9、剖析FAST TCP不同模型及其优化算法

剖析FAST TCP不同模型及其优化算法

1. 引言

传统的传输控制协议（TCP），如TCP Reno及其变体，主要依靠数据包丢失来衡量网络拥塞。不过，近年来，人们开始关注使用链路排队延迟作为新的拥塞衡量指标。像TCP Vegas和FAST TCP就采用了这种方式。利用排队延迟进行拥塞控制，源端用户能及时察觉拥塞并调整拥塞窗口大小，在链路有足够缓冲区的情况下，可避免数据包丢失。这种基于排队延迟的拥塞控制机制对网络变化响应更迅速，适用于高速网络。

FAST TCP是一种针对高速长延迟网络的新型TCP拥塞控制算法，它以排队延迟作为拥塞衡量指标。尽管已经对FAST TCP进行了大量实验，结果也很有前景，但对其稳定性的研究还不够充分。

2. 网络模型

为了描述FAST TCP及其改进版本的行为，我们聚焦于单链路单源网络，即发送方和接收方通过单个瓶颈链路连接。该链路具有有限的传输容量c和无限的缓冲存储。链路有排队延迟p(t)，源端有拥塞窗口w(t)。

在时间t，源端将测量到的排队延迟q(t) = p(t - τb)作为反馈信号，其中τb是从链路到源端的反馈路径中的反向延迟；链路观察到的传入TCP数据包为y(t) = w(t - τf)，其中τf是从源端到链路的前向延迟。源端的往返时间（RTT）T(t)定义为T(t) = d + q(t)，其中d是恒定的往返传播时间，且往返反馈延迟为T(t) = τf + τb。

FAST TCP会定期更新其拥塞窗口：
[w(t + \Delta) = \frac{1}{2} \left( w(t) + \frac{baseRTT}{RTT} w(t) + \alpha \right)