[发明专利]防止TCP太快地变得太保守

说明书

解决TCP连接的吞吐量非常容易受损于早期丢失的问题的技术实现围绕ssthresh的一对控制。第一控制是应用于TCP连接的头n个丢失事件的丢失谅解机制。一般而言，此机制防止新TCP连接过早地结束慢启动以及在窗口增长方面变得保守(否则这将由于早期的丢失而发生)。第二控制是在由第一控制处理的头n个丢失之后应用的自我衰减机制。此机制将ssthresh下降与cwnd分离，并且因此对于阻止否则将出现的急剧的ssthresh下降是有用的。自我衰减机制还使得TCP能够甚至在从丢失事件的快速恢复之后进入/继续是慢启动。

技术领域

本申请一般地涉及通过网络的数据通信。

背景技术

传输控制协议(TCP)是核心因特网协议(TCP/IP套件的传输层)。它在应用程序和因特网协议(IP)之间提供通信服务。当应用期望使用IP在因特网上发送大块数据时，它向TCP发出单个请求，TCP接着控制IP通过因特网在计算机之间“以消息单元的形式”发送数据。当IP处理数据的实际分发时，TCP跟踪消息所被分割成的数据传输的单独单元(段)，以便通过网络高效地路由。例如，当从Web服务器发送HTML文件时，该服务器的TCP软件层将文件的八位元组的序列分割为段，并将它们单独地转发到IP软件层，IP软件层通过添加包括目的地IP地址的标头，将每一TCP段封装为IP数据包。当目的地计算机上的客户端程序接收到段时，TCP层在将单独的段流处理到应用时，重新组合这些单独的段并确保它们被正确地排序而且无差错。

TCP使用拥塞控制策略。对于每一个连接，TCP维护拥塞窗口，该拥塞窗口限制可以在端到端传输中的未确认的数据包的总数。TCP使用被称为慢启动(slow start)的机制来在连接被初始化之后以及在超时之后增大拥塞窗口。它以两倍于最大段大小(MSS)的窗口开始。虽然初始速率低，但是增大的速率高，因为对于每个经确认的数据包，拥塞窗口增大1MSS，以使得拥塞窗口对于每个往返时间(RTT)有效地翻倍。当拥塞窗口超出阈值(ssthresh)时，算法进入拥塞避免状态。

TCP的被称为Reno的变体也实现所谓的快速恢复(fast recovery)。在此状态下，TCP重新传输通过三个重复ACK标志的漏失数据包，并在返回到拥塞避免之前等待整个传输窗口的确认。如果没有确认，TCP Reno经历超时并进入慢启动状态。由RFC 3782定义的TCP新Reno在TCP Reno的快速恢复阶段期间改善重新传输。在快速恢复期间，对于返回到TCP新Reno的每个重复ACK，来自拥塞窗口的末尾的新的未发送的数据包被发送，以使传输窗口被充满。在新Reno中，ssthresh从无限开始，并在每一丢失事件时被修改。在loss*ssthresh_decay_factor时它被设置为拥塞窗口。在此点之后，它可以线性地增长。

结果，TCP连接的吞吐量非常容易受损于早期的丢失，甚至几个连续的丢失。

发明内容

本公开内容提供对防止TCP太快地变得太保守的已知TCP实现(诸如新Reno)的增强。该技术在各种操作场景下都是有利的，诸如在高度可变的移动环境下或在需要积极地推送小对象时。

该技术通过提供围绕ssthresh的几个新的控制，解决TCP连接的吞吐量非常容易受损于早期的丢失的问题。第一控制是应用于TCP连接的头n个丢失事件的丢失谅解机制。一般而言，此机制防止新TCP连接过早地结束慢启动以及在窗口增长方面变得保守(否则这将由于早期的丢失而发生)。第二控制是在由第一控制处理的头n个丢失之后应用的自我衰减机制。此机制将ssthresh下降与cwnd分离，并且因此对于阻止否则将出现的急剧的ssthresh下降是有用的。自我衰减机制还使得TCP能够甚至在从丢失事件的快速恢复之后进入/继续是慢启动。

利用这些优化，拥塞窗口仍表现得如利用标准TCP实现它所表现的那样。然而，这些控制解决TCP回退的积极性，即通过当有数据包丢失时防止上限快速地减小。