一种有效利用网络空余带宽传输数据的方法技术

本发明专利技术涉及一种有效利用网络空余带宽传输数据的方法。所述方法包括：通过测量多个用于测试的TCP数据包的回路时间，确定TCP数据包大小的最佳值S0及回路时间阈值T0；发送大小为S0的TCP数据包，测量每个TCP数据包的回路时间；如果连续2个TCP数据包的回路时间超过T0，停止数据传输，每隔一段时间发送一个测试TCP数据包，如果某个测试TCP数据包的回路时间小于T0，恢复数据传输。本发明专利技术可以实现在网络负荷较轻时传输时效性不敏感数据，降低了传输时效性不敏感数据对传输即时传输数据的影响。实验表明，应用本发明专利技术进行网络数据传输，与应用现有的数据传输方法相比，对其他用户数据传输的影响明显降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于网络数据传输
，具体涉及一种有效利用网络空余带宽传输数据的方法。
技术介绍
随着计算机网络技术的发展，网络应用日益广泛。日益增长的物理网络带宽难以满足用户日益增长的带宽需求，导致上网速度受到很大影响。目前，网络带宽问题已经上升到了这么一个高度，甚至有人认为网络带宽是制约当前社会生产力发展的一个关键因素，网络带宽建设与筑路一样已进入国家战略，“要想富，先修路”，同样，要想发展科技，首先要做网络带宽基础建设。但是，物理网络带宽的增加受到很多因素的制约。在物理带宽一定的情况下，上网用户在进行网络数据传输时会产生相互影响。譬如，关于P2P下载，人们常常听到这样一种说法——“P2P下载就像蝗虫，飞到哪儿，哪儿的带宽就吃紧”。这个说法虽然略显夸张，但它也形象地描述了P2P下载带给局域网的巨大影响，它常会让10％的用户占去90％的带宽，以及交换机、路由器的处理能力，造成网络堵塞。迅雷、BT、电驴等软件，都采用多线程下载的技术。这些软件一启动，其它软件基本上就都没法上网了。这些软件启动一个文件时先去服务器查找其它包含这个文件的地址列表，然后连接列表里的地址获取文件。通常一个列表里会有两百多个地址，同时连接这些地址下载，外加从服务器上用10个线程下载，其它软件(如网页、QQ等)自然无法与它们匹敌。迅雷7.0以上的版本在带宽占用方面做了很大的提升，主要在本机的流量监控方面做了一些工作，能够实现在本机上不影响网页游览的。但是，一个局域网内有几个用户使用迅雷的时候，其他人就没法上网了。网络数据可以分成两类：即时传输数据和时效性不敏感数据。比如银行业务办理数据就属于即时传输数据，而银行网点理财监控产生录音录像的视频文件，每个文件将近15M，1天一个网点大约225M数据，这些数据虽然都要传送到银行的服务器上去，但对传送时间的要求并不严格，属于时效性不敏感数据。即时传输数据一般是比较重要的数据，需要得到即时、有效的传输，如银行业务办理数据。为保证即时传输数据的传输，时效性不敏感数据应该尽量避开即时传输数据的传输高峰期，选择即时传输数据的传输间隙或传输数据量较小、网络空余带宽较大的时候进行传输，这样既可以保证时效性不敏感数据的快速传输，又不影
响即时传输数据的传输。实验表明，用户对网络流量的使用呈重尾分布(其概率分布曲线的尾部比指数分布还要厚)，即突发性的满负荷使用概率比较大，平时90％的带宽空余闲置不用。这有点类似于城市交通道路，上下班高峰期堵塞，夜间的城市道路却是空荡荡的。如果能够选择夜间出行，将会避免堵车带来的烦恼。在网络空余带宽较大时传输时效性不敏感数据的方法就是受到夜间出行这一思想的启发而产生的。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种有效利用网络空余带宽传输数据的方法，通过自动实时监测网络负载的轻重，选择网络负载较轻的时候传输时效性不敏感数据，使其对传输即时传输数据的影响降至最低。为了便于更好地理解本专利技术的技术方案，首先介绍一个与本专利技术技术方案有关的技术术语“回路时间”。在端对端数据传输中，客户端询问服务器、服务器应答客户端一个来回所用时间就是回路时间。回路时间与端对端链路上的每一段负载均有关系，比如隔壁家的电脑是否在传输大文件，对你家的网络访问是有影响的。贝恩可在多年的网络优化工作中发现：在网络负载达到一定负荷工作的时候，回路时间急剧变化；在发送的TCP(传输控制协议)包的大小为某一值时，即使网络负载很轻微，回路时间对于网络负载也会相当敏感。为解决上述技术问题上，本专利技术采用如下技术方案：一种有效利用网络空余带宽传输数据的方法，包括以下步骤：在从A端向B端传输数据之前，通过测量多个用于测试的TCP数据包的回路时间，确定TCP数据包大小的最佳值S0及回路时间阈值T0。从A端向B端发送大小为S0的TCP数据包，测量每个TCP数据包的回路时间。如果连续2个TCP数据包的回路时间超过T0，停止数据传输，每隔一段时间发送一个测试TCP数据包，如果某个测试TCP数据包的回路时间小于T0，恢复数据传输。进一步地，测量TCP数据包的回路时间的方法包括：A端记录发送TCP数据包的时刻T1，B端收到所述TCP数据包后立即返回一个收到确认信息，A端记录收到确认信息的时刻T2，这两个时刻的差即为回路时间，即T0＝T2-T1。进一步地，确定S0和T0的方法包括：从A端向B端发送第一组TCP数据包：首先发送一个大小为S1的TCP数据包，B端收到所述TCP数据包后立即返回一个收到确认信息，A端收到确认信息后，同时发送大小分别为S2和S3的两个TCP数据包。记录三个数据包的回路时间T1、T2、T3。计算T1、T2、T3的标准方差SD和平均值AVG。当SD<SD0时，网络稳定，如果AVG<AVG0，取T0＝2*min(T1,T2,T3)，S0<2*MTU(MTU
是Maximum Transmission Unit的英文缩写，中文含义是最大传输单元，是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小，可通过执行ping命令获取MTU的值。)，S0的最佳值通过实验确定，测试完成；如果AVG0≤AVG≤AVG1，发送第二组TCP数据包；如果AVG>AVG1，过一段时间后发送第二组TCP数据包。当SD≥SD0时，网络不稳定，如果SD/AVG≥K0，取T0＝2*min(T1,T2,T3)+2*SD，S0<MTU，S0的最佳值通过实验确定，测试完成。如果SD/AVG<K0，发送第二组TCP数据包。从A端向B端发送第二组TCP数据包：依次重复发送大小为S4、S5的2个TCP数据包N次，记录回路时间，计算回路时间的标准方差SD和平均值AVG。当SD/AVG<K1时，网络稳定，如果AVG<AVG1，取T0＝AVG+3*SD，S0<2*MTU，S0的最佳值通过实验确定，测试完成；如果AVG≥AVG1，取T0＝AVG+3*SD，S0<MTU，S0的最佳值通过实验确定，测试完成。当SD AVG>K2时，网络不稳定，如果AVG<AVG1，取T0＝AVG，S0<2*MTU，S0的最佳值通过实验确定，测试完成；如果AVG≥AVG1，取T0＝AVG，S0<MTU，S0的最佳值通过实验确定，测试完成。当K1≤SD/AVG≤K2时，如果AVG<AVG1，取T0＝AVG+3*SD，S0<2*MTU，S0的最佳值通过实验确定，测试完成；如果AVG≥AVG1，取T0＝AVG，S0<MTU，S0的最佳值通过实验确定，测试完成。其中，S1～S5、N、AVG0、AVG1、SD0、K0、K1、K2的值通过实验确定。优选地，S1＝800bytes，S2＝1200bytes，S3＝1800bytes，S4＝600bytes，S5＝1200bytes，N＝50，AVG0＝80bytes，AVG1＝120bytes，SD0＝15bytes，K0＝0.4，K1＝0.3，K2＝0.5。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在数据传输之前，通过测量多个TCP数据包的回路时间，确定TCP数据包大小的最佳值S0及回路时间的阈值T0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效利用网络空余带宽传输数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：在从A端向B端传输数据之前，通过测量多个用于测试的TCP数据包的回路时间，确定TCP数据包大小的最佳值S0及回路时间阈值T0；从A端向B端发送大小为S0的TCP数据包，测量每个TCP数据包的回路时间；如果连续2个TCP数据包的回路时间超过T0，停止数据传输，每隔一段时间发送一个测试TCP数据包，如果某个测试TCP数据包的回路时间小于T0，恢复数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种有效利用网络空余带宽传输数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：在从A端向B端传输数据之前，通过测量多个用于测试的TCP数据包的回路时间，确定TCP数据包大小的最佳值S0及回路时间阈值T0；从A端向B端发送大小为S0的TCP数据包，测量每个TCP数据包的回路时间；如果连续2个TCP数据包的回路时间超过T0，停止数据传输，每隔一段时间发送一个测试TCP数据包，如果某个测试TCP数据包的回路时间小于T0，恢复数据传输。2.根据权利要求1所述的有效利用网络空余带宽传输数据的方法，其特征在于，测量TCP数据包的回路时间的方法包括：A端记录发送TCP数据包的时刻T1，B端收到所述TCP数据包后立即返回一个收到确认信息，A端记录收到此确认信息的时刻T2，这两个时刻的差即为回路时间，即T0＝T2-T1。3.根据权利要求1所述的有效利用网络空余带宽传输数据的方法，其特征在于，确定S0和T0的方法包括：从A端向B端发送第一组TCP数据包：首先发送一个大小为S1的TCP数据包，B端收到所述TCP数据包后立即返回一个收到确认信息，A端收到确认信息后，同时发送大小分别为S2和S3的两个TCP数据包；记录三个数据包的回路时间T1、T2、T3；计算T1、T2、T3的标准方差SD和平均值AVG；当SD<SD0时，网络稳定，如果AVG<AVG0，取T0＝2*min(T1,T2,T3)，S0<2*MTU，S0的最佳值通过实验确定，测试完成；如果AVG0≤AVG≤AVG1，发送第二组TCP数据包；如果AVG>AVG1，过一段时间后发送第二组TCP数据包；当SD≥SD0时，网络不稳定，如果SD/AVG≥K0，取T0＝2*min(T...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋杉杉，
申请(专利权)人：北京贝恩可科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11