[发明专利]一种多路径并行传输数据调度方法及传输控制协议有效

专利信息
申请号: 201510314286.5 申请日: 2015-06-09
公开(公告)号: CN105025524B 公开(公告)日: 2018-11-13
发明(设计)人: 唐碧华;范文浩;冯英倬;吴帆;张洪光 申请(专利权)人: 北京邮电大学
主分类号: H04W28/08 分类号: H04W28/08;H04W72/12
代理公司: 北京风雅颂专利代理有限公司 11403 代理人: 李阳;于洁
地址: 100876 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 路径 并行 传输 数据 调度 方法 控制 协议
【说明书】:

发明公开了一种多路径并行传输数据调度方法及传输控制协议,其特征在于,拥塞窗口的动态值cwndr按照以下方式调整:当路径r成功接收一个ACK时,拥塞窗口cwndr增加α/cwndtotal;当路径r检测到一个分组数据包丢失时,拥塞窗口cwndr减小max(β*cwndr,cwndr/2)。本发明提出的基于拥塞窗口动态调整的多路径并行传输数据调度方法充分考虑了链路延迟分化对传输质量的影响,在拥塞窗口控制机制中引入了路径延迟因子参数,能够实现路径传输质量分化的有效缩减,避免最优链路的过度拥塞,从而提高MPTCP传输吞吐量,增强用户体验。

技术领域

本发明涉及多宿主终端中的多路径并行传输技术,特别是指一种多路径并行传输数据调度方法及传输控制协议。

背景技术

多宿主终端通过多路径传输控制协议(Multi-path Transmission ControlProtocol,MPTCP)实现数据多条路径并行传输,借助多个不同的网络接入技术联合利用,结合拥塞控制算法与数据调度方法,能有效提高多径并行传输的吞吐量。MPTCP数据调度方法分为三步骤:1)在多条链路中寻找可用链路(拥塞窗口cwnd有空余);2)在可用链路中选择链路进行数据调度;3)决策该条链路上传输数据包大小。在多条子流链路中进行数据调度时,需要在多个可用链路(拥塞窗口cwnd有空余)中实现最优链路有效地分担负载进行传输,避免最优链路的过度拥塞,并且降低路径之间传输质量的差异性,进而提高传输吞吐量,增强用户体验,否则,会造成接收端产生大量无序数据包,造成接收端缓存空间过载,延迟接收端对数据包的处理过程,发生错误判断数据包丢失并重传,进而影响多路径并行传输的整体传输性能。因此,在MPTCP数据传输中,有效地结合拥塞控制算法与数据调度方法,基于拥塞窗口动态调整进行数据调度,对于缩减路径之间传输质量的分化,平衡负载,提高传输吞吐量以及提高用户体验至关重要。

在现有的MPTCP传输协议中,Smallest-RTT数据调度策略,根据路径上的传输延迟评估路径传输质量,并实现最小传输延迟链路分担负载。对于该评估指标的评测方法为测量路径上数据传输的往返时间,既RTT(Round-Trip Time)值。RTT值表示从发送端发送数据开始,到发送端收到来自接收端的确认(接收端收到数据后便立即发送确认),总共经历的延迟,RTT值越小,表明链路传输性能越好。

MPTCP传输协议中,拥塞窗口的动态调整依靠拥塞控制机制,MPTCP的拥塞控制机制与传统TCP有很大区别。在MPTCP中拥塞控制机制分为两层机制,下层拥塞控制机制与传统TCP相同,各子流链路相互之间独立;上层拥塞控制机制视各子流链路存在耦合关系,统筹控制各链路拥塞窗口cwnd。现有MPTCP传输协议中,使用Linked increase算法。其中,当链路有效接收一个ACK时,链路的拥塞窗口增加min(α/cwndtotal,1/cwndi),链路丢失一个数据包时,拥塞窗口减小cwndi/2。cwndtotal表示MPTCP整体拥塞窗口大小,cwndi表示该子流链路拥塞窗口大小。

该算法令各子流拥塞窗口与其他子流的性能相关联,窗口变化都由总拥塞窗口的大小决定,有效地实现了资源共享,但同时也存在以下缺点:1)过度使用最优链路,无法有效平衡负载,影响MPTCP传输链路整体传输性能;2)无法解决各子流链路之间传输质量的严重分化,在接收端产生大量无序数据包,延迟应用层对数据包的处理过程,影响MPTCP的整体传输质量。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提出一种多路径并行传输数据调度方法及传输控制协议,能够有效平衡各子流链路负载,缩减链路间传输质量差异,减少数据传输时接收端无序数据包,提高MPTCP传输吞吐量。

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