不对称卫星网络的TCP报文传输性能增强方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了不对称卫星网络的TCP报文传输性能增强方法和系统。为解决了现有TCP协议报文在卫星链路上应用的缺点和问题，本发明专利技术采用了新的卫星链路网关之间连接建立、带宽分配、流量控制和接收确认机制。本发明专利技术加快了卫星链路两个网关的建立过程，缩短了连接等待时间；本发明专利技术使得时延敏感、带宽敏感和无敏感型业务都能够得到适合自身业务特点的带宽分配，并保证了每种业务的公平性；本发明专利技术避免了卫星链路上产生拥塞和报文丢失。本发明专利技术的接收确认机制避免了确认报文的拥塞，提高了传输性能。本发明专利技术在具有长时延和上下行带宽不对称的卫星网络环境中性能优于标准TCP协议，并且能够充分利用下行卫星链路的带宽资源。充分利用下行卫星链路的带宽资源。充分利用下行卫星链路的带宽资源。

【技术实现步骤摘要】
不对称卫星网络的TCP报文传输性能增强方法和系统


[0001]本专利技术属于卫星通信
，具体地，涉及用于不对称卫星网络的TCP报文传输性能增强方法和系统，用于不对称卫星网络的TCP报文客户端网关、服务器网关的TCP报文传输性能增强方法，TCP报文传输性能增强平台及计算机存储介质，用于无线和有线混合、上下行不对称卫星网络的TCP报文传输性能的增强。

技术介绍

[0002]TCP协议是TCP/IP体系中非常复杂的一个协议，该协议具有这些特点：TCP是面向连接的传输层协议；每一条TCP连接只能是点对点的；TCP提供可靠性的交付；TCP提供全双工通信。
[0003](1)三次握手建立连接：确保连接建立的可靠性。
[0004](2)端口号：通过端口号标识上层协议和服务，实现了网络通道的多路复用。
[0005](3)完整性校验：通过对协议和载荷数据计算校验和，保证了接收方能检测出传输过程中可能出现的差错。
[0006](4)确认机制：对于正确接收到的数据，接收方通过显示应答通告发送方，超出一定时间之后，发送方将重传没有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于不对称卫星网络客户端网关的TCP报文传输性能增强方法，其特征在于，在靠近客户端设备一侧的每个卫星链路接入点配置客户端网关，与卫星链路另一端的服务器网关通信，客户端与客户端网关之间、服务器和服务器网关之间的地面链路采用标准TCP协议；客户端网关在客户端与服务器进行连接建立的过程中执行以下步骤：接收第一TCP连接请求的步骤；该步骤中，客户端网关接收客户端向服务器发送的第一TCP连接请求；与客户端建立TCP连接的步骤；该步骤中，客户端网关根据第一TCP连接请求，采用标准TCP协议以服务器的身份在客户端和客户端网关之间建立一条TCP连接；接收客户端数据报文的步骤；该步骤中，与客户端建立TCP连接后，客户端网关开始接收客户端向服务器发送的上行数据报文；向服务器网关转发TCP请求的步骤；该步骤中，客户端在与客户端建立TCP连接的同时或者之后，将第一TCP连接请求转发给服务器网关；转发下行数据报文的步骤；该步骤中，客户端网关接收服务器网关转发的下行数据报文并向客户端转发；其中，接收到的第一个下行数据报文中含有确认报文，截取确认报文后再将下行数据报文向客户端转发；发送上行数据报文和确认报文的步骤；该步骤中，在接收到含有确认报文第一个下行数据报文中之后，客户端网关向服务器网关转发上行数据报文；其中，客户端网关将再确认报文添加到客户端发来的第一个上行数据报文中发给服务器网关。2.如权利要求1所述的用于不对称卫星网络客户端网关的TCP报文传输性能增强方法，其特征在于，客户端网关与服务器网关建立连接后，在发送数据的过程中，服务器网关需要客户端网关确认接收的数据报文，客户端网关还执行以下步骤：接收确认报文接收的步骤，该步骤中，客户端网关在接收带有接收确认报文的下行数据报文；服务器网关每发送N个下行数据报文，在最后一个下行数据报文的尾部增加接收确认报文，该下行数据报文中带有接收确认报文；接收回复报文发送的步骤，该步骤中，客户端网关接收带有接收确认报文的下行数据报文后，截取接收确认报文并将剩余下行数据报文转发给客户端，然后根据接收确认报文把接收回复报文添加到装在发往服务器网关的上行数据报文中发送，如果没有上行数据报文需要发送，则用一个单独的接收回复报文向服务器网关发送，接收回复报文对之前接收到的所有数据报文进行确认。3.一种用于不对称卫星网络服务器网关的TCP报文传输性能增强方法，其特征在于，在靠近服务器设备一侧的卫星链路接入点配置服务器网关，与卫星链路另一端的客户端网关通信客户端与客户端网关之间、服务器和服务器网关之间的地面链路采用标准TCP协议；并且，服务器网关在客户端与服务器进行连接建立的过程中执行以下步骤：接收第一TCP连接请求的步骤；该步骤中，服务器网关从客户端网关接收客户端向服务器发送的第一TCP连接请求；与服务器建立TCP连接的步骤；该步骤中，客户端网关根据第一TCP连接请求，采用标准TCP协议以客户端的身份在服务器网关和服务器之间建立一条TCP连接；
转发下行数据报文的步骤；该步骤中，与服务器的TCP连接建立后，服务器网关开始接收从服务器发送来的下行数据报文并向客户端网关转发；其中，服务器网关将确认报文放到服务器发送来的第一个下行数据报文中发送给客户端网关；接收并转发上行数据报文的步骤；该步骤中，服务器网关接收客户端网关发来的上行数据报文并向服务器转发；其中，接收到的第一个上行数据报文中含有再确认报文，截取再确认报文后再将上行数据报文向服务器转发；确认报文监控的步骤；该步骤中，向客户端网关发送确认报文时，服务器网关开始计时监控，如果超过a
×
RTT还未收到客户端网关的再确认报文，服务器网关会重新发送确认报文并再次计时监控，如果超过a
×
RTT时间还未回复则服务器网关停止发送数据，并终止该客户端网关的连接，停止数据转发；其中，a为大于1小于2的系数，RTT是一次服务器网关到客户端网关的往返时间。4.如权利要求3所述的用于不对称卫星网络服务器网关的TCP报文传输性能增强方法，其特征在于，服务器网关负责带宽分配，所述带宽分配具体是：预先将卫星链路的业务分为三种，第一种为对时延要求高的业务，第二种为对带宽要求高的业务，第三种为对时延和带宽没有明显要求的业务；服务器网关根据报文判断业务类型，对于第一种业务，根据报文的R个优先级，对应地设置R个发送通道，每一个通道都独享整个带宽C，C是服务器回应客户端报文所在的下行链路总带宽，优先级越高的报文越先发送，高优先级报文发送完后再发送低优先级的报文；直到所有第一种业务类型的报文全部发送完后，再进行处理第二种业务类型报文；对于第二类业务，设置S个发送通道并给每个发送通道分配相应的通道发送量，报文随机分配到每个发送通道中，从第一个发送通道开始发送，当报文发送量小于通道发送量时，把报文全部发送出去，当报文发送量大于通道发送量时，只发送通道发送量大小的报文，然后发送下一个发送通道的报文，第S个发送通道发送完再次发送第一个发送通道的报文，这样循环往复，直到所有通道的报文全部发送完；所述报文随机分配是根据报文的源地址、目的地址、源端口号、目的端口号、协议类型、接口ID作...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙磊，李靖，黎宁，甄浩川，张全，
申请(专利权)人：北京华龙通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：