[发明专利]一种数据发送速率的调整方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据发送速率的调整方法及装置。

背景技术

传送控制协议(TCP，Transfer Control Protocol)是面向连接的、可靠的传输层通信协议标准。由于TCP具有拥塞控制、可靠性、流化传输等突出特点，TCP在构建网络服务，特别是无线移动计算网络系统方面发挥了重要的作用。

由于无线环境与有线环境相比，通常具有高误码率、变化的带宽、时延大以及频繁移动等特性，因此将传统的基于有线的TCP技术应用于无线环境下，会造成大幅度的性能减退。因此在无线网络中如何有效区分丢包原因并据此做出正确的反应成为提高无线网络TCP性能的关键。

目前所使用的拥塞控制机制基本都是基于TCP协议的和式增加积式减少算法，但是仍存在许多问题。TCP拥塞控制算法都是使用丢包或超时重传作为发现网络拥塞的隐式通告信号，通常丢包是发生在路由器的缓冲区已满的时候，这时发送来的每个包都会被丢弃，如尾丢弃(tail drop)算法，队列按照先进先出的规则处理到来的分组，由于缓冲队列长度总是有限的，因此当队列已满时，随后到达的分组都将被丢弃，这对突发流量不公平。

在无线环境中的丢包并不一定意味着链路拥塞，一旦发生丢包和时延变大，传统的TCP会将其误认为网络拥塞，从而启动不必要的拥塞控制及避免机制，这些不必要的行为最终导致吞吐量和时延等传输性能下降。

为了减少路由器的丢包，现有技术中提出了基于显式拥塞通知(ECN，Explicit Congestion Notification)算法。ECN使用IP包头中的两位和TCP头部中的两位，完成显示拥塞通知。ECN的目的是减少路由器的丢包，以避免在TCP的发送端触发不必要的TCP拥塞控制机制，具体地说，当路由器出现潜在拥塞，一个在队列中随机选择的包会被标记。当接收端收到该标记之后，就会发出一个特殊的确认(ACK，Acknowledgment)包。当发送端收到这个特殊的ACK包后，它就会减小发送窗口的大小；反之则增大窗口大小。

其中，ECN机制使用的IP包头中服务类型(TOS，Type of Service)域中的两位完成显示拥塞通知，一位由数据发送方设置，用于指示传输协议的端节点是ECN使能端，该位称为ECN使能传输(ECT，ECN-Capable Transport)指示位；另一位由路由器设置，用于向端节点指示拥塞，该位称为经历拥塞(CE，Congestion Experienced)指示位。

ECN机制使用TCP头部中的保留部分的两位完成显示拥塞通知，一位由接收端设置，用于通知发送方发生了链路拥塞，该位称为ECN回应(ECN-echo)指示位；另一位由发送端设置，用于通知接收端发送窗口已经减小，该位称为拥塞窗口减小(CWR，Congestion Window Reduced)指示位。

上述各数据位的设置如图1所示，包括：

发送端和接收端建立TCP连接时进行协商，如果端系统可使用ECN，发送端在发送数据包时就将IP头部中的TOS域的ECT位置1。

路由器检测到拥塞时，如果到达的数据包是ECN使能传输的，就将IP头中TOS域的CE位置1，用于向端节点指示拥塞；CE位被置1的数据包称为CE包。

当接收端收到CE位被置1的IP包后，在对该包的确认包中将TCP头部中保留部分的最后一位，即ECN-echo位，置1，即ECN-echo位被置1的包为ECN-echo包。

发送方在收到ECN-echo位被置1的包并将发送窗口减小后，在新发送的IP包中将TCP头部保留部分的CWR位置1，并称该包为CWR包。

现有ECN算法的具体过程，包括：