[发明专利]一种用于高丢包率广域网环境下的拥塞控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高丢包率广域网环境下的拥塞控制方法。

背景技术

近年来，TCP(Transport Control Protocol，传输控制协议)拥塞控制方法一直是人们所研究的焦点。而自从TCP Reno方法提出以来，它被公认为是一种效果不错的TCP拥塞控制方法而沿用至今。虽然TCP Reno在城域网、局域网等短距离传输下有较好的效果，但在一些特定广域网环境下，比如跨区域、跨网段、甚至跨国环境，由于网络具有普遍高丢包率特性，受其影响TCP Reno的保守拥塞控制机制已逐渐突显出其非适应性，导致它在此种环境下的传输性能急剧降低。

TCP Reno方法目前包括慢启动、拥塞避免、快速重传、快速恢复四种机制，是现有的众多拥塞控制方法的基础。TCP拥塞控制方法经过数十年的研究发展，出现了大量的改进和增强版本。然而其中大部分在TCP Reno四种机制基础上进行的改进和增强版本的焦点都集中在拥塞避免机制上。然而在高丢包率广域网环境下，TCP连接的绝大部分时间都将处于快速恢复机制阶段，因而针对高丢包率广域网环境，如何改进优化TCP快速恢复机制将成为带宽利用率提升的关键。

传统TCP拥塞控制方法(如TCP Reno)在高丢包率广域网环境下的低效性主要由以下两点问题造成：

(1)丢包发生时保守的降窗机制

传统TCP在判定丢包发生时，将拥塞窗口减为原来的一半。在具有高丢包的网络环境下，丢包现象比较密集，如果每一次丢包都将窗口减半，将使拥塞窗口以2为倍数乘性减小，拥塞窗口始终远离目标带宽值而处在超低速传输状态下。

(2)快速恢复时期保守的包守恒机制

传统TCP每收一个重复ACK(ACKnowledgment，应答)，则发送一新数据包，使网络上属于该流的数据包保持不变，实现网络包守恒。即当发生丢包事件时，传统TCP首先将速率减为原先的一半，然后保持在这个速度发送数据包。这种保守包守恒机制同样在丢包现象频繁时，使占据TCP连接绝大部分时间的快速恢复阶段下的速率只一味的减小与持平，而不会有任何地增长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种用于高丢包率广域网环境下的拥塞控制方法，该方法以包丢失数量的增大作为降窗依据，同时采用积极地窗口增长机制，使数据传输在高丢包率广域网环境下获得高吞吐率。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于高丢包率广域网环境下的拥塞控制方法，在数据传送过程中，发送方收到重复ACK后所做处理包括以下两个阶段：

1)发送方检测到包丢失数量增大时，判定此时网络拥塞增强，计算拥塞门限值cong_threshold以及根据丢包数增量计算出拥塞窗口的减小量ε，将拥塞窗口减少ε以响应拥塞；

2)发送方检测到包丢失数量不变或者减小时，通过判断拥塞窗口与阶段1)中所计算拥塞门限值cong_threshold的大小关系来确定拥塞窗口所采取的增长方式。

拥塞门限值cong_threshold为当前网络的预估拥塞点，取为当前拥塞窗口cwnd与当前拥塞门限值cong_threshold′的指数加权滑动平均，即

cong_threshold＝α×cong_threshold′+(1-α)×cwnd，

其中α为平滑因子。

拥塞窗口减小量ε的计算方法为：

其中lost_cnt为丢包数增量，即lost_cnt＝lost_i-lost_i-1，其中lost_i为当前丢包数，lost_i-1为前一时间点i-1时刻的丢包数，μ为微调量且μ≥0，μ计算如下：

μ=β(1-lost_cntcwnd)]]>

其中β为微调因子，取值区间为[0，1)。