[发明专利]一种流调度方法

说明书

一种流调度方法，包括如下步骤：对于请求/响应，发起对应的流，所述流带有优先级信息和对应网页元素大小信息；根据当前流的优先级以及各条路径当前已经被分配的流的优先级，计算当前流被分配到各条路径上可获得的带宽；根据当前流在每条路径上可获得的带宽以及每条路径的单向时延将当前流的数据量均衡分配到一条或多条路径上；各路径基于分配结果对其上的数据进行发送。将流的优先级与调度方法结合保证了在关键流与其他流共享路径时，其带宽资源不被其他流过分抢占。在多条路径的场景下，在流传输的起始阶段就能同时利用多条路径进行传输，降低了单条路径上产生突发流量而导致接收端乱序的概率。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体地说，涉及通信技术中数据传输领域对应的传输层的流的调度方法，更具体地说，涉及一种流调度方法。

背景技术

万维网是一个有许多相互连接的超文本组成的系统，作为最重要的互联网应用，万维网(World Wide Web，简称WWW)成为了目前互联网信息传播的主要媒介。据统计，截止2017年12月底，我国互联网用户已达7.72亿，普及率为55.8％。网页是万维网中的基本信息单位，它由文字、图片、声音、视频等多种媒体信息组成，这些信息统称为网页元素。随着网页内容丰富程度大大增加，组成整个网页的元素的数量和分布范围也大幅增长，网页加载时延的高低会严重影响用户的服务体验并决定网络服务的用户数量。对于时延敏感型的网络服务来说，即使很小的时延也会带来较大的损失。在浏览器中，以电商巨头亚马逊为例，100ms(毫秒)的时延会造成1％货物销售量的降低；一旦谷歌的搜索页面时间增加0.5ms，则会降低其20％的访问流量；对于一些网络应用程序如在线游戏、视频聊天、实时支付、金融交易等，网络时延的高低是满足其服务质量最为重要的指标之一。

为了减少网络时延，提高服务质量，现有技术从不同层次对网络协议进行了一系列的优化。优化主要针对两个问题：

第一，队头阻塞(Head-of-line blocking)问题。

在应用层，队头阻塞问题指的是HTTP请求或者响应必须遵循一定的顺序，如果前一个请求或者响应没有完成，则不能进行下一个。

例如，在HTTP/1.0协议中，如果浏览器需要从服务器请求多个网页元素，HTTP/1.0需要对于每个网页元素请求都重新建立一个TCP连接，并且等到接收到对应的网页元素后才能进行下一次请求，由于大部分的网页元素都很小，所需传输时间很短，而TCP每次建立连接之后都要经历慢启动来探测网络中可用的传输带宽，这样的做法使得传输的效率很低。

在HTTP/1.1协议中，在连续的请求时保持TCP连接打开的状态，不用等到收取响应后再请求下一个元素，这种技术被称为“流水线”(pipelining)，然而HTTP/1.1也存在一些问题，虽然它可以在一个TCP连接上连续请求，但是所有的响应必须按照请求发送的顺序来按序接收，因此单个慢响应可以阻塞其后的所有响应，为了解决这个问题，SPDY(HTTP/2协议的前身)采取了多路复用(multiplexing)的方法，即多个请求/响应共享一个TCP连接，且它们的传输是并行的方式，在应用层不会相互产生队头阻塞。

在传输层，队头阻塞的问题是指，由于SPDY协议在一条TCP连接上进行多路复用，而TCP只支持顺序传输，因此一个请求的数据缺失会影响到其他请求数据的传送。

第二，网络内容的优先级设置。如果无差别地传输所有请求/响应，在带宽有限的情况下，一些关键请求可能会被阻塞，因此，在应用层协议中，SPDY协议引入了请求优先级的概念，使得优先级高的请求/响应得到更多的带宽资源，从而有针对性地优化了关键请求的时延。在传输层也有工作针对网络内容的优先级进行了协议的改进，例如，MulTCP通过更改TCP拥塞控制的参数来实现资源成比例共享；pTCP使用与TCP连接功能相同的微流，通过控制微流的数量来提供优先级的划分。然而，在TCP层面做优先级划分的工作会给应用层带来管理连接和分配资源上的负担，作为一个多路复用的协议，QUIC可以在传输层提供对多个流的管理和资源分配功能，这一特性为不同流的优先级的划分提供了可能。