[发明专利]基于环境感知的数据传输方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，更为具体地，涉及一种基于环境感知的数据传输方法及装置。

背景技术

目前，对于外部设备传输数据的高效算法有很多，其中，对环境具有自适应功能的主要是缓存调度算法，这类算法主要考虑在现有资源条件下，尽可能高效快速地将数据在外部设备与主机之间进行传输，而忽略数据传输过程对主机关键性能的影响，例如，当主机插上USB等传输设备进行数据传输时，会不可避免地导致系统响应速度变慢。

从计算机系统性能的角度考虑，当系统插上USB设备进行大量数据传输时，系统的资源尤其是缓存将被大量地占用。目前的缓存调度算法，通常都是通过对当前系统状态进行评估来调节系统的缓存分配。这类方法对于比较稳定的运行环境还是有效果的，但是对于外部环境瞬息万变的网络安全设备来说，其调节效率由于受到瞬时数据流量等因素影响大大降低；因为，这类方法主要是在外部环境变化时对系统进行调节，由于系统外部环境是快速变化的，使得刚调节好的策略还没来得及使用，外部环境再次发生变化。所以，目前的缓存调度算法在网络安全产品的外部设备进行数据大量传输时存在以下两个问题：

(1)响应的延迟。缓存调度算法只是针对当前系统状态进行调节，该调节适用于此刻场景却未必适用于下一刻的场景，而随时变化的外部环境会使得这种调节机制不能及时地适应瞬时多变的外部环境。图1示出了基于缓存调度算法进行数据传输的系统调节延迟结构。如图1所示，在外部环境不断变化的过程中，主机接收到的反馈信息为环境状态A，该状态下的调节在返回时，当前环境状态已经从A变化到D，针对环境状态A所做的调节已经不适于当前环境状态D。

(2)狭义的局部最优化。通常的缓存调度算法都是针对如何高效地利用系统缓存来进行缓存调度，而对外部设备利用大量缓存的情况，通常的缓存调度算法缺少对主设备与外部设备之间缓存利用的调节，这种方式往往会导致缓存占用的失衡，无法保证主设备的主要功能不受外部设备传输数据的影响，例如，某些时刻会话不能成功建立。图2示出了基于缓存调度算法进行数据传输的缓存占用失衡结构。如图2所示，在外部设备数据传输过程中，随着进程的不断增加，外设缓存、空闲缓存和进程占用的比例明显失衡，进而无法保证主设备的主要功能不受外部设备传输数据的影响。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于环境感知的数据传输方法及装置，以解决现有缓存调度算法在外部设备传输大量数据时，出现的系统调节延迟及缓存占用失衡等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于环境感知的数据传输方法，包括通过模拟系统状态获得系统在每一种状态下的缓存调节行为；具体包括：根据系统所处的流量环境将系统状态进行分类，并监控分类后的各类系统状态在进行数据传输时的状态变化，根据各类系统状态的状态变化确定对应的缓存调节行为；根据模拟系统状态所获得的系统在每一种状态下的缓存调节行为，确定与当前实际运行的系统状态所对应的缓存调节行为，根据与当前实际运行的系统状态对应的缓存调节行为，对当前实际运行的系统状态下的缓存进行调节。

其中，在监控分类后的各系统状态在进行数据传输时的状态变化的过程中，监控各类系统状态下的日志存储空间、会话、策略、CPU用户态与内核态的占用情况、在线用户与实时流量和内存信息。

其中，还包括根据当前实际运行的系统状态及实时的数据流量，对当前实际运行的系统状态的下一状态进行预测，并根据与预测的系统状态对应的缓存调节行为，对预测的系统状态下的缓存进行调节。

其中，在对当前实际运行的系统状态的下一状态进行预测的过程中，计算预测的系统状态与实际运行的系统状态的误差，根据对误差的变化趋势进行评价，调节预测函数；其中，

预测函数为：

其中，P(Y|X)表示当前系统状态为X而下一状态为Y的条件概率，P(||X-Y||)表示不同状态之间进行跳转受状态之间距离影响的概率因子，x_i表示当前系统状态参数，z_J表示当前系统流量参数，N表示当前系统状态参数的个数，M表示流量参数的个数，k_i表示当前系统状态参数的调节因子，Δl_i为当前系统状态参数的反馈调节因子，m_J为流量参数的调节因子，Δn_J为流量参数的反馈调节因子。