[发明专利]一种协议无关的双拥塞控制方法

权利要求书

1.一种协议无关的双拥塞控制方法，其特征在于，具体步骤为：

(1)将网络流量转化为正弦波动函数去分析；采用傅里叶变换将网络流量的时域转化到频域，实时采集网络流量的吞吐率、速率、CWND数据；将传统拥塞控制算法按照函数本身连续性、上升和下降阶段以及拥塞阶段进行分段，并提取每段函数的自变量x，自变量x为往返时延RTT、丢包反馈信号NAK、丢包率Loss rate、应答信号ACK和/或带宽Bandwidth；

(2)求取分布函数；根据不同拥塞控制算法的特点，找到影响拥塞状态的参数，然后提取跟它相关的分布函数；其中，对于拥塞控制算法UDT的拥塞状态是靠丢包率来确定，所以对UDT分布函数的提取，可以关注于丢包状态下网络的发包速率或者吞吐率变化情况；由于RTT的离散型和不确定性，该分布函数是离散的，通过该分布函数可以确定传统拥塞控制算法Q的概率密度函数和基于波长的拥塞控制算法P的概率密度函数；

(3)由上述分布函数求得Q，根据Q和P的反比关系求得P；根据基于波长调节的拥塞概率密度函数和拥塞概率限制值P_limit确定波长m_n，由波长m_n和传统拥塞算法共同调节着网络拥塞状态；实时根据分布函数更新Q的概率密度函数，并将拥塞状态参数反馈给P的概率密度函数，最终计算得到更新后的最佳波长m_n；

将这种传统拥塞控制算法(Q)和基于波长调节的拥塞控制算法(P)结合，根据m_n来实时对网络拥塞状态进行动态调节的方法，记为QP-Wave；

步骤(3)中，求取Q和P的概率密度函数以及m_n，实现协议无关的双拥塞控制QP-Wave的具体流程如下：

设网络流量的分布函数为F_n(t,NAK,ACK,RTT...)，Q的概率密度函数为Q_n(t,NAK,ACK,RTT...)，其中，t为时间，NAK为丢包反馈信号，ACK为应答信号，RTT为往返时延；Q_n(t,NAK,ACK,RTT...)为Q作用下网络流量的分布函数F_n(t,NAK,ACK,RTT...)求导而得到；而求取P的概率密度函数，是求取m_n，因为可以通过上述正弦波动函数和数学证明导出P_n(m_n)＝mⁿ/(m₁m₂...m_n)，其中m为Q的固有波长，m_n为P的可变调节波长，这里P_n(m_n)只跟m_n和m相关，跟NAK，ACK，RTT无关；假设一个业务造成网络拥塞发生的概率是A，由于P和Q的发生是独立事件，所以n个业务造成网络拥塞发生的概率P_sum满足二项分布；有以下关系式成立：

1-(1-P_n(m_n))(1-Q_n(t,NAK,ACK,RTT...))＝A

为了求得m_n，需要设定一个优化问题：人们总是希望尽量提高总业务的带宽利用率或者吞吐率；所以假设链路吞吐率上限为T_max，实际吞吐率为T_actual，于是该优化问题数学上表述为：

Minimize ΔT＝T_max-T_actual

Subject to 1-(1-P_n(m_n))(1-Q_n(t,NAK,ACK,RTT...))＝A

P_n(m_n)_min≤P_n(m_n)≤P_n(m_n)_max

P_n(m_n)∝1/Q_n(t,NAK,ACK,RTT...)

上述约束条件中的边界值，根据分布函数的边界值去确定；通过这个优化问题最终求得当前实时条件下的m_n；Q通过m_n去调节P，最终实现协议无关的双拥塞控制QP-Wave。