一种基于MPTCP的拥塞控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了了一种基于MPTCP的拥塞控制方法及装置，其中的方法包括：建立MPTCP连接，并为MPTCP连接中的每条TCP子流分配各自的缓存区；对每条TCP子流的缓存区占用率进行估算；根据缓存区占用率确定TCP子流的拥塞等级，并基于拥塞等级对TCP子流的传输速率进行调节。本发明专利技术的基于MPTCP的拥塞控制方法及装置，为每条子流分割缓存区，然后根据每条子流缓存区使用比例精确的检测出是否存在拥塞，并根据拥塞程度分级进行流量调控，同时兼顾MPTCP传输的公平性，使网络吞吐量变化更平滑，提高了MPTCP的链路利用率、吞吐量和健壮性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MPTCP的拥塞控制方法及装置
本专利技术涉及网络数据传输
，尤其涉及一种基于MPTCP的拥塞控制方法及装置。
技术介绍
如今网络技术在飞速的发展，传统TCP协议开始逐渐暴露出不能适应发展的局限性。传统TCP协议在网络中流量不断地增加时，将所有的流量限制在单一路径上传输，没能有效的利用网络资源。单一路径的TCP传输已经不能完全的满足现代高速传输。MPTCP(MultiPathTransportControlProtocol，多路径传输协议)是对传统TCP的一种延伸，在通信源和目的节点之间通过多条路径高效的传输数据，提供端到端可靠、有序的快速数据传输。比较于传统的TCP，MPTCP协议有着两个显著的特点：1)改进网络的吞吐量。由于MPTCP同时采用多条路径传输数据，在量上增加了网络资源，因而传输了更多的数据流量，也就提高了网络的吞吐量。2)提供更灵活、可靠的服务，且增强了网络鲁棒性。因为在传输层，数据可以通过多条路径传输，当一条路径上传输过程中连接失败，而该连接的数据仍在其他可用路径上保持传输，且MPTCP路径管理单元将立即选择一条可用路径来转移链路失败的数据，这就避免了传输终止。MPTCP协议也可以与现有的TCP协议完全兼容(自动协商的)。目前，MPTCP的拥塞控制就是对TCP的一个扩展，采用的拥塞控制策略是：用于传输的多条子流都有一个各自的拥塞窗口，每条子流分别根据该条路径上收到的确认数据包，或者是检测到的丢包相应的增加和减少拥塞窗口，而对于窗口的具体的增加和减少取决于所有子流路径的拥塞窗口和回路时间。目前，MPTCP利用是否收到ACK作为拥塞判断依据，这种方法简单但准确度不高，因此，需要一种新型的拥塞控制方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种基于MPTCP的拥塞控制方法及系统，能够解决上述的问题。一种基于MPTCP的拥塞控制方法，包括：建立MPTCP连接，并为所述MPTCP连接中的每条TCP子流分配各自的缓存区；对每条TCP子流的缓存区占用率进行估算；根据所述缓存区占用率确定所述TCP子流的拥塞等级，并基于所述拥塞等级对所述TCP子流的传输速率进行调节。根据本专利技术的一个实施例，进一步的，所述为所述MPTCP连接中的每条TCP子流分配各自的缓存区包括：为每条TCP子流分配的缓存区为：其中，Buffi为所述MPTCP连接的第i条TCP子流的缓存区大小，Bufftotal为所述MPTCP连接的总缓存区大小，BWi为第i条TCP子流的带宽，∑BWi为所述MPTCP连接中的全部TCP子流的总带宽。根据本专利技术的一个实施例，进一步的，所述对每条TCP子流的缓存区占用率进行估算包括：采用增加指数加权移动平均EWMA算法对每条TCP子流的缓存区占用长度进行估值，每条TCP子流的缓存区占用长度满足：Bufficurr＝(1-p)Buffilast+p*Bufficurr；其中，Bufficurr为第i条TCP子流在当前时刻的缓存区占用长度，Buffilast为第i条TCP子流在上一时刻的缓存区占用长度，p为缓存区大小计算参数。根据本专利技术的一个实施例，进一步的，根据所述缓存区占用率确定所述TCP子流的拥塞等级包括：设置两个拥塞等级，分别为轻度拥塞和严重拥塞等级；当判断α*Buffi≤Bufficurr≤β*Buffi时，则确定此TCP子流为轻度拥塞等级；当判断β*Buffi≤Bufficurr时，则确定此TCP子流为严重拥塞等级；其中,α、β都为参数，且0≤α≤β≤1，Buffi为第i条TCP子流缓存区的长度。根据本专利技术的一个实施例，进一步的，所述基于所述拥塞等级对所述TCP子流的传输速率进行调节包括：如果确定TCP子流为轻度拥塞等级，则调节此TCP子流发送窗口大小并满足wi＝wi-γ*wi；如果确定TCP子流为严重拥塞等级，则调节此TCP子流发送窗口大小并满足如果确定TCP子流不为轻度拥塞等级和严重拥塞等级，则调节此TCP子流发送窗口大小并满足：其中，wi是第i条TCP子流的发送窗口大小，r和δ为速率控制参数，并且，0<γ<0.5，δ＝n2，n为所述MPTCP连接中的TCP子流的个数。一种基于MPTCP的拥塞控制装置，包括：缓存分配单元，用于建立MPTCP连接，并为所述MPTCP连接中的每条TCP子流分配各自的缓存区；缓存使用估算单元，用于对每条TCP子流的缓存区占用率进行估算；传输速率调节单元，用于根据所述缓存区占用率确定所述TCP子流的拥塞等级，并基于所述拥塞等级对所述TCP子流的传输速率进行调节。根据本专利技术的一个实施例，进一步的，所述缓存分配单元为每条TCP子流分配的缓存区为：其中，Buffi为第i条TCP子流的缓存区大小，Bufftotal为所述MPTCP连接的总缓存区大小，BWi为第i条TCP子流的带宽，∑BWi为所述MPTCP连接中的全部TCP子流的总带宽。根据本专利技术的一个实施例，进一步的，所述缓存使用估算单元，还用于采用增加指数加权移动平均EWMA算法对每条TCP子流的缓存区占用长度进行估值，每条TCP子流的缓存区占用长度满足：Bufficurr＝(1-p)Buffilast+p*Bufficurr；其中，Bufficurr为第i条TCP子流在当前时刻的缓存区占用长度，Buffilast为第i条TCP子流在上一时刻的缓存区占用长度，p为缓存区大小计算参数。根据本专利技术的一个实施例，进一步的，所述传输速率调节单元，还用于设置两个拥塞等级，分别为轻度拥塞和严重拥塞等级；当判断α*Buffi≤Bufficurr≤β*Buffi时，则确定此TCP子流为轻度拥塞等级；当判断β*Buffi≤Bufficurr时，则确定此TCP子流为严重拥塞等级；其中,α、β都为参数，且0≤α≤β≤1，Buffi为第i条TCP子流缓存区的长度。根据本专利技术的一个实施例，进一步的，所述传输速率调节单元，还用于如果确定TCP子流为轻度拥塞等级，则调节此TCP子流发送窗口大小并满足wi＝wi-γ*wi；如果确定TCP子流为严重拥塞等级，则调节此TCP子流发送窗口大小并满足如果确定TCP子流不为轻度拥塞等级和严重拥塞等级，则调节此TCP子流发送窗口大小并满足：其中，wi是第i条TCP子流的发送窗口大小，r和δ为速率控制参数，并且，0<γ<0.5，δ＝n2，n为所述MPTCP连接中的TCP子流的个数。本专利技术的基于MPTCP的拥塞控制方法及装置，为每条子流分割缓存区，然后根据每条子流缓存区使用比例精确的检测出是否存在拥塞，并根据拥塞程度分级进行流量调控，同时兼顾MPTCP传输的公平性，使网络吞吐量变化更平滑，提高了MPTCP的链路利用率、吞吐量和健壮性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本专利技术的基于MPTCP的拥塞控制方法的一个实施例的流程示意图；图2为MPTCP拥塞控制场景的示意图；图3为拥塞控制与吞吐量的关系示意图；图4为根据本专利技术的基于MPTCP的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MPTCP的拥塞控制方法，其特征在于，包括：建立MPTCP连接，并为MPTCP连接中的每条TCP子流分配各自的缓存区；其中，为每条TCP子流分配的缓存区为：

【技术特征摘要】
1.一种基于MPTCP的拥塞控制方法，其特征在于，包括：建立MPTCP连接，并为MPTCP连接中的每条TCP子流分配各自的缓存区；其中，为每条TCP子流分配的缓存区为：Buffi为所述MPTCP连接的第i条TCP子流的缓存区大小，Bufftotal为所述MPTCP连接的总缓存区大小，BWi为第i条TCP子流的带宽，∑BWi为所述MPTCP连接中的全部TCP子流的总带宽；对每条TCP子流的缓存区占用率进行估算；根据所述缓存区占用率确定所述TCP子流的拥塞等级，并基于所述拥塞等级对所述TCP子流的传输速率进行调节。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每条TCP子流的缓存区占用率进行估算包括：采用增加指数加权移动平均EWMA算法对每条TCP子流的缓存区占用长度进行估值，每条TCP子流的缓存区占用长度满足：Bufficurr＝(1-p)Buffilast+p*Bufficurr；其中，Bufficurr为第i条TCP子流在当前时刻的缓存区占用长度，Buffilast为第i条TCP子流在上一时刻的缓存区占用长度，p为缓存区大小计算参数，0＜p＜1。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述缓存区占用率确定所述TCP子流的拥塞等级包括：设置两个拥塞等级，分别为轻度拥塞和严重拥塞等级；当判断α*Buffi≤Bufficurr≤β*Buffi时，则确定此TCP子流为轻度拥塞等级；当判断β*Buffi≤Bufficurr时，则确定此TCP子流为严重拥塞等级；其中，α、β都为参数，且0≤α≤β≤1，Buffi为第i条TCP子流缓存区的长度。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述拥塞等级对所述TCP子流的传输速率进行调节包括：如果确定TCP子流为轻度拥塞等级，则调节此TCP子流发送窗口大小并满足wi＝wi-γ*wi；如果确定TCP子流为严重拥塞等级，则调节此TCP子流发送窗口大小并满足如果确定TCP子流不为轻度拥塞等级和严重拥塞等级，则调节此TCP子流发送窗口大小并满足：其中，wi是第i条TCP子流的发送窗口大小，r和δ为速率控制参数，并且，0＜γ＜0.5，δ＝n2，n为所述MPTCP连接中的TCP子流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张士强，周旭，吴帆，余淼，梁毅，酒乐，张华亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：河北,13