[发明专利]一种基于友好性的平行数据传输窗口机制

说明书

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，通讯数据传输技术。具体涉及在SCTP CMT与非多路径传输协议共享资源的网络中，对SCTP会话设置友好窗口机制以实现友好的多路并行传输。

背景技术

随着互联网的蓬勃发展以及人们对网络的依赖，传统单一的有线网络接入方式已经不能满足人们的需求，3G、Wifi、WiMAX等网络接入技术的兴起可为用户提供随时随地的互联网接入。同时，越来越多的网络终端设备存在两个或者两个以上的网络接口，并拥有更强的数据处理能力以及通信功能。多种接入网全面覆盖以及终端多接口技术使得多路并行传输CMT(Concurrent Multipath Transfer)成为可能。多路并行传输能够充分利用网络资源，提供更大的带宽；当某条路径的传输错误较多时，可以在其他路径上恢复数据传输；在移动无线环境中，多路径数据传输还可以实现无缝切换，提供稳定的网络服务。总之，CMT具有较好的带宽聚合能力、容错性以及稳定性，为用户提供高质量的网络服务。

流控制传输协议SCTP(Stream Control Transmission Protocol)是IETF在2000年提出的一种新的传输层协议，SCTP能够提供类似于TCP的数据传输服务，并利用现代IP网络更强大的性能支持一些特性，具有比TCP更优的传输性能。SCTP支持多宿主(Multihoming)特性，可以利用终端设备的多接口实现多路径数据传输。在最初形成的标准中，SCTP仅仅利用初始路径进行数据传送，其余路径都作为冗余路径，用于处理重传或者在初始路径连接失败时备用。然而，多接口终端设备的迅速发展，促进了对多路径并行数据传输的需求。CMT-SCTP在SCTP上扩展了CMT功能，能够同时使用多条路径进行数据传输，充分利用网络资源，获得更大的带宽。

由于80％甚至更多的传输层协议都是使用TCP的，为了在互联网上获得更好的兼容性，新的传输层协议的设计需要保证其TCP友好性。当在拥塞环境下，数据流的行为与TCP流类似，且能与其他数据流合理共享带宽时，该数据流可认为具有TCP友好性。由于CMT-SCTP分别在每条路径上独立执行类似于TCP的拥塞控制，多路并行数据传输总的发送速率将会是同等条件下TCP的几倍。在各路径不相交的情况下，该拥塞控制是非常有效的。但是在CMT与单路径传输协议(如TCP)的多条路径共享网络瓶颈时，CMT将会侵略性地占用过多带宽资源，不具有TCP友好的公平性。同时，由于IP网络的的路由是无连接的，该网络瓶颈在无固定拓扑的网络(如Internet)中并无法检测。如果该不公平性非常突出且不受控制，CMT将会霸占网络，挤压在网络中普及的TCP流，导致网络瘫痪。当网络资源严重不足时，控制CMT的流量，防止其侵略性，保证其对共存的单路径流的友好性是十分必要的。

TCP友好的公平性被广泛认可为传输层协议的性能指标。IETF提出的TFRC(TCP-Friendly Rate Control)宣称具有合理的公平性，但其仅仅是将拥塞窗口设为固定值，适合电话应用和流媒体传输，对CMT并不适用。Wischik提出资源池RP(Resource Pooling)理论，将其应用到MPTCP中并证实RP可以在增加吞吐量的同时具有公平性。Dreibholz等人成功地将RP应用到CMT-SCTP中。但是，这种基于RP的公平性可能会带来过量的约束并阻止了发送速率的有效增长，使带宽并没有得到合理的利用。

发明内容——权利要求书部分

有鉴于此，本发明提出了一种基于友好性的平行数据传输窗口机制，模拟TCP(Reno)的拥塞控制，设计了一个友好窗口，将其与会话的实际发送速率做对比，进行友好公平性的维护。本发明设计了一个多路径友好窗口维护算法，为整个SCTP会话定义了友好窗口fwnd和门限值fthresh，模拟TCP的拥塞控制，维护fwnd和fthresh的值。同时设计了一个多路径友好窗口调整算法，将fwnd与路径总拥塞窗口值做对比，根据理论的友好窗口值与实际的拥塞窗口值之间的差异，进行拥塞窗口奖励/惩罚决策，保证数据传输的效率和友好性。本发明能够有效地判断多路并行传输的整体资源占用情况是否具有侵略性，智能地调整窗口，将多路径传输的拥塞窗口总和限制在一个合理的范围内，消除多路并行传输对传统单路径传输的侵略性，同时保证多路径并行传输的效率，维护网络的整体性能。

1、一种基于友好性的平行数据传输窗口机制，其步骤包括：

a)基于模拟TCP拥塞控制的多路径友好窗口维护算法，为整个SCTP会话定义一个友好窗口fwnd和门限值fthresh，模拟TCP的cwnd和ssthresh执行拥塞控制算法；