题目：混合数据中心网络中TCP拥塞控制算法研究

混合数据中心网络是同时使用有线和无线技术的数据中心网络，可以解决传统数据中心网络中布线困难及网络负载分布不均等问题。为了保证网络中数据传输的可靠性，现有网络多采用TCP协议提供的拥塞控制机制。但由于混合数据中心网络与传统的Internet存在很大的差异，使得传统的TCP拥塞控制方法遇到了很大的挑战。因此，必须提出一种能够适用于混合数据中心网络的新方法。

传统TCP拥塞控制方法在混合数据中心网络遇到的主要挑战包括TCP Incast和无线丢包两个方面。本文对这两种现象进行了深入研究，并对现有的拥塞控制方法进行了详细分析，提出新的适用于混合数据中心网络的拥塞控制方法。本文主要研究内容包括：基于时延和ECN机制的TCP拥塞控制算法的研究、基于网络有效带宽和ECN机制的TCP拥塞控制算法的研究和基于ECN的TCP友好速率控制方法的研究。

TCP是基于有线网络设计的，在有线网络中拥塞是丢包的主要原因。但由于混合数据中心网络引入了无线技术，无线差错成为丢包的主导因素。因此如何进行丢包原因的判断是混合数据中心网络中拥塞控制方法需要考虑的关键问题。针对这种情况，本文提出两种改进的拥塞控制算法，即基于时延和ECN机制的TCP拥塞控制算法、和基于网络有效带宽和ECN机制的TCP拥塞控制算法。ECN机制可以对拥塞提前控制，缓解TCP Incast现象。同时，应用网络的时延和有效带宽的变化可以避免无线丢包的影响。实验表明，这两种方法在混合数据中心网络环境下都表现较好的鲁棒性和公平性。

TCP Incast问题是数据中心网络的主要性能问题，而混合数据中心网络引入无线访问点，使得TCP Incast现象更为严重。本论文着重针对TCP Incast现象进行了研究。首先对现有的拥塞控制方法进行了分类总结，并详细分析了基于窗口的拥塞控制方法的局限性。然后，以基于速率的拥塞控制方法为基础，引入了ECN机制，提出一种基于ECN的TCP友好速率控制方法。在该方法的速率控制过程中，本文提出一个新的速率计算模型，同时，为了能够高效利用网络带宽，还提出一种基于等价窗口的速率控制机制。与传统的拥塞控制方法相比，该方法不仅可以避免混合数据中心网络中的TCP Incast现象，同时具有较高的吞吐量和较低的队列时延。