6LoWPAN中分布式TCP緩存隊列策略

吉福生　周小龍

(重慶郵電大學寬帶泛在接入技術(shù)研究所　重慶 400065)

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6LoWPAN中分布式TCP緩存隊列策略

吉福生周小龍

(重慶郵電大學寬帶泛在接入技術(shù)研究所重慶 400065)

摘要在多TCP連接的6LoWPAN(IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks)網(wǎng)絡(luò)中，針對丟包嚴重時存在頻繁的端到端重傳問題，提出分布式TCP緩存隊列策略。該策略能夠使中間節(jié)點合理地緩存不同TCP連接在鏈路層傳輸中丟失的分段，從而保證每個TCP連接的性能，減少網(wǎng)絡(luò)能耗。另外，采用ARQ機制進行鏈路層數(shù)據(jù)幀傳輸時，由于中間節(jié)點判斷丟包的準確率較低，導致緩存隊列中存在一些實際未丟失的分段。對這些分段的重傳會消耗額外的能量，降低了緩存隊列的利用率。因此緩存管理采用詢問鄰居節(jié)點的方式檢查分段是否丟失，及時地刪除無效的緩存分段。實驗結(jié)果表明，采用分布式TCP緩存隊列策略可以使得多個TCP連接的網(wǎng)絡(luò)性能以及緩存隊列利用率得到了很大提高。

關(guān)鍵詞低功耗個人局域網(wǎng)傳輸控制協(xié)議自動重傳請求緩存隊列丟包恢復(fù)

0引言

國際標準化組織IEFT通過采用適配層和優(yōu)化相關(guān)協(xié)議使IPv6技術(shù)可以運行在低功耗、低速率的無線嵌入式設(shè)備中。由這樣的設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)就是基于IPv6的低功耗無線個域網(wǎng)6LoWPAN。6LoWPAN的傳輸層協(xié)議包括用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)和傳輸控制協(xié)議(TCP)。其中6LoWPAN使用TCP來保證端到端數(shù)據(jù)可靠傳輸，然而TCP協(xié)議在無線網(wǎng)絡(luò)中存在性能問題：由于無線鏈路丟包率較大，導致TCP分段在中間節(jié)點處頻繁丟失，從而引起TCP頻繁的端到端重傳，這會增加網(wǎng)絡(luò)延遲且消耗過多節(jié)點能量。在無線低功耗網(wǎng)絡(luò)中，所有采用端到端錯誤恢復(fù)機制的可靠傳輸協(xié)議都面臨該問題。解決這個問題的常用方法是通過中間節(jié)點緩存那些在鏈路層傳輸中丟失的數(shù)據(jù)包。當目的接收端發(fā)起錯誤恢復(fù)請求時，丟失的數(shù)據(jù)包可以直接從緩存該數(shù)據(jù)包的中間節(jié)點處重傳。該方法的可行性已經(jīng)被數(shù)學模型所驗證[1]。目前，解決這一問題的經(jīng)典機制分為兩類：第一類是基于非IP無線低功耗網(wǎng)絡(luò)的機制[2-8]；第二類是在基于IP的無線低功耗網(wǎng)絡(luò)中針對TCP協(xié)議的機制[9-11]。

第一類機制中，文獻[5] 提出了一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中全局簇協(xié)作機制(GCCS)，GCCS使用緩存發(fā)現(xiàn)算法找出緩存了所查詢數(shù)據(jù)項的節(jié)點。文獻[6]提供了兩個優(yōu)化方案，即增強的基于NACK修復(fù)機制和優(yōu)化的DTSN傳輸窗口，重新實現(xiàn)了一個增強DTSN協(xié)議。第一類機制并不是基于TCP協(xié)議的，所以無法使用在6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)中。在第二類機制中，文獻[10]提出的DTC機制中，中間節(jié)點根據(jù)能否接收到下一跳節(jié)點的鏈路層確認來判斷數(shù)據(jù)包是否丟失，并將判斷丟失的數(shù)據(jù)包鎖定在緩存中，設(shè)置重傳定時器。DTC的中間節(jié)點需要計算到達TCP接收端的往返時間(RTT)，并通過RTT配置重傳定時器(RTO)：RTO=1.5×RTT。在重傳定時器溢出時，中間節(jié)點執(zhí)行“鎖存”TCP分段重傳操作。在重傳定時器未溢出前，如果中間節(jié)點接收到TCP接收端發(fā)送的確認消息TCP ACK(或SACK)的序列號與“鎖存”TCP分段的序列號相同則執(zhí)行重傳，并且“終止”該TCP ACK繼續(xù)向TCP發(fā)送端的轉(zhuǎn)發(fā)。文獻[11]中提出的EDTC機制是對DTC機制地改進。目前常用無線鏈路層協(xié)議基于CSMA-CA算法，因此該文獻將基于TDMA網(wǎng)絡(luò)的DTC機制改進為基于CSMA-CA網(wǎng)絡(luò)的EDTC機制。與DTC機制不同，EDTC節(jié)點的MAC層采用ARQ機制來傳輸數(shù)據(jù)包，以保障鏈路層傳輸?shù)目煽啃?。另外，EDTC還針對DTC的緩存放置、緩存管理以及重傳超時定時器設(shè)計不足給出了新的解決方法。然而，不管是DTC還是EDTC機制，目前的研究都是基于鏈式拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，并且只存在單個TCP連接。在多個TCP連接的非鏈式結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，處于TCP傳輸路徑上的中間節(jié)點無法同時合理地存儲每個連接丟失的數(shù)據(jù)包，導致每個TCP連接的性能不均衡。另外，根據(jù)鏈路層確認來進行丟包檢查準確率低，會導致有限緩存空間中存在并沒有丟失的數(shù)據(jù)包，造成緩存資源浪費，且會在重傳定時器超時后執(zhí)行多余得本地重傳增加節(jié)點能耗。

針對多TCP連接的非鏈式結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)存在的上述問題，本文提出6LoWPAN中分布式TCP緩存隊列策略。該策略不僅保證中間節(jié)點能夠同時合理地存儲每個TCP連接丟失的數(shù)據(jù)包，而且避免了中間節(jié)點由于丟包檢查準確率低造成緩存空間浪費和能耗增加。

1分布式TCP緩存隊列策略

本節(jié)描述的分布式TCP緩存隊列策略由三個部分組成：緩存放置策略，在隊列長度沒達到規(guī)定門限前以鏈路層丟包為依據(jù)執(zhí)行分段存儲，當超過門限時需要以一定概率執(zhí)行分段存儲；緩存管理策略，對緩存隊列的無效緩存進行清除，以提高緩存隊列利用率，避免重傳定時器超時后對無效緩存執(zhí)行本地重傳；主動重傳策略，以緩存管理策略為基礎(chǔ)，主動向TCP接收端發(fā)送已經(jīng)確認有效的緩存分段，為緩存隊列清理出存儲空間。

1.1緩存放置

為了能夠同時存儲不同TCP連接在鏈路傳輸中丟失的分段，中間節(jié)點采用緩存隊列策略。然而若與上述研究相同，只將鏈路層丟包作為緩存放置的依據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)丟包增多時緩存隊列會很快被放置滿。因此本文綜合考慮鏈路層丟包、緩存隊列長度和不同TCP連接發(fā)送速率以及跳數(shù)等因素重新設(shè)計緩存放置策略。

對6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)中的任意節(jié)點v，在協(xié)議規(guī)定的適配層上設(shè)置一個容量大小為Cv的緩存隊列。經(jīng)過節(jié)點v的TCP連接數(shù)為F。當中間節(jié)點向下一跳轉(zhuǎn)發(fā)TCP分段時，MAC層從發(fā)送隊列中取出一個分段放入其發(fā)送緩存，同時該TCP分段也會被復(fù)制到緩存隊列中。當MAC發(fā)送失敗，該分段將被鎖定在緩存隊列中，鎖定的分段不能被下一個分段覆蓋。每次鎖定時，需要設(shè)置重傳定時器RTO′=1.5×RTO，其中RTO的計算根據(jù)文獻[12]給出的方法。如果緩存隊列中TCP分段的重傳定時器溢出時，中間節(jié)點將執(zhí)行本地重傳，將該分段發(fā)送給TCP接收端。當中間節(jié)點接收到TCP接收端發(fā)送給TCP發(fā)送端的ACK消息時，查看ACK序列號是否存在對應(yīng)緩存分段，如有這樣的緩存分段則執(zhí)行本地重傳，并終止該ACK消息繼續(xù)向TCP發(fā)送端的轉(zhuǎn)發(fā)。執(zhí)行本地重傳后的數(shù)據(jù)將從緩存隊列中刪除。

為避免緩存隊列溢出，節(jié)點需要在緩存隊列長度到達一定程度時主動降低入隊速率。在實際隊列長度到達給定門限時，通過預(yù)測緩存隊列長度預(yù)先設(shè)置緩存放置概率來確保降低入隊速率。本文采用指數(shù)平滑法預(yù)測緩存隊列長度Qt+1，如式(1)所示：

Qt+1=αqt+(1-α)Qt

(1)

當實際隊列長度qt到達門限qth時，則根據(jù)預(yù)測隊列長度Qt+1、TCP發(fā)送速率以及跳數(shù)來確定緩存放置概率P，如式(2)所示：

P=εi×λ

(2)

(3)

式中的WSi和WSj表示TCP連接的窗口大小，該值在TCP連接建立初始階段獲得。hv,i表示TCP連接i在節(jié)點v的跳數(shù)，hi為TCP連接i的總跳數(shù)。預(yù)測所得剩余緩存的權(quán)重越小，需要更小緩存隊列的入隊速率，即鎖定的TCP分段的緩存放置概率越小。TCP連接的發(fā)送速率越大，所傳輸?shù)腡CP分段就越多，則緩存放置概率應(yīng)當越大。另外，中間節(jié)點需要緩存靠近接收端的TCP連接的TCP分段，因為可以在最快的時間執(zhí)行重傳。

1.2緩存管理

在6LoWPAN協(xié)議中，鏈路層技術(shù)采用了IEEE 802.15.4標準。IEEE 802.15.4標準使用ARQ機制來保證鏈路層傳輸可靠性。根據(jù)ARQ機制，節(jié)點MAC層向下一跳發(fā)送一幀數(shù)據(jù)后等待下一跳節(jié)點的ACK回復(fù)消息。當節(jié)點在確認等待時間內(nèi)沒有收到ACK回復(fù)消息，就會執(zhí)行重傳嘗試。節(jié)點重傳嘗試的最大執(zhí)行次數(shù)取決于最大重傳嘗試次數(shù)(默認為3，范圍：0～7)[13]。當超過這個限度時，MAC層丟棄該數(shù)據(jù)包，并告知上一層數(shù)據(jù)發(fā)送失敗。然而存在兩種情況導致節(jié)點無法接收到下一跳節(jié)點的ACK回復(fù)消息：

(1) 節(jié)點向下一跳發(fā)送數(shù)據(jù)幀，在超過最大重傳嘗試次數(shù)之后，至少有一幀數(shù)據(jù)被下一跳節(jié)點正確接收，但是下一跳發(fā)送的ACK回復(fù)消息丟失。

(2) 節(jié)點向下一跳發(fā)送數(shù)據(jù)幀，在超過最大重傳嘗試次數(shù)之后，沒有數(shù)據(jù)幀被下一跳節(jié)點正確接收，所以下一跳節(jié)點并沒有發(fā)送ACK回復(fù)消息。

消息(1)中，節(jié)點沒有接收到ACK回復(fù)消息因此判斷為丟包，實際上這種判斷是錯誤的。不準確地丟包判斷會導致緩存隊列中存在不少比例的無效緩存(非丟失數(shù)據(jù)包)。當重傳定時器溢出后，無效緩存同樣會被執(zhí)行本地重傳，這不僅增加了能量開銷而且降低了緩存隊列的利用率。因此，本文提出一種提高緩存隊列利用率的緩存管理策略。

在給定周期T內(nèi)，中間節(jié)點需要記錄沒有接收到的TCP分段序列號和鎖定在緩存隊列中的TCP分段序列號，分別構(gòu)成集合R和S。在周期T到達時若S非空，節(jié)點向鄰居節(jié)點廣播詢問消息，詢問是否接收過集合S中的分段。當鄰居節(jié)點接收到詢問消息時，與對應(yīng)T時刻產(chǎn)生的集合R進行對照。如果R′=R∩S且R′≠?，將R′內(nèi)容作為回復(fù)消息發(fā)送給詢問節(jié)點，刪除R中內(nèi)容并重新開始記錄。節(jié)點收集鄰居節(jié)點的回復(fù)消息構(gòu)成集合R″，通過S′=S-R″運算就可以得知無效緩存分段。節(jié)點清除緩存隊列中包含S′的分段，以確保隊列中所有緩存分段有效。

時間間隔T的取值滿足T

(4)

其中，q是緩存隊列長度。h是所有TCP連接中總跳數(shù)的最小值，hv是h對于TCP連接發(fā)送端到節(jié)點v的跳數(shù)，RTT是h對于TCP連接的往返時間估計。

1.3主動重傳

當節(jié)點執(zhí)行緩存管理操作之后，緩存隊列已經(jīng)確認緩存分段的有效性。如果節(jié)點可以在重傳定時器超時之前，中間節(jié)點可以對那些已經(jīng)確認有效的緩存分段進行合理的主動重傳，保證緩存隊列中擁有更多的存儲空間。

如果節(jié)點正在進行頻繁的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，主動的發(fā)送緩存隊列中的分段不僅增加了網(wǎng)絡(luò)碰撞的概率而且影響了正常TCP分段的投遞。當節(jié)點間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)頻繁時，節(jié)點執(zhí)行信道檢查的成功率會受到影響。所以根據(jù)這一點，本文規(guī)定主動重傳必須要在一段時刻內(nèi)信道檢查的成功率ω達到一定水平才能夠被執(zhí)行。時間間隔T內(nèi)信道檢查的成功率的計算公式為：

(5)

圖1　主動重傳判斷流程

當前的鏈路狀態(tài)會影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)某晒β剩虚g節(jié)點選擇高質(zhì)量、低延時的鏈路進行主動重傳非常重要，這樣的鏈路不僅可以提高數(shù)據(jù)傳輸成功率還會降低延時。本文通過鏈路質(zhì)量級別LQL(Link Quality Level)來區(qū)分鏈路好壞。LQL是一個0至7之間的整數(shù)，其中0表示鏈路質(zhì)量水平是未知，而1則表示最高鏈路質(zhì)量水平[14]。標準草案 [RFC 6551]中沒有給出具體的LQL計算方法，所以在本文中LQL的值由鏈路質(zhì)量指示LQI(Link Quality Indication)求得，如式(6)所示：

(6)

如果節(jié)點信道檢查的成功率ω大于閾值并且鏈路質(zhì)量級別小于3，將對最新確認的緩存分段進行重傳。具體的流程如圖1所示。

2性能評價

為了評估本文所描述策略的性能，在OMNET++仿真軟件中實現(xiàn)了所提出的策略。在仿真中使用一個由20個節(jié)點構(gòu)成的非鏈式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了多個TCP連接通信，節(jié)點間的距離為50米。每個TCP發(fā)送端發(fā)送32KB的數(shù)據(jù)給它們的接收端。表1列出了仿真參數(shù)。

表1　仿真參數(shù)

2.1鏈路層丟包判斷的準確率

本文所提緩存管理策略是為了避免鏈路層丟包判斷不準確導致的緩存隊列利用率低的問題。為了證明提出該緩存管理策略的必要性，下面采用數(shù)學方法來計算錯誤判斷丟包的概率以及在總的丟包判斷中所占的比例。最終的結(jié)果表明，中間節(jié)點采用ARQ機制傳輸數(shù)據(jù)包，鏈路層丟包判斷的準確率較低。

假設(shè)鏈路傳輸中包λ(數(shù)據(jù)包或確認包)的錯誤概率為pλ，最大重傳嘗試為r，那么在節(jié)點錯誤判斷鏈路層傳輸沒有成功的概率為：

(7)

式(7)表示節(jié)點在r+1次數(shù)據(jù)鏈路層傳輸中，有m(r>m>1)次傳輸數(shù)據(jù)包已經(jīng)成功到達了下一跳節(jié)點。但是，由于節(jié)點沒有接收到下一跳確認，所以誤認為數(shù)據(jù)包沒有成功發(fā)送。

圖2給出了在不同的最大重傳嘗試次數(shù)下的節(jié)點誤判丟包的概率。可以看出誤包率的增大會導致節(jié)點誤判丟包的概率增大。而最大重傳嘗試次數(shù)越大，這種誤判發(fā)生的概率會越小。這可能是由于總的丟包概率跟隨最大重傳嘗試次數(shù)的增加而變小，為此需要給出誤判丟包的概率在總丟包概率中所占的比例。圖3為不同的最大重傳嘗試次數(shù)下誤判丟包的概率在總丟包概率中所占的比例，結(jié)果表明在鏈路層丟包的誤判總是存在，且所占比例較高。較大的最大重傳嘗試次數(shù)下鏈路層丟包的誤判比例明顯高于較大的最大重傳嘗試次數(shù)。表2中給出了數(shù)據(jù)包和確認包錯誤概率對應(yīng)于誤包率的取值。

圖2　不同重傳嘗試下誤包率對誤判丟包的影響　　　圖3　誤判丟包在所有丟包中所占的比例

pλpDATApMACK0000.310.360.320.410.460.410.470.520.470.560.620.560.660.710.66

2.2緩存利用率

在本文提出的基于隊列緩存機制中，中間節(jié)點為了確保在緩存隊列中沒有無效的緩存分段，向下一跳節(jié)點詢問所緩存的包是否已接收，從而提高緩存利用率降低了網(wǎng)絡(luò)能耗。緩存利用率的計算方式如下：

(8)

圖4給出了包含詢問機制與不包含詢問機制的分布式TCP緩存隊列利用率的比較。從仿真結(jié)果中可以看到，在不同的誤包率條件下，包含詢問機制的緩存隊列利用率幾乎達到了100%。但是由于在網(wǎng)絡(luò)中可能存在詢問包的丟失使得在較大的誤包率條件下，緩存隊列利用率反而會受到一定的影響。

圖4　有/無詢問策略時緩存隊列利用率比較

2.3能量消耗與網(wǎng)絡(luò)延時

為評估本文提出的分布式TCP緩存隊列策略的性能，在仿真軟件上實現(xiàn)了兩種類似的機制DTC和EDTC。實驗在不同TCP連接數(shù)(1-6)條件下對兩種類似算法與本文所提機制的網(wǎng)絡(luò)能耗與傳輸時間進行比較。實驗中所使用的IEEE 802.15.4節(jié)點的能量參數(shù)如表3所示。

表3　節(jié)點的能量參數(shù)取值

根據(jù)表格所給出的參數(shù)在誤包率為0.3條件下進行了實驗，所得到的仿真結(jié)果見圖5和圖6所示?？梢杂^察到，TCP連接數(shù)不斷增加時，由于網(wǎng)絡(luò)中要發(fā)送數(shù)據(jù)總數(shù)增加所以網(wǎng)絡(luò)中能量開銷增大。而本文提出的分布式TCP緩存隊列機制在總數(shù)據(jù)發(fā)送量增大時，并沒有增加端到端重傳次數(shù)從而使得能量開銷隨TCP連接數(shù)線性遞增，并且大部分重傳由中間節(jié)點執(zhí)行所以網(wǎng)絡(luò)傳輸時間保持在一定水平。相比基于隊列的緩存機制，DTC和EDTC機制在TCP連接數(shù)較大時，某些中間節(jié)點可能承擔著多個連接的傳輸流，導致傳輸過程中丟失的分段不能有效地存儲在中間節(jié)點，必須執(zhí)行端到端的重傳才能完成錯誤恢復(fù)。所以在仿真結(jié)果中發(fā)現(xiàn)TCP連接超過3的時候EDTC和DTC的能量消耗猛然增加。由于EDTC和DTC在TCP連接較大時存在較多的端到端重傳，所以網(wǎng)絡(luò)的傳輸時間就會增加。

圖5　能量消耗比較　　　　　圖6　傳輸時間比較

3結(jié)語

本文給出了6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)中一種基于緩存隊列的分布式TCP分段丟包恢復(fù)策略，并分析出鏈路層確認機制的丟包判斷方法會導致隊列中存在無效緩存分段，所以緩存管理采用詢問方式確認緩存是否有效。為緩解緩存隊列存儲空間的不足，根據(jù)公式權(quán)衡網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，最終確定是否主動發(fā)起本地重傳。實驗結(jié)果表明，本文提出的分布式TCP緩存隊列策略能夠有效地減少TCP端到端丟包恢復(fù)所帶來的能量損耗。

參考文獻

[1] Tiglao N M C,Grilo A M.An analytical model for transport layer caching in wireless sensor networks[J].Performance Evaluation,2012,69(5):227-245.

[2] Stann F,Heidemann J.RMST:Reliable Data Transport in Sensor Networks[C]//First International Workshop on Sensor Net Protocols and Applications,2003:102-112.

[3] Wan C Y,Campbell A T,Krishnamurthy L.PSFQ:a reliable transport protocol for wireless sensor networks[C]//Proceedings of the 1st ACM international workshop on Wireless sensor networks and applications,2002:1-11.

[4] Marchi B,Grilo A,Nunes M.DTSN:Distributed transport for sensor networks[C]//12th IEEE Symposium on Computers and Communications,2007:165-172.

[5] Chauhan N,Awasthi L,Chand N.Global cooperative caching for Wireless Sensor Networks[C]//Information and Communication Technologies (WICT),2011:235-239.

[6] Tiglao N M C,Grilo A M.On the optimization and comparative evaluation of a reliable and efficient caching-based WSN transport protocol[C]//Design of Reliable Communication Networks (DRCN),9th International Conference,2013:226-233.

[7] Tiglao N M C,Grilo A M.Cross-layer caching based optimization for wireless multimedia sensor networks[C]//Wireless and mobile computing,networking and communications (WiMob),IEEE 8th international conference,2012:697-704.

[8] Buttyán L,Grilo A M.A secure distributed transport protocol for wireless sensor networks[C]//Communications (ICC),2011 IEEE International Conference,2011:1-6.

[9] Braun T,Voigt T,Dunkels A.TCP support for sensor networks[C]//Wireless on Demand Network Systems and Services,Fourth Annual Conference,2007:162-169.

[10] Dunkels A,Alonso J,Voigt T,et al.Distributed TCP caching for wireless sensor networks[C]//3rd Annual Mediterranean Ad-Hoc Networks Workshop,2004.

[11] Ayadi A,Maille P,Ros D.Improving distributed TCP caching for wireless sensor networks[C]//Ad Hoc Networking Workshop (Med-Hoc-Net),The 9th IFIP Annual Mediterranean,2010:1-6.

[12] Paxson V,Allman M,Chu J,et al.Computing TCP’s Retransmission Timer[S].RFC6298,IETF,June 2011.

[13] IEEE Computer Society.IEEE Standard for Information technology-Local and metropolitan area networks-Specific requirements-Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low Rate Wireless Personal Area Networks (WPAN)[S].IEEE Std 802.15.4-2006,October 2006.

[14] Vasseur J,Kim M,Pister K,et al.Routing metrics used for path calculation in low power and lossy networks[S].RFC 6551,IEFT,March 2012.

DISTRIBUTED TCP CACHING QUEUE STRATEGY IN 6LOWPAN

Ji FushengZhou Xiaolong

(BroadbandUbiquitousNetworkResearchLaboratory,ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications,Chongqing400065,China)

AbstractWe proposed a distributed TCP cache queue strategy for the problem of frequent end-to-end data retransmission when the packets’ missing is serious in 6LoWPAN with multiple TCP connections. This method can make the intermediate nodes reasonably cache the missing segments of different TCP connections when the link layer transmission is failure, so as to ensure the performance of each TCP connection and reduce the energy consumption of the network. In addition, when transmitting the data frames of link layer by adopting ARQ mechanism, there are some actually non-missing segments in cache queue due to the intermediate nodes having low accuracy in judging the packet missing, to retransmit these non-missing segments will cost extra energy and reduce the utilisation of cache queue. Therefore, the cache management checks whether or not the segment has lost by asking the neighbouring node and deletes the invalid cached segments timely. Experimental results showed that the performance of the network with multiple TCP connections and the utilisation of cache queue had been greatly improved by using distributed TCP cache queue strategy.

KeywordsIPv6 over Low-power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN)Transmission control protocol (TCP)Automatic repeat request (ARQ)Cache queuePacket recovery

收稿日期：2014-11-11。國家自然科學基金項目(61371097)。吉福生，工程師，主研領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)管理及無線網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)。周小龍，碩士生。

中圖分類號TP393

文獻標識碼A

DOI:10.3969/j.issn.1000-386x.2016.05.030