[发明专利]一种基于丢包和时延的混合拥塞控制方法

权利要求书

1.一种基于丢包和时延的混合拥塞控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1.1）TCP连接源端每收到来自接收端的一个新的ACK时，更新私有状态变量；更新私有状态变量：指当前RTT结束标志序列号seq_end_rtt、稳态窗口更新开关on_first_rtt、上个RTT收到的ACK数acks_last_rtt；根据当前网络流参数，计算并判断拥塞窗口增长模式(快速模式、慢速模式)；

1.2）进入快速模式，表明网络空闲，依快速模式方法对TCP源端拥塞窗口进行调整，以充分利用可用带宽；

1.3）进入慢速模式，表明网络繁忙，依慢速模式方式对TCP源端拥塞窗口进行调整，以探测网络稳态窗口值；

1.4）如果网络发生拥塞事件，重新计算模式转换阀值τ(模式转换阀值τ：发生丢包时，估算的网络中排队数据包的个数)，调整窗口慢启动阀值及拥塞窗口值。

2.根据权利要求1所述的一种基于丢包和时延的混合拥塞控制方法，其特征在于，所述计算并判断拥塞窗口增长模式方法如下：

2.1）根据当前统计的网络流参数avgRTT、baseRTT，计算模式转换变量diff（模式转换变量diff：当前网络中排队的数据包个数的估计，是标识网络状态的参考变量，用来决定当前网络状态相适应的拥塞控制模式）；

所述diff计算公式为：diff=(avgRTT-baseRTT)*snd_cwnd/avgRTT；

其中，avgRTT为平滑RTT；baseRTT为TCP连接最小RTT；snd_cwnd为当前拥塞窗口值；

2.2）TCP连接源端每收到来自接收端的一个新的ACK时，判断模式转换变量diff与模式转换阀值τ(模式转换阀值τ：发生丢包时，估算的网络中排队数据包的个数)关系，进而进入不同的控制模式。

3.根据权利要求1所述的一种基于丢包和时延的混合拥塞控制方法，其特征在于，所述快速模式中，窗口调整方式如下： 

3.1）根据当前网络流参数，计算翻倍增长变量_iff (翻倍增长变量_iff：判断窗口增长方式的参考变量，表示网络中数据包的平均排队时延)，具体计算公式为：_iff=avgRTT-baseRTT；

3.2）如_iff小于翻倍增长阀值(系统实现为1ms)，则表明网络中排队时延较小，网络带宽空闲较大，拥塞窗口增长一倍：snd_cwnd+=snd_cwnd；否则窗口增1：snd_cwnd+=1。

4.根据权利要求1所述的一种基于丢包和时延的混合拥塞控制方法，其特征在于，所述慢速模式中，窗口调整方式如下：

4.1）snd_cwnd小于慢启动阀值ssthresh时，snd_cwnd+=1；否则，每间隔RTT，计算网络稳态窗口值_[1]，具体计算公式为：

W_tar=min{2*snd_cwnd,(1-γ)*snd_cwnd+γ(baseRTT*snd_cwnd/avgRTT+α)}

其中，γ∈(0,1]，baseRTT是目前观察到的最小RTT，snd_cwnd表示当前拥塞窗口值，α实现中为常量，表示连接中路由器缓存数据包容量；

4.2）采用一个以实际时间为参数的三次函数作为窗口增长函数_[2]，计算当前RTT内可以达到的最大窗口值，依此调整拥塞窗口；W_tar为4.1）步骤计算出的实时网络稳态窗口值；W_{last_reduce}为上一次发生丢包事件时拥塞窗口减小值(根据丢包时控制模式不同，W_{last_reduce}计算方式不同；该拥塞窗口增长函数，能够快速有效的达到W_tar并维持在此稳态窗口值附近，保证协议的高吞吐率，并且窗口增长以实际时间为参数，独立于RTT；上述窗口具体计算公式为：

；

其中，t为从上一次丢包到当前的时间间隔，C为常量，K是计算出的从上次丢包至恢复窗口稳态值所需的时间。

5.根据权利要求1所述的一种基于丢包和时延的混合拥塞控制方法，其特征在于，所述丢包、超时等网络拥塞出现时，具体参数调整方式如下：

5.1）动态调整模式转换阀值τ，模式转换阀值τ计算方法如下：

τ=7/8*τ+1/8*0.8*diff 

其中，diff表示当前计算的模式转换变量；τ为模式转换阀值，初值为30；

5.2）发生丢包、超时等拥塞事件时，当前拥塞窗口调整方式如下：

。