用于网络上的基于速率的分组传输的系统和方法技术方案

本文描述了用于控制数据传输的装置。该装置包括分组引擎，其被配置为获得关于链路上的第一数据分组的流的数据并且确定该流的传输通信协议(TCP)特征。该装置还包括数据传输控制器，其被配置为接收第二数据分组，基于TCP特征来确定传输速率，以及基于一个或多个标准来确定是否使用基于速率的数据传输控制来控制第二数据分组的传输。数据传输控制器还被配置为响应于确定基于速率的数据传输控制将被用于控制第二数据分组的传输，使得分组引擎以组的形式传输第二数据分组，其中第二数据分组的每个组的传输时间是基于传输速率确定的。

System and method for rate based packet transmission on networks

A device for controlling data transmission is described in this paper. The device includes a packet engine, which is configured to obtain data on the flow of the first data packet on the link and determine the transmission communication protocol (TCP) characteristics of the stream. The device also includes a data transmission controller configured to receive second data packets, determine the transmission rate based on the TCP features, and determine whether the transmission of the second data packet is controlled or not based on rate based data transmission control based on one or more criteria. The data transmission controller is also configured to respond to the determination of the rate based data transmission control that will be used to control the transmission of the second data packet, so that the packet engine transmits second data packets in the form of a group, and the transmission time of each group of the second data packets is determined based on the transmission rate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于网络上的基于速率的分组传输的系统和方法
技术介绍
在网络环境中，当链路或网络节点(例如，路由器)由于大量数据分组而过载时可能发生网络拥塞，这可能导致相当大的传输延迟。此外，由于网络节点不能处理数据分组并且被迫丢弃数据分组，因此可能导致大量的数据分组丢失。所有这些都可能导致网络性能的严重退化。存在各种可用于避免使网络过载并改善网络性能的方案。例如，传输通信协议(TCP)提供了许多拥塞控制机制，其包括使用拥塞窗口来控制发送到网络中的数据量。拥塞窗口可以定义在一个网络往返时间(RTT)内可被传输到网络中的数据的最大大小。可以基于发送设备传输数据分组与发送设备从接收设备接收到对所传输的数据分组的确认之间所经过的时间来测量RTT。基于网络具有传输更多数据分组的能力的指示(例如，数据分组通过网络的成功的先前传输，这可以由接收到对应于所传输的数据分组的确认来指示)，可以增加拥塞窗口以允许更多的数据被发送到网络中。基于网络拥塞的指示，也可以减少拥塞窗口以允许更少的数据被发送到网络中。这样的指示可以基于检测到分组丢失，例如，基于接收到一定数量的重复确认、选择性确认(SACK)，当反映RTT的估计的计时器在接收到确认之前到期等。TCP拥塞控制机制还包括重传算法，其中当存在数据分组丢失的指示时重传数据分组。此外，TCP还允许延迟确认，其中可以(响应于接收到数个数据分组)将数个确认合并成单个确认，以减少协议开销。前述TCP拥塞控制机制基于许多假设而运行。这样的假设可以包括：例如，1)瓶颈节点(例如，路由器)的带宽保持不变；2)连接延迟的变化指示分组在瓶颈节点处排队，这指示网络拥塞；3)分组丢失通常是对网络拥塞的指示，并且归因于网络拥塞；4)分组重新排序(这也可能导致重复确认)是一种稀有事件，并且可以在几个分组内检测到；以及5)只有当延迟确认算法是主动的才观察到延迟确认，并且延迟确认被限制为针对最多两个分组有一个确认。在诸如无线网络(例如，WiFi、LTE等)的某些类型的网络上，大多数(如果不是全部)前述假设可能不准确。例如，在LTE网络中，由于部署在较低层的信道/载波聚合技术，带宽可以变化。此外，由于在媒体访问控制(MAC)和无线电链路控制(RLC)层的重传机制，可能存在连续的延迟变化。还观察到，在信道和载波聚合/解聚时，延迟激增到大量的常规路径延迟。而且，可以观察到基于MAC和RLC配置的大量无序分组。此外，无线网络中频繁发生随机数据分组丢失，这不一定归因于网络节点由于拥塞而无法处理数据分组。因此，随机数据分组丢失通常不是这种网络中网络拥塞的可靠指标。所有这些不准确的假设可能导致分组丢失的错误确定和/或网络拥塞的错误确定。例如，随机数据分组丢失可能被错误地解释为指示网络拥塞。而且，在一些无线标准(例如，4G)下，接收设备可以发送延伸确认，其可以覆盖多达一个完整RTT值的数据，但不会在发送数据的一个RTT内到达。延迟接收延伸确认可以以多种方式影响TCP拥塞控制机制的运行。首先，在TCP拥塞控制机制下，拥塞窗口的调整和下一组数据分组的传输都由接收到对先前传输的数据分组的确认来触发，并且可以通过延迟接收对应于那些先前传输的数据分组的延伸确认来推迟，这导致网络资源利用不足。其次，在发生拥塞相关的分组丢失的错误确定的情况下，例如当延伸确认由于生成延伸确认的数据的累积而不是由于网络拥塞而比预期RTT到达更晚时，可能导致拥塞窗口大小的不必要的减少以及数据分组的重传。因此，网络性能可能恶化。
技术实现思路
在一些方面，描述了用于控制数据传输的装置。该装置可以包括分组引擎，该分组引擎被配置为获得关于链路上的第一数据分组的流的数据，并且确定该流的传输通信协议(TCP)特征。该装置还可以包括数据传输控制器，该数据传输控制器被配置为接收第二数据分组，确定传输速率，并且基于一个或多个标准来确定基于速率的数据传输控制是否将被用于控制第二数据分组的传输。数据传输控制器还被配置为响应于确定基于速率的数据传输控制将被用于控制第二数据分组的传输，使得分组引擎以组的形式传输第二数据分组，其中第二数据分组的每个组的传输时间是基于传输速率确定的。在另一方面，描述了用于控制数据传输的方法。该方法可以包括：获得关于链路上的第一数据分组的流的数据，确定该流的传输通信协议(TCP)特征，接收第二数据分组，确定传输速率，基于一个或多个标准确定基于速率的数据传输控制是否将被用于控制第二数据分组的传输；以及响应于确定基于速率的数据传输控制将被用于控制第二数据分组的传输，以组的形式传输第二数据分组，其中，第二数据分组的每个组的传输时间是基于所述传输速率确定的。在又一方面，描述了非瞬态计算机可读存储介质。该存储介质存储可由装置的至少一个处理器执行的一组指令，以使所述装置执行用于控制数据传输的方法。该方法可以包括：获得关于链路上的第一数据分组的流的数据，确定该流的传输通信协议(TCP)特征，接收第二数据分组，确定传输速率，基于一个或多个标准确定基于速率的数据传输控制是否将被用于控制第二数据分组的传输；以及响应于确定基于速率的数据传输控制将被用于控制第二数据分组的传输，以组的形式传输第二数据分组，其中，所述第二数据分组的每个组的传输时间是基于所述传输速率确定的。附图说明现在将参考示出本公开的示例性实施例的附图。在附图中：图1是与本公开的实施例一致的示例性网络环境的框图。图2A-2B是与本公开的实施例一致的示例性计算设备的框图。图3A是与本公开的实施例一致的图1中示出的示例性装置的框图。图3B是与本公开的实施例一致的图3A中示出的示例性装置的一部分的框图。图4示出了与本公开的实施例一致的用于估计数据分组的传输速率的示例性的一组通信。图5是与本公开的实施例一致的数据传输控制器的示例性实施例的框图。图6是表示与本公开的实施例一致的数据传输控制的示例性方法的流程图。图7A-7C是表示与本公开的实施例一致的数据传输控制的示例性方法的流程图。具体实施方式现在将详细参考根据本公开实施的示例性实施例，其示例在附图中示出。只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。本文描述的实施例提供基于速率的数据传输控制，其允许以反映实际网络性能的速率通过网络来传输数据，并且可以减轻由于在传统TCP拥塞控制机制下错误确定网络拥塞而导致的网络过载和/或利用不足。因此，网络数据流的效率可以得到改善。图1是示例性通信系统100的框图。示例性通信系统100可以是通过网络传输数据分组的任何类型的系统。例如，示例性通信系统100可以包括跨有线或无线网络向终端(终端未在图1A中示出)传输数据分组的一个或多个网络。示例性通信系统100可以具有例如GSM网络，采用宽带码分多址(W-CDMA)无线电接入技术的UMTS网络，CDMA2000网络，WiMax网络，LTE网络等的网络体系结构。另外，示例性通信系统100可以包括一个或多个网络101，102，103(A-C)，一个或多个控制器104(A-D)，一个或多个服务节点105(A-B)，一个或多个基站107(A-C)-109(A-C)，网关120以及一个或多个装置140，等等。在高层次上，通信系统100可以具有树状网络拓扑，其中网关120是树的根节点并且基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制数据传输的装置，包括：分组引擎，其被配置为获得关于链路上的第一数据分组的流的数据并且确定所述流的传输通信协议(TCP)特征；以及数据传输控制器，其被配置为：接收第二数据分组；基于所述TCP特征确定传输速率；基于一个或多个标准确定基于速率的数据传输控制是否将被用于控制所述第二数据分组的传输；以及响应于确定基于速率的数据传输控制将被用于控制所述第二数据分组的传输，使得所述分组引擎以组的形式传输所述第二数据分组，其中第二数据分组的每个组的传输时间是基于所述传输速率确定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.21 US 14/9193171.一种用于控制数据传输的装置，包括：分组引擎，其被配置为获得关于链路上的第一数据分组的流的数据并且确定所述流的传输通信协议(TCP)特征；以及数据传输控制器，其被配置为：接收第二数据分组；基于所述TCP特征确定传输速率；基于一个或多个标准确定基于速率的数据传输控制是否将被用于控制所述第二数据分组的传输；以及响应于确定基于速率的数据传输控制将被用于控制所述第二数据分组的传输，使得所述分组引擎以组的形式传输所述第二数据分组，其中第二数据分组的每个组的传输时间是基于所述传输速率确定的。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述TCP特征包括关于在与所述链路相关联的网络节点处的排队延迟的信息；其中所述第二数据分组的组的大小是基于所述排队延迟确定的。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述TCP特征包括关于所述链路的往返时间(RTT)和拥塞窗口大小的信息；其中所述传输速率是基于所述RTT和所述拥塞窗口大小确定的。4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述TCP特征包括与所述第一数据分组中的至少一些对应的确认的接收时间；其中所述传输速率是基于所述第一数据分组中的至少一些的数据大小和所述接收时间中的至少一些确定的。5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，使用先前确定的一个或多个传输速率来确定所述传输速率。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述数据传输控制器被配置为：基于检测到分组丢失，确定将基于先前确定的一个或多个传输速率来确定所述传输速率。7.根据权利要求5或6所述的装置，其中，所述数据传输控制器被配置为：确定将不基于延伸确认的接收时间来确定所述传输速率。8.根据权利要求5-7中任一项所述的装置，其中，所述数据传输控制器被配置为：基于确定在传输所述第一数据分组中的一个或多个之后在与所述链路的往返时间(RTT)有关的时间段内没有接收到与所述第一数据分组中的任何一个对应的确认，确定将基于先前确定的一个或多个传输速率来确定所述传输速率。9.根据权利要求3所述的装置，其中，所述一个或多个标准包括所述拥塞窗口大小至少等于阈值；并且其中所述数据传输控制器被配置为：响应于确定所述拥塞窗口大小小于所述阈值，确定基于速率的数据传输控制将不被用于控制所述第二数据分组的传输。10.根据权利要求3或9所述的装置，其中，所述一个或多个标准包括能够在所述RTT内以所确定的传输速率传输的数据的第一大小至少等于阈值；并且其中所述数据传输控制器被配置为：确定所述第一大小；确定所述第一大小是否小于所述阈值；以及响应于确定所述第一大小小于所述阈值，确定基于速率的数据传输控制将不被用于控制所述第二数据分组的传输。11.根据权利要求3、9或10中任一项所述的装置，其中，所述数据传输控制器被配置为：响应于确定基于速率的数据传输控制将不被用于控制所述第二数据分组的传输，使得所述分组引擎传输一定数量的所述第二数据分组，其中所述数量是基于所述拥塞窗口大小确定的。12.一种用于控制数据传输的方法，包括：获得关于链路上的第一数据分组的流的数据；确定所述流的传输通信协议(TCP)特征；接收第二数据分组；基于所述TCP特征确定传输速率；基于一个或多个标准确定基于速率的数据传输控制是否将被用于控制所述第二数据分组的传输；以及响应于确定基于速率的数据传输控制将被用于控制所述第二数据分组的传输，以组的形式传输所述第二数据分组，其中第二数据分组的每个组的传输时间是基于所述传输速率确定的。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述TCP特征包括关于在与所述链路相关联的网络节点处的排队延迟的信息；其中所述第二数据分组的组的大小是基于所述排队延迟确定的。14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述TCP特征包括关于所述链路的往返时间(RTT)和拥塞窗口大小的信息；其中所述传输速率是基于所述RTT和所述拥塞窗口大小确定的。15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其中，所述TCP特征包括与所述第一数据分组中的至少一些对应的确认的接收时间；其中所述传输速率是基于所述第一数据分组中的至少一些的数据大小和所述接收时间中的至少一些确定的。16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其中，使用先前确定的一个或多个传输速率来确定所述传输速率。17.根据权利要求16所述的方法，还包括：基于检测到分组丢失，确定将基于先前确定的一个或多个传输速率来确定所述传输速率。18.根据权利要求16或17所述的方法，还包括：确定将不基于延伸确认的接收时间来确定所述传输速率。19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·K·泰斯蒂西奥格鲁，M·米拉拉帕，
申请(专利权)人：思杰系统有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US