[发明专利]异构网络中基于传输控制协议的并发数据分流方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及异构网络中基于传输控制协议的并发数据分流方法，可用于核心网中异构网络中的数据并发传输。 

技术背景

无线通信技术飞速发展，给人们的工作和生活方式带来了深刻变革。在人们体验着通信技术带来的获取信息越来越便利的同时，由于无线通信网络朝着高速化、宽带化的方向发展，各种无线接入技术纷纷涌现，使得网络的异构性更加突出。在单个网络资源量比较少不能很好的满足业务需求的情况下，为了达到提升端到端吞吐量，减少网络传输时延目的，需要合理，有效的将多种网络的传输能力结合在一起实现并发传输。 

一种简单的网络模型如图2所示，从服务器到终端设备之间有两个网络存在，两个网络相互独立，互不干扰。在现有情况下，对于用户而言，一般情况下只能使用一个网络，或者即使有多个网络可供使用，却不能实现真正的并发传输。原因在于多个网络不能同时工作，只能在一个时刻接入一个网络，即：在某一时刻要么在网络1中传输，要么在网络2中传输。在这种情况下，如果用户请求业务量比较大时，单个网络传输将会导致传输速率低下，端到端传输时延比较大。要实现真正并发传输，需要合理的分流到各个网络的数据，这就需要可靠的分流依据以及有效的分流策略。由于网络拓扑结构是动态变化，对于单个用户来讲，网络可用资源信息不但与网络所采用的标准、物理信道环境条件有关，而且还与网络中自身和其他用户请求的业务量情况有关，这就导致了在现有网络中一般很难准确、实时的获取网络状况或者网络传输能力的相关信息，也就是说很难获得有效的分流依据来实现并发传输，而当数据没有公平合理的发往到两个网络，将有可能出现一个网络中承担的数据量远大于其承载能力，而另外一个网络承担的数据量远小于其承载能力，由于数据分配不均衡，最后有可能导致某些网络产生不必要的拥塞，使得最终端到端异构网络并发传输的效果比单个网络传输效果差。 

发明内容

本发明目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种在异构网络中基于传输控制协议的并发数据分流方法，以提高网络端到端传输速率，降低业务端到端传输时延，实现异构网络并发数据的均衡传输。 

实现本发明目的的技术思路是：通过获取数据并发传输的分流参数作为分流策略的依据，将数据公平合理的分配到各个网络，其具体方案包括如下： 

(1)定义K个异构网络在服务器之前汇聚点所在的网络实体为分流网元，该分流网元用于负责将数据分发到各个网络，k大于等于2； 

(2)当终端设备向服务器请求业务时，首先从所有异构网络中随机选择一个网络，向服务器发送建立传输控制协议TCP的连接请求信息； 

(3)分流网元收到建立TCP连接的请求信息之后，初始化每一个异构网络关于TCP连接的参数，该参数包括最大报文长度MSS为网络允许通过的最大报文大小、传输能力窗口W为2倍的MSS、慢启动门限T为65535字节、端到端往返时延RTT为网络时延平均值、RTT历史值影响因子α为0.125； 

(4)服务器收到建立TCP连接的请求信息后，通过三次握手与终端设备建立TCP连接； 

(5)在终端设备中，当一个端到端的TCP连接之后，终端设备再将业务请求数据发送给服务器； 

(6)服务器收到业务请求后，对终端设备发送其请求的数据； 

(7)当服务器发送的数据TCP报文到达分流网元之后，由分流网元中根据各个异构网络所处的状态，决定数据如何从各个异构网络发送到终端设备： 

(7a)如果任一异构网络中的传输能力窗口W都没有超过慢启动门限T，则将每个数据包按轮询的方式发送到各个异构网络； 

(7b)如果在分流网元中任一异构网络中的传输能力窗口W超过慢启动门限T，则首先通过异构网络参数传输能力窗口W和端到端往返时延RTT表征异构网络传输能力，然后计算出每个网络传输能力占所有异构网络总传输能力的比例，将数据包以该比例值大小为概率发送到各个网络； 

(7c)对于每个TCP报文，在按照上述两种情况确定发送网络之后，再在每个TCP报文中通过网络号标明数据所要发送的网络； 

(8)TCP报文从各个异构网络到达终端设备之后，由终端设备从TCP报文中获取所传送过来的网络号并保存；同时在终端设备中根据获取的网络号，从相应网络发送确认信息ACK到服务器； 

(9)分流网元收到来自终端设备的ACK信息后，根据ACK信息来自的网络以及该来自网络所处的状态，更新该来自网络参数传输能力窗口W；