本发明专利技术提供了一种用于大数据和边缘计算的高速通信网络的优化方法，包括以下步骤：确定启动门限阈值；确定初始拥塞窗口的长度；比较当前往返周期的拥塞窗口长度与启动门限阈值；若当前往返周期的拥塞窗口长度小于启动门限阈值，计算下一个往返周期的拥塞窗口的长度；若当前往返周期的拥塞窗口长度等于或大于启动门限阈值，进入拥塞避免算法；根据当前往返周期的拥塞窗口长度与启动门限阈值的比值来确定下一个往返周期的拥塞窗口长度。该方法可以根据拥塞窗口长度与启动门限阈值的比值自适应的调整拥塞窗口的增长速率，从而有效的控制塞窗口长度接近启动门限阈值时的丢包风险。险。险。
【技术实现步骤摘要】
用于大数据和边缘计算的高速通信网络优化方法和装置
[0001]本申请涉及网络通信
，尤其涉及一种用于大数据和边缘计算的高速通信网络的优化方法和装置。
技术介绍
[0002]随着大数据和边缘计算的不断发展，对通信网络技术的要求不断提高，而网络拥塞控制是网络通信中最重要的课题之一。第一次因特网拥塞崩溃发生在1986年，其导致了严重的数据吞吐量下滑和通讯瘫痪，也直接促进了TCP拥塞控制算法的诞生。
[0003]以下三篇技术文献描述了被称作TCP Reno的经典TCP拥塞控制算法，其包括以下四个部分：慢启动，拥塞避免，快速重传，和快速恢复。该算法被广泛地应用于因特网的拥塞控制。
[0004]V.Jacobson，“Congestion avoidance and control”，in Proc.SIGCOMM
′
88，
[0005]Stanford，CA，
[0006]pp.314
‑
329.
[0007]W.Stevens，“TCP Slow Start，Congestion Avoidance，Fast Retransmit，and Fast Recovery
[0008]Algorithms
″
，RFC2001，Jan.1997.
[0009]M.Allman，V.Paxson，and W.Stevens，“TCP Congestion Control”，RFC 2581，Apr.1999.
[0010]实践证明TCP Reno的慢启动算法可以很好地工作于低带宽网络，但是在高带宽长时延网络中遇到瓶颈。TCP Reno使用保守的系数按照加性增加和乘性减少的方式该表拥塞窗口，对于高带宽网络来说，这种方式在启动时拥塞窗口增长过慢，而在发生丢包时拥塞窗口下降过快，导致无法充分利用高带宽网络的容量。
[0011]文献CN109698797A公开了一种TCP拥塞控制方法和装置，其首先根据网络设备数，预设的往返时延，以及用户带宽来估计理论拥塞窗口，然后将第一个RTT的拥塞窗口确定为理论窗口的一半。如果在第一个RTT周期正常传输，则将第二个RTT的拥塞窗口确定为理论拥塞窗口。如果在第二个RTT周期正常传输，则将第三个RTT的拥塞窗口确定为拥塞窗口历史最大值。虽然该方法可以使拥塞窗口在初期快速增长以达到充分利用网络带宽的目的，但是该方法依赖于估计的理论窗口的准确性，并且该方法的窗口增长过于激进，在带宽不足或者网络链路拥塞状况波动的情况下，会导致大量的数据丢包。
[0012]文献CN114501541A公开了一种用于民航卫星通信的拥塞控制方法，其在慢启动阶段以慢启动门限阈值的一半为分界点，在前半段与后半段使用不同的增长方式，并在窗口计算中预测当前网络带宽，根据预测的网络带宽调整增长速度。该方法依赖于带宽预测的精度，而现有的预测方法并不能精确的估计当前网络带宽，这可能导致拥塞窗口的变化并不能充分利用网络容量。
技术实现思路
[0013]鉴于现有技术中的上述缺陷和不足，本专利技术的一个目的在于提供一种用于TCP拥塞控制的自适应启动方法，该方法包括以下步骤：确定启动门限阈值；确定初始拥塞窗口的长度；比较当前往返周期的拥塞窗口长度与启动门限阈值；若当前往返周期的拥塞窗口长度小于启动门限阈值，按照预定的算法计算下一个往返周期的拥塞窗口的长度；若当前往返周期的拥塞窗口长度等于或大于启动门限阈值，进入拥塞避免算法；其中，所述预定的算法根据当前往返周期的拥塞窗口长度与启动门限阈值的比值来确定下一个往返周期的拥塞窗口长度。
[0014]在根据本专利技术的一个优选实施方式中，所述预定的算法包含常数因子B，用于控制启动初期的拥塞窗口的增长速率。
[0015]在根据本专利技术的一个优选实施方式中，所述预定的算法包含常数因子C，用于控制拥塞窗口长度接近门限阈值时拥塞窗口的增长速率。
[0016]在根据本专利技术的一个优选实施方式中，所述预定的算法具体为：
[0017][0018]其中，cwnd
next
表示下一个往返周期的拥塞窗口的长度，cwnd
cur
表示当前往返周期的拥塞窗口长度，ssthresh表示启动门限阈值，B和C表示常数因子。
[0019]在根据本专利技术的一个优选实施方式中，所述常数因子B为[2.5，3]之间的任一常数。
[0020]在根据本专利技术的一个优选实施方式中，所述常数因子C为[0.01，0.05]之间的任一常数。
[0021]在根据本专利技术的一个优选实施方式中，所述常数因子B和C的优选取值为B＝2.7，C＝0.02。
[0022]在根据本专利技术的一个优选实施方式中，所述初始拥塞窗口的长度为1MSS，其中，MSS表示最大报文段长度。
[0023]在根据本专利技术的一个优选实施方式中，所述初始拥塞窗口的长度为[4，16]MSS之间的任一值，其中，MSS表示最大报文段长度。
[0024]在根据本专利技术的一个优选实施方式中，所述启动门限阈值设置为拥塞窗口所能达到的最大长度。
[0025]在根据本专利技术的一个优选实施方式中，基于带宽预测来确定所述启动门限阈值。
[0026]本专利技术的另一个目的在于提供一种用于TCP拥塞控制的自适应启动装置，该装置包括：门限阈值计算模块，用于确定启动门限阈值；初始拥塞窗口设置模块，用于确定初始拥塞窗口的长度；比较模块，用于比较当前往返周期的拥塞窗口长度与启动门限阈值；拥塞窗口调整模块，用于在当前往返周期的拥塞窗口长度小于启动门限阈值时，按照预定的算法计算下一个往返周期的拥塞窗口的长度；拥塞避免模块，用于在当前往返周期的拥塞窗口长度等于或大于启动门限阈值时，进入拥塞避免算法；其中，所述拥塞窗口调整模块根据当前往返周期的拥塞窗口长度与启动门限阈值的比值来确定下一个往返周期的拥塞窗口长度。
[0027]有益的技术效果
[0028]本专利技术的自适应启动方法可以根据拥塞窗口长度与启动门限阈值的比值自适应的调整拥塞窗口的增长速率，在启动的前中期获得较快的增长速率从而有效的利用网络资源，而在启动的中后期获得平滑的增长速率从而有效的控制塞窗口长度接近启动门限阈值时的丢包风险，解决了如前所述的现有的启动方法中缺陷和不足。
附图说明
[0029]附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本专利技术。这些附图图解了本专利技术的实施例，并与说明书一起用来说明本专利技术的原理。
[0030]图1示出了根据本专利技术一个实施例的用于TCP拥塞控制的自适应启动方法的示例性流程图。
[0031]图2示出了根据本专利技术一个实施例的用于TCP拥塞控制的自适应启动装置的结构示意图。
具体实施方式
[0032]以下将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于大数据和边缘计算的高速通信网络的优化方法，其包括以下步骤，确定启动门限阈值；确定初始拥塞窗口的长度；比较当前往返周期的拥塞窗口长度与启动门限阈值；若当前往返周期的拥塞窗口长度小于启动门限阈值，按照预定的算法计算下一个往返周期的拥塞窗口的长度；若当前往返周期的拥塞窗口长度等于或大于启动门限阈值，进入拥塞避免算法；其特征在于：所述预定的算法根据当前往返周期的拥塞窗口长度与启动门限阈值的比值来确定下一个往返周期的拥塞窗口长度。2.如权利要求1所述用于大数据和边缘计算的高速通信网络的优化方法，其特征在于，所述预定的算法包含常数因子B，用于控制启动初期的拥塞窗口的增长速率。3.如权利要求2所述用于大数据和边缘计算的高速通信网络的优化方法，其特征在于，所述预定的算法包含常数因子C，用于控制拥塞窗口长度接近门限阈值时拥塞窗口的增长速率。4.如权利要求3所述用于大数据和边缘计算的高速通信网络的优化方法，其特征在于，所述预定的算法具体为：其中，cwnd
next
表示下一个往返周期的拥塞窗口的长度，cwnd
cur
表示当前往返周期的拥塞窗口长度，ssthresh表示启动门限阈值，B和C表示常数因子。5.如权利要求4所述用于大数据和边缘计算的高速通信网络的优化方法，其特征在于，所述常数因子B为[2.5，3]之间的任一常数。6.如权利要求5所述用于大数据和...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨高林，
申请(专利权)人：果子青岛数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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