1、TCP 協(xié)議在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用摘 要 由于自身具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，衛(wèi)星通信在互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用，并且隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在互聯(lián)網(wǎng) 寬帶接入方面實(shí)現(xiàn)了較大的發(fā)展。作為一種重要的傳輸協(xié) 議，TCP協(xié)議近年來(lái)在互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的更加廣泛，但是當(dāng)在 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用此協(xié)議時(shí)，往往會(huì)由于衛(wèi)星鏈路的弊端的影 響使 TCP 的性能受到了很大的干擾。 為此， TCP 協(xié)議在衛(wèi)星 通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用引起了人們更加密切的關(guān)注。本文將簡(jiǎn)要 的提出 TCP 協(xié)議以及衛(wèi)星通信的內(nèi)涵， 并對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中 改進(jìn) TCP 協(xié)議的性能的措施進(jìn)行研究， 希望為相關(guān)的研究者 提供一定意義上的理論參考。關(guān)鍵詞】 TCP 協(xié)議 衛(wèi)星通

2、信網(wǎng)絡(luò) 衛(wèi)星鏈路近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用更加廣泛，在獲得較大發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)也面臨著 更加復(fù)雜的問(wèn)題和更多的挑戰(zhàn)，在新的形勢(shì)下，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)成 為了互聯(lián)網(wǎng)改變現(xiàn)狀的重要選擇，然而互聯(lián)網(wǎng)連接衛(wèi)星時(shí)，TCP 協(xié)議的應(yīng)用性能問(wèn)題成為了一個(gè)突出的問(wèn)題，因此，必 須刻不容緩的以有效的措施增強(qiáng) TCP 的性能，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)以 及衛(wèi)星通信的深入發(fā)展。1 TCP 協(xié)議的概念TCP 協(xié)議是協(xié)議棧主要協(xié)議之一， 能夠服務(wù)于協(xié)議棧的傳輸層，能夠?yàn)閼?yīng)用程序提供更加可靠的優(yōu)良的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，其在不斷的發(fā)展中出現(xiàn)了形式各樣的版本，能有有效的 網(wǎng)的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？刂朴芯€網(wǎng)絡(luò)擁塞問(wèn)題，T

3、CP 協(xié)議的不斷發(fā)展和成熟為互聯(lián)2 衛(wèi)星通信的含義 衛(wèi)星通信是通過(guò)人造地球衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)無(wú)線電波的轉(zhuǎn)發(fā)以及發(fā)射完成地球站通信的技術(shù)，其系統(tǒng)主要包括四個(gè)部分， 衛(wèi)星通信相比于其他的通信方式，具有明顯的優(yōu)越性，在監(jiān) 測(cè)環(huán)境、防護(hù)災(zāi)害、探測(cè)資源以及偵查軍事等多方面發(fā)揮著 重要的作用， 在通信領(lǐng)域中有著尤其重要的地位。 在新工具、 新材料以及新技術(shù)不斷出現(xiàn)的情況下，衛(wèi)星通信的發(fā)展前景 必定更加廣闊和美好，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展產(chǎn)生的貢獻(xiàn)必 將更加巨大，在產(chǎn)業(yè)信息化方面將扮演中重要的角色。3 衛(wèi)星鏈路對(duì) TCP 性能的影響 首先，由于衛(wèi)星鏈路具有長(zhǎng)傳播延時(shí)的特點(diǎn)，往返傳播延時(shí)相對(duì)于地面網(wǎng)絡(luò)要長(zhǎng)得多， 導(dǎo)致 TC

4、P 的性能在一定程度受到了很大的干擾，尤其是在擁塞窗口方面，增長(zhǎng)的速度 相對(duì)較慢，文件的傳輸速度受到了很大的影響，運(yùn)作難以高 效、迅速以及便捷，大大的降低了寬帶的利用率。在丟失檢 測(cè)以及恢復(fù)方面時(shí)間耗費(fèi)的更多， ，由于往返時(shí)間較長(zhǎng)，鏈 路的可用寬帶的使用也受到了較大的影響、另外，在接收窗口時(shí)，寬帶的衛(wèi)星通道難以得到全面的利用，導(dǎo)致窗口受到 了很大的限制。其次， 由于衛(wèi)星鏈路具有較高的誤碼率， 導(dǎo)致 TCP 協(xié)議面臨著很大的困境，尤其是很難區(qū)分受損丟失以及擁塞丟 失，導(dǎo)致傳輸速率的大大降低以及數(shù)據(jù)傳輸受到限制。 另外，旦發(fā)生丟失數(shù)據(jù)包的情況時(shí)， 很多版本的 TCP 協(xié)議并不能 通過(guò)合理有效的措施

5、進(jìn)行及時(shí)的處理，一旦丟失連續(xù)下去將 大大的削減擁塞窗口。 特別是 TCP 協(xié)議即使比較先進(jìn)， 也很 難處理數(shù)據(jù)包持續(xù)丟失的情況，而且數(shù)據(jù)包的恢復(fù)也會(huì)耗費(fèi) 很多的時(shí)間。最后，衛(wèi)星鏈路的寬帶具有非對(duì)稱性。衛(wèi)星通信系統(tǒng)有關(guān)的設(shè)備價(jià)格高，轉(zhuǎn)發(fā)器的資源有限，很多衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常會(huì) 利用小信道寬帶的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 給TCP的應(yīng)用性能造成了很大 的影響，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，由于鏈路具有非 對(duì)稱性，在TCP協(xié)議的運(yùn)行過(guò)程中，通常會(huì)因?qū)拵萘康募s 束導(dǎo)致鏈路傳輸在發(fā)送到發(fā)送端時(shí)，很難保障準(zhǔn)確性以及及時(shí)性，擁塞窗口受到了很大的影響，鏈路的吞吐量受到了很大的限制。第二，接到相關(guān)的指示以及確認(rèn)后，TCP 在數(shù)據(jù)定。

6、包的傳輸過(guò)程中，通常會(huì)盡量的保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠交约胺€(wěn) 旦緩沖區(qū)發(fā)生溢出情況時(shí)， 很容易導(dǎo)致確認(rèn)發(fā)生丟失， 給數(shù)據(jù)的傳輸造成了影響，不規(guī)則重傳現(xiàn)象以及突發(fā)情況尤 其突出，間接地造成剩余窗口邊界發(fā)生跳轉(zhuǎn)，突發(fā)情況更加明顯。第三， ACK 發(fā)生溢出而導(dǎo)致丟棄以及因?yàn)榕抨?duì)延遲了 傳輸?shù)臅r(shí)間時(shí)， 會(huì)造成超時(shí)重傳的嚴(yán)重現(xiàn)象， 給 TCP 的發(fā)送 端的狀態(tài)造成了很大的干擾，這就造成衛(wèi)星鏈路寬度很難得 到全面的應(yīng)用，導(dǎo)致 TCP 傳輸性能受到的影響更加嚴(yán)重。4 在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中加強(qiáng) TCP 協(xié)議性能的措施 在通信領(lǐng)域， TCP 協(xié)議的傳輸性能以及相關(guān)的改進(jìn)策略受到了密切的關(guān)注，引起了世界范圍內(nèi)的研究人員的不斷

7、研 究和深入的探究， TCP 協(xié)議在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中性能的加強(qiáng)主 要是從以下兩個(gè)方面進(jìn)行考慮：4.1 從 TCP/IP 協(xié)議角度研究的改進(jìn)措施4.1.1 端到端 首先，可以利用更大的初始窗口大大的節(jié)省慢啟動(dòng)所耗費(fèi)的時(shí)間，利用字節(jié)技術(shù)的方法解決慢啟動(dòng)時(shí)發(fā)送端的數(shù)據(jù) 延時(shí)問(wèn)題，通過(guò)更大的窗口尺寸的應(yīng)用增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量， 利用選擇性確認(rèn)有效地解決數(shù)據(jù)包丟失的問(wèn)題，使協(xié)議的傳 輸性能進(jìn)一步提升，除此以外，也可以利用前向確認(rèn)更好的 控制數(shù)據(jù)傳輸，有效地改善擁塞控制，通過(guò)這些措施實(shí)現(xiàn)TCP 性能的增強(qiáng)。其次，可以通過(guò) TCP-Peach 算法準(zhǔn)確的判別鏈路丟失情況，迅速的恢復(fù)窗口，使 TCP 的性能有效的得

8、到改善。最后，可以通過(guò)共享 TCP 解決衛(wèi)星鏈路長(zhǎng)延時(shí)的問(wèn)題，切實(shí)提高數(shù)據(jù)傳輸速度，更好的啟動(dòng)并協(xié)調(diào)新連接。4.1.2 鏈路層 這是一種基于數(shù)據(jù)鏈路層提高 TCP 性能的措施， 能夠有效地解決偵查數(shù)據(jù)的丟失并給出及時(shí)的反應(yīng)，合理的解決丟 包問(wèn)題，在物理層面上，鏈路層協(xié)議能夠通過(guò) ARQ 協(xié)議進(jìn) 行數(shù)據(jù)幀的傳輸，提高數(shù)據(jù)幀的準(zhǔn)確性以及發(fā)送率，有效的 防止數(shù)據(jù)幀的丟失情況。除此以外在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，也經(jīng) 常應(yīng)用自適應(yīng)前向糾錯(cuò)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)差錯(cuò)的糾正，在衛(wèi)星鏈 路的誤碼率方面發(fā)揮著重要的作用。4.2 從衛(wèi)星鏈路的角度研究的改進(jìn)措施4.2.1 TCP Spoofing 技術(shù) 這種技術(shù)也可以稱為協(xié)議欺騙技

9、術(shù)，能夠使應(yīng)答信息及時(shí)的發(fā)送，使數(shù)據(jù)傳輸速率切實(shí)的得到提升，另外，它還能 重新傳送丟失的數(shù)據(jù)，能夠減少發(fā)送端到接收端信息的延時(shí) 時(shí)間，使鏈路的性能大大增強(qiáng)。4.2.2 TCP Splitting 方案 這種方案能夠有效的分開 TCP ，使衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的特性能夠更好的得到應(yīng)用，同時(shí)也不會(huì)對(duì)服務(wù)器協(xié)議以及客戶機(jī)造成 影響， 可以使網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性得到增強(qiáng)， 使 TCP 數(shù)據(jù)傳輸性能 切實(shí)的提升。5 總結(jié) 總而言之，增強(qiáng) TCP 協(xié)議應(yīng)用性能的措施各有其特點(diǎn)，改進(jìn)方案也各有其優(yōu)缺點(diǎn)，因此，在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用時(shí)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的需要以及實(shí)際情況辯證的分析，同時(shí)，要全面綜 合的考慮衛(wèi)星鏈路的特性，有針對(duì)性的提高 TCP 的傳輸性 能，使其在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用更加廣泛。參考文獻(xiàn)1陳康.TCP協(xié)議在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用優(yōu)化J.煤炭技術(shù)， 2011， 30（7）： 149-151.2葉