外層空間的研究包括太空旅行、星際網絡、用無線電及雷達進行天文觀察。外層空間通信的目的是實現從外太空到地球的高速信息傳遞，例如在星球探索中我們需要提供雙向通信鏈路用以引導和控制星球探測器，并傳回探測器收集到的圖片和信息。因此需要規劃下一代太空通信網絡的體系結構。

星際互聯網的體系結構分為三部分:星際主干網，包括從外太空星球到地球以及到環繞地球的中繼站之間的直接鏈路或多條路徑。

行星衛星網，包括環繞行星的衛星，這些衛星可以為行星表面的探測器提供通信中繼及導航服務。

行星鄰近網，為行星表面的各種探測器之間提供通信鏈路，這些探測器通常形成一個ad一hoc網。

以上的組成部分主要考慮星系主干網，它在整個星際通信的性能中起主要作用。

把目前的TCP協議用于星際網性能會很差，因為星際網骨干網的傳播延遲很大，鏈路差錯率高、往返帶寬不對稱、鏈路經常中斷，需要根據這些特點設計相應的傳輸協議。協議參考目前的TCP并針對星際互聯網的具體特點做改動。基于窗口和基于速率的傳輸機制其吞吐率分別與R片和V兀廳一成反比，因此星際網采用基于速率的加增乘減(AIMD)擁塞控制方法，AIMD的參數可幫助避免吞吐量的降低。協議不采取當前TCP的慢啟動算法，而是采取初始狀態算法，開發新的擁塞檢測和控制機制，不再以一個包的丟失作為發生擁塞的標志，這樣可以避免由于鏈路差錯引發丟包而被錯誤地當作是發生擁塞。為了減輕鏈路中斷對吞吐量性能的影響，將中斷狀態處理引入協議，并采取延遲SACK來解決帶寬不對稱問題。

協議算法分為兩部分:初始狀態和穩定狀態。源點開始建立連接時為初始狀態，經過2*R片之后進人穩定狀態。初始狀態包括Immediatestart和Fonow一Up兩部分，持續時間均為一個R拌;穩定狀態包括4種狀態:HoldRate，Deerease:ate，Inereas。Rate，Blaekout，根據鏈路情況在這4種狀態間轉換。

(l)ImmediateStart。

從t二0開始到一個t=R7’T之間的時間段，分為兩部分。

l)EmulatedSlowStart:每個T發送的數據包數從開始，指數增加，直到達到設定的闌值ssthresh=丫廁叭麗-。發送數據包的同時還發送ML包，ML包的優先級低于數據包，發生擁塞時先丟棄ML包，因此不會影響數據包的吞吐率;不擁塞時，接收方發出確認信息MLACK，表示目前的鏈路資源尚有空閑。每個T內發送的數據包數與ML包數之和等于ssthreshe，進人EmulatedCongestionAvoidan(:e。

2)EmulatedCongestionAvoidanee:發送方不再增加每個T中發出的數據包數，而是將每個T中發送的ML包數加一，直到t=RTT，進人Follow一Up階段。

(2)Follow一Up。

從t二R拌到t二2*R拌之間的時間段，發送方開始收到來自接收方的反饋信息。為了節省返回鏈路資源，接收方不是每個包都應答，而是每個時間段T中應答一次，在這個時間段內收到的包數N被放在應答包MLACK中送回發方。發方根據收到的N值調節發送速率S‘:，方法是:S‘t=八刀，。在t=2*RTT時進人穩定狀態。

2穩定狀態

在這個階段，發送方處于4種狀態之一:增加速率、降低速率、保持速率、中斷狀態。剛進人穩定狀態時首先處于保持速率狀態，根據采用的擁塞控制方法進行狀態轉換。因此數據傳輸速率S根據所處的狀態進行增減或保持。

(1)擁塞控制。

協議采用新的擁塞控制機制解決鏈路差錯率高的問題，可以區分由擁塞造成的丟包和由鏈路差錯造成的丟包。發送方周期性地發出兩類規模很小的Mx包，這兩類MX包除了優先級高低不同，大小和速率都相同。如果鏈路差錯造成丟包，這兩類MX包的丟包率相同;如果擁塞造成丟包，優先級低的NIX包會首先被丟掉，可以區分鏈路是擁塞還是差錯。接收方統計一個時間窗內收到的高低優先級的MX包數從吵和從助，每個，周期將它們放在MXACK中反饋給發送方。發送方計算小二從漢刀腸沙，把中和預設的閡值機、中、進行比較，調整發送速率:如果小>小‘說明沒有擁塞，增加發送速率，5二S+a;如果中<小己說明發生擁塞，降低發送速率，S=s*氛如果中蕎中<小‘則保持原有速率。

(2)基于速率的AIMD。

(3)斷路狀態。

在規定時間內發方沒有收到任何應答信息則認為出現了斷路，進人斷路狀態;同樣，收方也會因為在規定時間內沒有收到發方的數據而進人斷路狀態。在斷路狀態下，發送方停止發送數據包改為發送具有高低兩種優先級的MX包，而接收方雖然沒有收到任何MX包也會不斷發送MXACK包，包中的從別和戈沙均為0。這是為了幫助發送方及早發現斷路的恢復從而盡快開始發送數據包。若發送方開始收到包含刃而二0和戈沙=0的MXACK，即表示斷路恢復，轉人保持速率狀態，開始發送數據包。

(4)帶寬不對稱問題。

為了解決往返帶寬不對稱問題，接收方不是每個包都應答，而是采用延時SACK的方法減少返回鏈路的業務量。若沒有丟包，每收到d個包應答一個SACK;若出現丟包則立即應答一個SACK。

這種基于速率的AIMD擁塞控制機制運行在IP層之上，不需修改當前TC助P協議的下層，具有很好的應用前景。