[发明专利]基于优先分级队列的MPQUIC数据包快速传输方法和系统

说明书

本发明提出一种基于优先分级队列的MPQUIC数据包快速传输方法和系统，包括：步骤1、发送端应用程序产生待发送的MPQUIC数据包，并将该数据包放入于该数据包的优先级相对应的调度队列中；步骤2、按照该数据包所处调度队列对应的调度策略，将该数据包传输至接收端缓存区；步骤3、该接收端缓存区按顺序排列该数据包，得到待运行数据和乱序队列大小，接收端应用程序按提取该待运行数据，以完成该数据包对应的服务，得到服务质量；步骤4、根据该乱序队列大小和/或该服务质量，更新优化该调度策略。相比于传统的单一调度方式，本发明可以使得数据包调度算法与实际应用场景和用户需求相结合，并且利于之后数据包调度算法整合。

技术领域

本发明涉及计算机网络传输控制领域，并特别涉及一种基于优先分级队列的MPQUIC数据包快速传输方法和系统。

背景技术

QUIC(Quick UDP Internet Connections)是一种基于UDP(User DatagramProtocol)协议的低时延互联网传输协议，自国际互联网工程任务组(IETF)提出标准化草案以来，QUIC便受到了业界的广泛关注。这也意味着QUIC开始了它的标准化过程，成为新一代应用层传输层协议。以Google为主的互联网企业希望使用这个协议来替代TCP协议，以加快视频流量和网页传输的速度。近期，IETF的HTTP及QUIC工作小组正式将基于QUIC协议的HTTP(HTTP over QUIC)重新命名为HTTP/3以作为HTTP/2的下一代规范。

现在的无线通信设备通常都具备多个物理网络接口用于传输数据。为了实现网络的容错冗余与热插拔，这些网络接口都使用不同物理实现的网络(例如：有线、WiFi、4G/5G等)。用户的数据流首先下发到不同的网络接口，然后通过路由路径不重合的服务提供商网络进行传输。而使用传统的传输协议(TCP/UDP)和互联网协议(IP)的标准，用户在设备间传输数据时只能通过单个网络接口的IP地址，即只在一对源IP地址和目地IP地址间会话。为了并行的利用多个网络接口传输数据，RFC编号为6824中首次对传统的TCP协议进行了扩展并提出MPTCP协议，以支持数据流在多条路径上的并行传输。

同样，对于QUIC这种新协议，其在面对设备的多个网络接口时，Multipath QUIC的提出和完善也就显得日益重要。向诸如QUIC之类的协议添加多路径功能的主要动机有两个:第一个是汇集不同路径的资源为单个应用程序进程的连接传输数据。这对于在智能手机等多宿主设备上进行大型传输非常重要；另一个动机是提升连接出现故障时的恢复能力。在具有双宿主无线接口的移动主机上(例如：智能手机)，其中一个无线网络接口可能随时出现故障，用户希望他们的应用程序数据可以无缝切换到另一个无线接口上传输，而不会产生任何显著的性能下降。如图1所示，与MPTCP类似，MPQUIC的核心原理是在QUIC层上，增加了一层对用户透明的外壳。这个外壳为应用层的数据增加MPQUIC所需要的信号量，以完成对端协商与数据流的并行传输。MPQUIC的外壳主要包含：1.路径识别(PathIdentifcation)，2.可靠的数据传输(Reliable Data Transmission)，3.路径管理(PathManagemen)，4.数据包调度(Packet Scheduling)，5.拥塞控制(Congestion Control)等功能。