这种情况下,很有可能发生输出链路超载而导致频繁的输出缓冲溢出。如果没有一些特殊的控制机制,链接的TCP源的拥塞通知将会使用所谓的“队尾丢弃”的方法,二队尾丢弃队列的性能将很低。此外,流经的AP多个TCP连接的同步处理可能会加剧了802.11网络的系统开销而大幅降低吞吐量。通过在接入点的无线输出接口上使用较大的缓冲区可以在一定程度上缓解吞吐量的问题。[5] 然而,这会导致数据包实时约束延迟过多。此外,应丢弃数据包无法接入点被控制。在有线网络中,拥塞的解决方案,主动队列管理(AQM)计划,尤其是RED和它的变种已被广泛的研究。RED的基本思想是检测开始阶段的拥塞,并部署一个随机丢弃/标记机制来通知数据源,以减少他们的数据包注入速率。要衡量拥堵的严重程度,RED计算在每一个数据包到达队列长度的指数加权移动平均值(EWMA),使用该数值,确定丢弃/标记概率。RED应用于由于不同的接口速度而可能拥塞的网络交换机和路由器之间。因此,研究实施的AQM方案在无线接入点来解决拥塞问题的效果是有积极意义的。[3]
随着802.11网络的部署的增加,而有了对于支持这些网络的企业应用程序的关注。缺乏足够的流动性支持(子网漫游),安全和服务质量已成为了关键问题,导致无线架构发展。如果网关是基于服务器和距离接入点多个跃点,通过接入点的所有数据流量都由网关通过Tunnel/NAT机制路由。相邻跃点网关是基于交换机的,并且提供与基于服务器的网关相同的服务。基于交换机的解决方案还可以提供有源以太网(POE)的接入点。
在无线网络部署的另一个最关心的是成本。由于接入点的功能,他们变得越来越贵,从而使在企业中实现无线覆盖非常昂贵。一种不同的架构,称为轻量接入点,也可以使用一个网关的网络功能,其中大部分是由网关提供,限制了接入点基本的802.11信道接入。[5]支持QoS,移动性,安全性,管理,位置服务等功能的网关,它可以处理多个接入端口。为经济规模为中型和大型部署提供显着的成本效益。
当通信子网中的报文数量过多时时,网络中数据传输的性能就会下降,如时延增大等,这种现象被称为拥塞。网络发生拥塞时,会导致端到端数据的传输时延的急剧增加,并且丢失大量的数据包,使网络数据吞吐量下降,严重时甚至会发生拥塞崩溃现象。[6]
由于无线网络具有误码率高,终端移动切换,传输链路稳定性低,传输延迟高等特点,传统的基于TCP的有线网络拥塞控制机制算法在无线网络中应用时,无法达到最好的控制效果。
无线网络中的拥塞可以分为两种,一种是节点级的拥塞,这种拥塞是无线网络与有线网络共同具有的,即节点需要发送的数据包数量超过了节点的实际发送能力,导致缓存队列溢出,造成数据包丢弃以及网络排队延时的增加。另一种则是无线链路级的拥塞。由于无线网络是非开关半双工,即在同一时间内只有一个参与者可以进行数据发送。当多个相邻节点同时竞争使用同一条无线信道时,就会产生访问冲突,从而引起链路级的拥塞,增加数据包的服务时间,降低无线链路利用率和数据吞吐量。[22]此外,由于互不干扰的信道数量有限,带宽的增加并不与覆盖同一区域的基站数量增加成正比。而来自无线电源,如微波炉,无绳电话和其他无限网络的干扰进一步降低了可用带宽。因此,无线网络的带宽资源有限。
1.1.2 网络拥塞产生的原因文献综述
导致网络拥塞发生的原因有很多,主要有可以分为以下几方面