中,无线延迟都占到往返总延迟的60%。无线路由器,作为当前大部分网络的最
后一跳,在大部分情况下,已经成为了网络延迟中最薄弱的环节。
第三,利用之前采集到的大量的无线参数数据,我们训练了一个普试的决策
树模型,这个决策树模型能够对部署了本课题中方法的无线路由器及其他路由器
提出优化建议。1)这个直观的决策树模型能够表明哪种无线参数对于无线延迟
的影响最大。例如我们观察到,当信道占用率超过55%的时候,就会有超过67%
的可能性出现无法忍受的无线延迟。2)在一个实际的例子中,我们利用我们普
试的决策树模型,根据无线参数来对TCP包进行分类。分类的结果表明造成高无
线延迟的主要原因是高信道占用率。当我们把无线信道调整到信道占用率低了8%
的信道上后,此无线路由器的最高无线延迟从250毫秒降低到50毫秒。3)在另外
一个实际的例子中,分类的结果说明,客户端的接收信号强度是高延迟的问题所
在。重新放置无线路由器的位置,能够将无线延迟的中位数从50毫秒降低到10毫
秒,降低了80%。
第二章 网络延迟分解
在这一章,我们首先将利用TCP包的生存周期来系统的介绍往返网络延迟
(忽略服务器处理时延)。其次,我们将介绍我们的数据收集平台和算法。最后
我们将描述我们利用TCP三次握手包及TCP数据包,将往返网络延迟分解为三个
不同部分的方法。
2.1 往返网络延迟中的时间戳
为了研究往返网络延迟(忽略服务器处理时延RTNL=RTT-S),在本课题中
将研究一个由客户端产生的包p,及在一个往返通信中,一个由服务端产生的响
应包q的生存周期,并最终抽离出延迟部分。本课题重点研究TCP包,因为TCP
包是当前主要的网络传输协议[4][5]。并且对于网络延迟十分敏感的,最常用的
移动应用网络协议——HTTP协议,也是基于TCP协议的。现在我们来看一下TCP
三次握手包的生存周期,来系统的分析整个过程中每部分产生的网络延迟。
图一中展示了TCP三次握手过程中,包在往返通信过程中的生存状态,以及
它们在这个过程中经历的网络延迟。在这个例子中,p是TCP的SYN包,q是TCP
的SYN-ACK包。
在最开始,在时间
时刻,包p由用户设备(UE)生成。经过了发送排队等
待时间,信道避让时间,发送时间以及可能的重传时间后,包p最后在
时间到
达无线路由器的无线网卡。这段从
到
的时间,这里我们定义为无线上行延迟
(UL)。
包p一到达路由器的无线网卡(wireless NIC),它就会在无线路由器内部被
处理,然后被交付到无线路由器的有线网卡(wired NIC)。我们这里用
来标记
包p到达无线路由器有线网卡的时间。那么
-
就是无线路由器内部处理延迟