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emerwell

新虫 (初入文坛)

[求助] 基于流特征学习来优化TCP协议丢包重传和拥塞控制机制 已有1人参与

TCP协议在当今网络环境下主要存在对丢包和拥塞判断不准,以及相应的传输调节机制过于简单、机械和粗暴的问题,从而导致传输吞吐率比较低,传输波动比较大。因此,优化TCP协议是件很有意义的事情,但这件事情远没有那么简单!
       传统TCP和后来一些改进版本,对拥塞的判断要么基于丢包、要么基于时延,很难自适应网络环境的复杂变化,容易出现判断不准确、传输调节不合理的问题。而且丢包也有随机丢包和拥塞丢包之分,这个也是要区别对待的。对于随机丢包,一旦识别出来,就应该立即重传丢失的包(非整个报文)。对于拥塞造成的丢包,就得采用一系列拥塞避免或恢复机制。
       当然,仅凭丢包来判断拥塞是不够的。还是要综合考虑以TCP连接为单位的流特征带来的影响,因此拥塞判据的多元化是一种新的优化思路。流特征最好要涵盖网络传输路径外在特征(丢包、时延及其变化规律)和TCP传输参数(拥塞窗口、慢启动阈值等)两个方面。但这带来一个问题,拥塞判据多了,对网络的认知虽然更全面,但相应的判断逻辑变复杂了,而且如何设计这个逻辑也更难了。
      考虑用人工智能来解决这个问题。如何通过一系列学习算法来对流特征进行学习,获得对网络传输状况的准确认知,分类识别不同的丢包和拥塞场景,并基于对这些网络场景的准确认知,估计可用带宽大小,采取合理的窗口进行传输,既不加重拥塞,也不保守传输,确保带宽利用率最大化。
      如何分类识别丢包和拥塞场景?如果基于机器学习来实现,那么就需要带标签样本来训练学习机,可标签怎么打?根据每轮RTT传输采集到的流特征就能知道此刻是丢包还是没丢包?是随机丢包还是拥塞丢包?拥塞程度怎样?这个怎么实现啊?需要工程经验,还是有某种规律需要发现,抑或玩概率?人工打标签也不能拍脑袋定吧!如果不要标签,类似于无监督学习,那怎么实现对以上场景的识别?如果用概率的方式来实现,那怎么由输入的流特征来计算当前属于哪种场景的概率呢?
      另一种思路,通过状态机来实现流特征学习。将待分类的丢包和拥塞场景定义成几种状态。根据每个RTT采集的流特征向量,经过一系列算法确定状态机该转换到哪种状态?这个算法该怎么设计呢?假设基于连接生命周期内传输历史过程中,曾经采用的状态转换来确定当前应该转换到哪个状态,这个算法一般怎么实现啊?
      很困惑啊,有没有高人指点啊?谢谢啦!
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在交流中学习进步提高
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顶一下,感谢分享!
2楼2014-10-21 22:05:27
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emerwell

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by lianxue66 at 2014-10-21 22:05:27
顶一下,感谢分享!

谢谢,有没有可以解惑的啊?
在交流中学习进步提高
3楼2014-10-22 11:04:54
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che_ncut

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
说说我的个人意见,仅供参考:
曾经做过类似的工作,发现做了一系列自认为的优化之后网络速度反而下降了,后来我去咨询网络领域很有名的一个老专家,他分析的结论是网络速度很快时,对包的统计分析后期处理所耗费的时间开销会抵消掉你所尝试的性能改进,反而造成性能的下降
当然,也可能是我的方法有问题,你可以试验看看结果如何
4楼2014-10-22 11:56:22
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emerwell

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
4楼: Originally posted by che_ncut at 2014-10-22 11:56:22
说说我的个人意见,仅供参考:
曾经做过类似的工作,发现做了一系列自认为的优化之后网络速度反而下降了,后来我去咨询网络领域很有名的一个老专家,他分析的结论是网络速度很快时,对包的统计分析后期处理所耗费的 ...

谢谢您的回复,对流进行统计分析而不是包,学习状态机的设计是个难题,效率可以从设计上来找思路
在交流中学习进步提高
5楼2014-10-23 10:29:24
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emerwell

新虫 (初入文坛)

状态机设计方面,有什么好的建议啊?如何确定状态、事件、转换条件和动作以及它们之间的关系?
在交流中学习进步提高
6楼2014-10-29 08:01:55
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