[发明专利]一种最小资费MPQUIC数据包调度方法和系统

说明书

本发明提供一种MPQUIC系统调度器调度发送量的方法的方法，所述MPQUIC系统通过Path A和Path B两条路径发送数据，Path A的资费低于Path B，所述方法包括：从应用层接收本轮要发送的数据块和传输时长tc，将数据块分为SEQsubgt;sum/subgt;个数据包；预测Path A路径的传输能力，基于该传输能力的发送量和根据上一轮Path A路径传输时间，对本轮传输分配的发送量进行调整，将调整后的发送量分配给Path A；向Path B路径分配的发送量为剩余的发送量；在完成本轮传输后，记录下WIFI路径完成传输的时间与tc的差D。本发明的优点在于基于双子流对传的思想能够充分利用多物理接口的性能，考虑实际异构无线网络的状态变化，最终实现传输性能和流量资费的平衡。

技术领域

本发明涉及计算机网络传输控制领域，进一步地，本发明涉及一种针对在异构无线网络中视频流点播的多路径QUIC数据传输(Multipath QUIC,MPQUIC)调度器在智能终端设备上的资费优化方法和系统。

背景技术

现有的智能设备通常具备多个物理网络接口，例如智能手机上的蜂窝无线网络接口和802.11WiFi接口。可以同时利用这些接口来加速网络传输，来保障网络的稳定性，提高网络连接的鲁棒性是一个重要的研究领域。

QUIC(Quick UDP Internet Connection Protocol)是计划替代传统TCP(Transmission Control Protocol)传输协议的用户层协议具体实现，而MPQUIC是QUIC协议的拓展，主要目的是实现QUIC传输协议并行利用多种网络接口的能力。互联网工作任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)已经发布了MPQUIC协议的标准。具体的，在MPQUIC的发送方，将从应用进程接收到的数据分发到不同的子路径的STREAM上以推向网络。而在接收方，MPQUIC将从不同子路径接收到的数据重组后交付给应用进程。

如图1，MPQUIC在QUIC协议之上加上管理层，以实现路径管理、可靠数据传输、数据包调度和拥塞控制。MPQUIC使用路径标示(Path ID)显式地指定一条连接，并在每个数据包的公共标头中包含发送数据包的Path ID。这一点继承自QUIC的连接迁移特性。即，不使用源/目的网络地址和端口四元组指定路径，而是使用连接标示(Connection ID)。这样做的好处是当源/目的网络地址和端口发生变化时，连接不会中断。例如当网络地址转换协议(Network Address Translation,NAT)重新绑定时，路径连接不必中断。协议可以通过路径ID记录当前该链路的状态，如：往返时间(Round-Trip Time,RTT)、丢包率、拥塞情况等等。MPQUIC具有可靠的数据传输机制。其底层依赖于QUIC的可靠数据传输，使用加密数据帧(Encrypted Frame)来传输数据。数据帧由不同的流(Stream)进行管理，包括拥塞控制，流量控制等。每个数据帧由流编号(Stream ID)和数据包偏移信息(Offset)组成，这些信息被接收端用来对数据进行重组。而在MPQUIC中，每条路径都维护自己的数据包号空间。MPQUIC还在确认字符(Acknowledge Character,ACK)的数据帧中加入Path ID字段，目的是让接收端能够识别不同路径上的数据包。MPQUIC具有路径管理功能。MPQUIC使用一个路径管理器来控制路径的创建和删除。MPQUIC在一条路径上执行加密握手，完成后，MPQUIC将在其他网络接口打开新的路径。MPQUIC借助QUIC的特性，在完成第一条路径建立后，可在后续路径建立握手的时候，直接将数据包放入握手所用的数据包载荷内进行传输。MPQUIC具有数据包调度功能。当应用进程的数据包到达时，调度器(Scheduler)需要决定如何将数据包分发到各个子路径上进行传输。具体来说，调度器具有两个功能：(a)在一组QUIC子路径中选择一个可用的子路径；(b)考虑网络的状态，决定数据包的发送方式。数据包调度器是多路径协议核心功能，将直接影响协议的性能表现。