塊，其基礎(chǔ)是建立在TCL語言與C++語言之上的，如下圖[16]Event SchedulerNS2 TclClNetworkComponent Otcl 按照類結(jié)構(gòu)層次劃分，與網(wǎng)絡(luò)模擬相關(guān)的類有TclClass、TclObject等，其中為了要達(dá)到修改TCP模塊的目的，需要了解TclObject類層次，如下圖。這是一個很優(yōu)秀的軟件。NS是由由勞倫斯伯克利國家實驗室（LBL：Lawrence Berkeley Labs）、美國施樂公司的帕洛阿爾托研究中心（Xerox PARC：Palo Alto Research Center）、加州大學(xué)伯克利分校（UCB：University of California, Berkelay）和南加洲大學(xué)/科學(xué)情報研究所（USC/ISI：University of Southern California/Institute for Scientific Information）等合作，由DARPA資助的VINT（Virtual InterNet Testbed）工程研究得出的一個仿真工具。事實上，已有許多研究機(jī)構(gòu)對此作出努力，并開發(fā)出自己的網(wǎng)絡(luò)仿真器。這使我們將更多的精力投入對操作系統(tǒng)的編程而不是對算法的研究。如果用手工計算、調(diào)整，則不僅耗功耗時，還可能留下不可預(yù)計的漏洞。于是本方案將在較短的時間內(nèi)從慢啟動階段轉(zhuǎn)換到擁塞避免階段，從而充分利用了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬，提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率與性能。3．6．2 算法偽代碼1．…5. 若 cwndssthesh/2 則 cwnd=(γ+1)*cwnd,然后轉(zhuǎn)至2；6. 否則 若 cwndssthresh 則 cwnd=ssthresh,然后轉(zhuǎn)至5；7. 否則 若cwnd=ssthresh/2 并且ssthreshcwndφ 那么cwnd=γ* (cwnd + ssthresh)/ (γ+1)，然后轉(zhuǎn)至2；8. 然后 cwnd=ssthresh；3．6．3 性能分析通過將標(biāo)準(zhǔn)慢啟動與本方案的擁塞窗口變化情況進(jìn)行比較，可以得到本方案其總體效果進(jìn)一步增強(qiáng)的結(jié)論。因此，cwnd可以由式表示 （9）這種算法通過改變增長因子γ的大小使窗口增長幅度變化具有較大的靈活性。于是本方案引入了增長因子γ，其為大于等于1的整數(shù)(γ=1)。時間的延長會許多采用大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)姆?wù)性能下降。而在本方案中，令φ=2時，cwnd的最大增幅為ssthresh/4，這樣大大地減少了網(wǎng)絡(luò)突發(fā)流量，并且在慢啟動階段到擁塞避免階段的臨界區(qū)域其變化平緩，雖然其吞吐量較標(biāo)準(zhǔn)慢啟動過程有一定下降，但通過結(jié)合自適應(yīng)帶寬測量技術(shù)則能很好根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而確保達(dá)到網(wǎng)絡(luò)性能與效率的折衷。當(dāng)進(jìn)入慢啟動階段后，假設(shè)所有的分組都收到了正確的應(yīng)答，令,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)慢啟動原理，其經(jīng)歷時間為，窗口變化情況為擁塞窗口cwnd由1開始，在前(N1)個RTT時間增加到ssthresh/4，最后兩個RTT時間單位里cwnd分別增加了ssthresh/4和ssthresh/2，其增幅達(dá)到ssthresh的3/4，特別是最后一個RTT單位里增加了ssthresh/2。cwnd可以由式（8）表示 （8）本方案的效果是在連接建立和慢啟動與擁塞避免的過渡這兩個階段擁塞窗口增加幅度較小，變化比較平滑，能減少對于網(wǎng)絡(luò)中其他共享同一條連接的影響，保持了網(wǎng)絡(luò)運行性能的穩(wěn)定，減少了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的抖動。當(dāng)擁塞窗口與慢啟動閾值的差值小于某個特定常數(shù)，即稱為調(diào)節(jié)因子φ，這時認(rèn)為慢啟動階段結(jié)束，于是將擁塞窗口大小設(shè)為慢啟動閾值，過程從而進(jìn)入擁塞避免階段。即在擁塞窗口cwnd小于慢啟動閾值ssthresh的一半的情況下，cwnd仍然遵循指數(shù)增長規(guī)律，而當(dāng)cwnd大于慢啟動閾值ssthresh的一半時，調(diào)整擁塞窗口的增長幅度，使得擁塞窗口每次增加慢啟動閾值與前一次擁塞窗口之差的一半(即Δ＝（ssthreshcwnd）/2)，這樣，擁塞窗口的增長不再是每個RTT時間單位增長為前一次的兩倍，而是每個RTT時間單位增長為前一次的二分之一，越接近慢啟動閾值，其增長幅度就越慢。END PROCEDURE3．5 TCP慢啟動分段逼近改進(jìn)方案3．5．1 方案原理本方案主要分為兩方面：一方面是通過帶寬測量技術(shù)來動態(tài)地和實時地調(diào)整擁塞窗口cwnd和慢啟動閾值ssthresh，從而實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置的靈活性。 acked = cumul_ack。 acc