[发明专利]一种实现TCP传输的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实现TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)传输的方法及装置。

背景技术

目前，第三代移动通信网络(如3G网络)由于空口带宽的大幅提升，使得ME(Mobile Equipment，移动终端设备)的PS(Packet Switch，分组交换)数据业务能力得到显著的提高。典型的业务诸如FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)、WEB(网页浏览)等都离不开TCP的支持，因此，TCP传输质量的好坏将会在一定程度上影响到FTP、WEB等业务的性能。

TCP协议主要为针对有线网络提出的一种可靠的传输协议，由于有线网络的传输特性为低误码率和易拥塞性，因此，TCP传输控制算法主要是基于网络的拥塞模型设置。正常情况下，采用TCP协议可以实时的根据有线网络当前的拥塞状况调整数据发送速率，以充分利用传输带宽和减少网络拥塞的发生；但是，如图1所示当一个TCP连接同时跨越有线网络和无线网络时，TCP协议将不能适应无线传输信道的高误码率、高时延抖动、小区切换、易乱序等特性；当空口质量迅速恢复正常时，采用TCP协议需要经过如图2所示的慢启动过程和拥塞避免过程来进行数据传输，由于慢启动过程和拥塞避免过程都是以低于满带宽(满带宽是指传输通道所能承载的最大数据量)的速率发送数据，因此存在带宽资源利用率较低、有效带宽较低和吞吐波动较大等问题。

目前，TCP协议的流量控制算法主要是指数据发送端的发送窗口的大小不能超过数据接收端的接收窗口的大小，数据发送端根据数据接收端的接收窗口的变化和数据接收端反馈的ACK来滑动发送窗口(即滑动窗口)。TCP协议包括多种拥塞控制算法，如慢启动算法、拥塞避免算法、快速重传算法和快速恢复算法；上述四种拥塞控制算法主要根据以下变量来控制发送数据：

变量1、rwnd(Receivers’s Window，接收窗口)，用于表示数据接收端当前能够接收和缓存的数据量大小；

变量2、cwnd(Congestion Window，拥塞窗口或送窗口)，用于表示数据发送端根据网络拥塞状况而确定出的允许发送的数据量；

变量3、ssthresh(Slow Start Threshold，慢启动门限)，为慢启动过程和拥塞避免过程的分界点；

变量4、RTT(Round Trip Time，往返时间)，从数据发送端发送数据开始，到数据发送端收到来自数据接收端的确认所经历的时延。数据发送端的重传计时器的取值可以根据测量得到的RTT来设定，会随着网络时延、拥塞状况的变化而变化。

数据发送端在向数据接收端发送数据时，将比较rwnd和cwnd的大小，将取值较小的变量确定为发送窗口(Transmission Window)，并以该发送窗口向数据接收端发送数据。建立TCP连接的数据发送端与数据接收端均会实时测量RTT，并根据Jacobson算法估算重传计时器时长，当重传计时器超时时，认为发生了丢包，进而调整cwnd的大小，调整cwnd可如下：当后续数据被数据接收端确认之后，将cwnd调大；调大cwnd的过程可如图2所示，包括慢启动过程和拥塞避免过程，其中，慢启动过程中，以1个报文段(即1个MMS(Maximum Segment Size，最大分段长度))作为cwnd的起始值，并以指数增长直到cwnd的取值为ssthresh为止；拥塞避免过程中，cwnd以线性速度增长。

一般情况下，在建立TCP连接的初期且重传计时器超时时，启动慢启动过程，并设置ssthresh＝cwnd/2，且ssthresh最低不小于2个报文段大小。重传计时器超时，即数据发送端不能接收到数据接收端返回的任何一个ACK时，确定网络拥塞严重，可以启动慢启动过程，以降低数据发送量。但如果数据发送端收到数据接收端返回的Dup ACK时，确定网络可能出现瞬时拥塞或数据包乱序到达；或者，如果数据发送端在重传计时器超时之前连续收到3个Dup ACK(一共4个ACK具有相同的确认号)，则确定某一数据包丢失，可立即启动快速重传算法，重传丢失的数据包；设置ssthresh＝cwnd/2(ssthresh最低不小于2个报文段大小)，以尽快进入拥塞避免过程，使cwnd线性增长。由此可见，快速重传算法之后直接进入拥塞避免过程而不是进入慢启动过程，从而能够更进一步的加快恢复过程。如图4所示为现有技术中进行TCP拥塞控制算法的方法流程图，该方法可包括：

步骤401、启动慢启动过程；