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第一章 緒論
現行的網路應用程式都希望能取得適當且公平的網路頻寬來完成它們的工作，另一 方面，網路中的路由器等各個網路環節也盡力的避免造成網路壅塞的情形發生。傳輸層 傳輸協議除了負責在傳送端和接收端之間傳輸資料之外，對於傳輸速率的控制也扮演了 相當重要的角色，目前的網路應用程式多半使用 UDP[RFC 768]和 TCP[RFC 793]這兩個 傳輸協議來傳遞資料。
UDP 中沒有確認封包、重送機制和連線逾時的概念，當資料被送出之後，發送端無 法得知資料是否成功的被送達目的地；所以 UDP 無法測量傳送端與接收端之間的頻寬 大小，更不可能藉由調整自身的發送速率來適應網路環境，因此 UDP 的傳輸速率多半 是在傳輸之前先行設定，在整個資料的傳輸過程中不再改變，UDP 對於網路壅塞並無任 何調節作用。
另一方面，TCP 由於加入確認封包、重送機制和連線逾時的概念，在資料傳輸的過 程中，透過 ACK 封包可以偵測傳送端與接收端之間的網路情形，並透過壅塞控制機制，
在傳輸的過程中改變傳輸速率，調節傳送端與接收端之間的網路負載。因此，TCP 承擔 了網路壅塞控制的責任。
當整體網路中 TCP 的比例較大時，透過 TCP 的自我速率調整控制，網路的壅塞尚 能獲得適度的控制，但隨著多媒體網路應用的興起，例如網路電話與視訊實況轉播，這 類型的網路應用程式因必頇維持恆定傳輸速率，大多使用 UDP 作為傳輸協議，因而網
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路中將有越來越多的 UDP 封包，僅僅透過 TCP 的壅塞控制來做調節網路負載，將不足 以維持整體網路的穩定。
因此 DCCP 這種具有壅塞控制機制的傳輸協議被提出，期望取代 UDP 成為不可靠 傳輸的主流協議[10]。但與其他傳輸協議共存於網路上，是否能公平的分享頻寬，則不 得而知；另外目前 DCCP 所使用的壅塞控制機制，也可能不適用於講求時效性的網路應 用程式。
本研究將以實驗探討 DCCP 是否能公平的分享頻寬，並針對時效性的應用程式提出 一套有效的壅塞控制機制，在保證一定的傳輸品質下，促進整體網路的和諧。
1.1 數據壅塞控制協定(DCCP)
多媒體應用是未來網路的趨勢，人們透過網路即時的傳送影音資訊，所以勢必設計 一套講究即時性並且提供壅塞控制機制的傳輸協議，以避免壅塞崩潰的發生；以這個構 想為前提，數據壅塞控制協議(Datagram Congestion Control Protocol, DCCP)在網際 網路工程工作小組(Internet Engineering Task Force, IETF)努力之下就此誕生，在未來將取 代 UDP 成為非可靠傳輸協議的標準。
DCCP 定義於[RFC 4340]，它是一個可以進行壅塞控制的不可靠傳輸協議，故沒有 重送機制的設計，在 DCCP 在封包標頭中記錄著連續的編號，藉此偵測封包遺失的情形 來達成壅塞控制，另外 DCCP 提供多種壅塞控制機制，在傳輸開始時可由使用者透過壅 塞控制編號來做選擇。
1.2 DCCP-Based VoIP
語音通話對於聲音傳遞時間要求極為嚴苛，當聲音從發話者的口中傳送至接收者的 耳中，必頇維持在 400 毫秒以下，如果超過這個時間，便會嚴重影響到語音對話的互動 性。因此 VoIP 對於封包傳遞的時間分秒必爭，且 VoIP 必頇維持恆定傳輸速率，大多採
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用 UDP 作為傳輸協議，但若將傳輸協議改為 DCCP，是否能維持原本所需的傳輸效能，
並維持穩定的通話品質？我們必頇先探討兩個問題。
第一個是不同於沒有壅塞控制機制的 UDP，加入壅塞控制機制的 DCCP 與其他傳 輸協議共存於網路上，是否能公平的分享頻寬？
第二個是 DCCP 壅塞控制機制，是否適用於 VoIP？目前的 VoIP 在通話過程中，語 音壓縮率是固定的，因此每秒所產生的資料量是固定的；但現行的 DCCP 壅塞控制機制，
是透過調整封包發送間隔來降低傳送速率，當傳輸速率低於 VoIP 所需，VoIP 產生的封 包會暫存於 buffer 之中，語音封包傳送至接收端的時間勢必加長，因此透過暫緩送出封 包的壅塞控制機，可能無法適用在 VoIP 之上。
1.3 研究目的與方法
本研究將以實驗的方式，探討目前 DCCP 的壅塞控制機制，在 TCP 的頻寬競爭下，
是否能公平的分享頻寬。
此外將提出一套具有壅塞控制機制的 VoIP 速率控制來促進網路的和諧，並維持一 定的 VoIP 通話品質；以往的 VoIP 速率控制的研究只考慮到 VoIP 自身的品質，並未顧 及整體網路的和諧。
不同於一般資料傳輸的壅塞控制機制，在 VoIP 上實作壅塞控制機制必頇考量到封 包延遲等問題。由於現行的 VoIP 的語音壓縮速率在通話過程中是不會改變的，透過改 變語音封包送出的間隔時間來進行壅塞控制的方式，可能無法維持 VoIP 通話品質；因 此我們提出一套偵測網路壅塞的方法，配合應用程式，在通話的過程中以改變語音壓縮 率的方式來調整語音封包大小進行壅塞控制，舒緩網路壅塞的情形，並維持一定的通話 品質。
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1.4 章節安排
本論文共有三大主軸，其一探討 DCCP 與其他傳輸協議的頻寬競爭公平性，其二是 現行 DCCP 的壅塞控制機制運用在即時性網路應用程式上的適切性，最後提出一套針對 即時性網路應用程式的壅塞控制方法。
在二章中提到了壅塞控制機制的相關背景及文獻回顧，第三章中則以實驗的方式探 討 DCCP 與其他傳輸協議的頻寬競爭公平性。第四章說明我們提出的調整封包大小的壅 塞控制方法，並在第五章進行實驗與效能分析，最後於第六章進行結論。