[发明专利]一种基于自适应参数的TCP拥塞控制算法

说明书

本发明公开了一种基于自适应参数的TCP拥塞控制算法，包括以下步骤：网络数据传输过程中，随着拥塞窗口的数量增加，网络由慢开始阶段进入拥塞避免阶段；如果在拥塞避免阶段中发生超时重传，则判断网络发生了拥塞，开始执行基于自适应参数的TCP拥塞控制算法，通过设置自适应参数来动态地控制拥塞窗口和慢开始门限值的大小；通过检测拥塞窗口是否处于阈值区间内，判断网络是否从拥塞中恢复过来，如果没有恢复，则继续执行拥塞控制算法，直到网络从拥塞中恢复。本发明采取的自适应参数的方式，使得网络能够结合当前的实际情况，自适应地调整拥塞窗口值和慢开始门限值，使得网络能够更快地摆脱拥塞，同时提高网络的利用率，避免网络剧烈抖动。

技术领域

本发明涉及计算机网络传输控制协议技术领域，尤其涉及一种基于自适应参数的TCP拥塞控制算法。

背景技术

据统计，若重传事件是发生在Web服务器中，其中超时重传占到了70％，在普通的视频浏览网站中，超时重传也占到了一半左右。在具体的数据传输过程中，网络拥塞会严重影响数据传输的性能，对于超时重传的处理策略很大程度上决定了网络的传输性能。

现有技术中，已经有多种技术方案来进行网络的拥塞控制，如申请号为：CN201310002460.3公开的一种基于吞吐量变化率ECN机制的TCP拥塞控制方法，由于这个方法主要操作是在路由器端，需要在交换机上进行ECN的标记，这样需要在交换机端进行修改和操作，在具体的实施中比较复杂，不易控制。再如申请号为：CN03155730.9的专利根据确认包ACK的相对单向延迟变化趋势来判断链路的拥塞状况，进而区分丢包是因为链路拥塞引起的还是因为无线出错导致，自适应地根据不同的丢包原因采取不同的恢复机制；但是这种方式需要计算相对单向延迟和估测相对单向延迟的变化趋势，在具体的实施过程中，由于网络传输的RTT都是毫秒级别的，计算的精度不易控制，容易造成误判，可能会影响实际效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中超时重传算法中相关参数的调整策略相对固定，无法结合网络当前的实际情况进行拥塞控制的问题，并且，在实际情况中，当网络拥塞现象出现的时候，通常不是一个发送端的数据发生超时或者丢失的情况，可能是发生在多个发送端，这时根据现有的拥塞控制策略会将这些发送窗口的值降低到一个较低的水平，并且开始执行慢启动算法；这些发送端的拥塞窗口从当前的较低水平增加到网络的处理能力需要一定的时间，在这一比较长的时间之内，网络资源没有被充分利用，造成浪费。基于上述的问题，提供一种基于自适应参数的TCP拥塞控制算法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种基于自适应参数的TCP拥塞控制算法，包括以下步骤：

网络数据传输过程中，随着拥塞窗口的数量增加，网络由慢开始阶段进入拥塞避免阶段；

如果在拥塞避免阶段中发生超时重传，则判断网络发生了拥塞，开始执行基于自适应参数的TCP拥塞控制算法，通过设置自适应参数来动态地控制拥塞窗口和慢开始门限值的大小；

通过检测拥塞窗口是否处于阈值区间内，判断网络是否从拥塞中恢复过来，如果没有恢复，则继续执行基于自适应参数的TCP拥塞控制算法，直到网络从拥塞中恢复。

进一步地，本发明的算法中设置自适应参数的方法为：

设置自适应参数μ＝2^-x；其中，在发生超时重传时，拥塞窗口的值大于当前的慢开始门限值的值，引入变量x＝ssthresh/cwnd，cwnd为拥塞窗口的值，ssthresh为慢开始门限值的值。

进一步地，本发明的通过设置自适应参数来动态地控制拥塞窗口和慢开始门限值的大小的方法为：

若变量x＝ssthresh/cwnd小于等于0.5，说明拥塞窗口远大于拥塞避免的慢开始门限值，即此时网络环境中有较长的时间没有发生拥塞；