[发明专利]一种基于QUIC的数据传输控制方法、系统和设备

说明书

本发明公开了一种基于QUIC的数据传输控制方法、系统和设备，属于通信技术领域，包括：S1、QUIC代理服务器根据无线接入点反馈的无线链路状态信息，采用预构建好的最佳ACK发送频率获取模型，得到无线接入点反馈的无线链路状态信息所对应的最佳ACK发送频率；S2、QUIC代理服务器将最佳ACK发送频率的倒数写入QUIC的ACK_FREQUENCY帧的对应字节位后，将ACK_FREQUENCY帧发送至终端设备；S3、终端设备接收到ACK_FREQUENCY帧后，按照ACK_FREQUENCY帧指定的规则将ACK帧发送给内容服务器；S4、内容服务器接收到ACK帧后，启用QUIC连接中的Pacing功能发送业务数据给终端设备；本发明可以根据无线链路状态信息自适应地选择最优的ACK发送频率，在保证吞吐量的前提下，大大降低了通信开销。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更具体地，涉及一种基于QUIC的数据传输控制方法、系统和设备。

背景技术

Google在用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)基础上，提出了快速UDP互联网连接(Quick UDP Internet Connection，QUIC)技术。其关键在于“快速”，与当前追求高速率的无线通信网络相适应。QUIC为提供可靠传输流，也引入了TCP的确认应答机制。由于QUIC传输底层封装为UDP数据包格式并且发送、接收和处理UDP数据可能是CPU密集型的，当QUIC连接中ACK发送频率过高时，使得CPU开销过高，降低了能量受限终端设备的使用时长。另外，对于严重不对称的链路或上下行存在争用的无线链路场景，如长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)、卫星链路和Wi-Fi等，当反向带宽由ACK填充时，数据方向上的连接吞吐量受到限制。当遍历这些链接时，降低ACK的发送频率可以使连接吞吐量进一步扩展。针对ACK发送频率的优化，存在如下挑战：(1)接收方需要对收到的数据包发送ACK，但可以延迟发送这些确认。确认延迟会影响数据发送方的连接吞吐量、丢失检测和拥塞控制器性能，以及数据发送方和数据接收方的CPU利用率。(2)发送方向接收方发送ACK_FREQUENCY帧存在固有的权衡。

现有技术中，通用的QUIC连接中采用默认1:2的固定ACK发送频率，即接收端接收2个ACK诱发包，发送1个ACK。在具有严重不对称的链路中，也有研究者将ACK发送频率设置为1:10，以提高链路利用率，降低传输成本。但固定的较低的ACK发送频率无法适应QUIC拥塞控制的慢启动过程。于是研究者提出了分阶段设置ACK发送频率的策略，在数据传输的前100个数据包设置ACK发送频率为1:2，以保证拥塞控制的慢启动阶段正常运行，在慢启动之后设置ACK比率为1:10。但1:10的ACK发送频率并不能适用于所有网络，因此仍需要进一步设计新的数据传输控制方式，根据无线链路状态信息自适应地选择ACK发送频率，降低通信开销，提高QUIC连接的性能。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种基于QUIC的数据传输控制方法、系统和设备，其目的在于解决QUIC连接可靠数据传输中确认帧ACK发送频率过高而导致的通信开销过高的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于QUIC的数据传输控制方法，包括以下步骤：

S1、当终端设备与内容服务器建立QUIC连接传输业务数据时，QUIC代理服务器根据无线接入点反馈的无线链路状态信息，采用预构建好的最佳ACK发送频率获取模型，得到无线接入点反馈的无线链路状态信息所对应的最佳ACK发送频率；上述ACK发送频率为终端设备连续发送两个ACK的间隔中累计接收的ACK诱发包的数量的倒数；

S2、QUIC代理服务器将最佳ACK发送频率的倒数写入QUIC的ACK_FREQUENCY帧的对应字节位后，将ACK_FREQUENCY帧发送至终端设备；

S3、终端设备接收到ACK_FREQUENCY帧后，按照ACK_FREQUENCY帧指定的规则将ACK帧发送给内容服务器；