[发明专利]一种卫星网络中跨层拥塞控制方法

摘要

卫星网络中跨层拥塞控制的设计方法是一种卫星网络中使用跨层设计增强TCP性能的解决方案。主要用于解决因卫星网络的高误码环境对TCP的影响，使得TCP能够及时地预测拥塞并能正确判断网络拥塞和误码造成的数据包丢失，属于卫星网络的拥塞控制领域。它应具有如下特征：本发明是使TCP层与链路层实现跨层交互，使得链路层中的队列状态能够传递给TCP层，使得TCP层能够根据队列的状态来判断链路的拥塞状况，从而采取相应的策略，最终达到提高TCP性能的效果。

主权项

1.一种卫星网络中跨层拥塞控制设计方法，其特征在于实现传输层TCP与链路层的跨层设计，使TCP能够预测拥塞并能正确判断出误码和拥塞产生的丢包以及时地调整发送窗口，其中TCP层设计步骤如下：步骤1. 当传输层收到一个新包时，对确认报文ack类型进行判断，如果不是ack包则退出，步骤2. 判断收到的新包是否是上次连接的尸体包，如果是尸体分组，释放该分组内存并退出，步骤3. 收到的如果是ack包，将ack包数加1，并记录对端发此ack包时的时间，步骤4. 如果本ack包的序号大于上次记录的ack序号，表示是新的ack，将拥塞窗口加1，然后开始下一次传输，拥塞窗口随着传输次数按指数规律增长；当拥塞窗口增长到慢开始门限值时，就改为执行拥塞避免算法，拥塞窗口按线性规律增长，步骤5. 如果收到一个或两个重复的ack，只采用重传策略，即当计时器设置的重传时间到时还没有收到确认，就重传这一报文段，步骤6. 当收到三个或以上重复的ack时，如果链路层传来的拥塞标志显示为链路拥塞，即拥塞标志位为1时，调用快速重传策略，即源端不必等待 RTO 超时，立即重传丢失的数据包，同时将慢启动阈值设置为当前拥塞窗口大小的一半，并且将拥塞窗口减为原来的一半，否则只采用重传策略，链路层中实现跨层设计的步骤如下：步骤7. 在收到数据包的时候，判断平均队列长度Qavg的值，当小于随机早期检测算法RED预先设定的门限Qmin的时候，继续判断总的报文到达速率A，若总的报文速率A小于输出链路的带宽C，将分组放入队列，并将拥塞标志设置为非拥塞；否则，以概率P=1-C/A丢弃数据包和设置拥塞标志为拥塞，步骤8. 当Qavg的值大于等于Qmin，并小于Qmax时，若总的报文速率A小于输出链路的带宽C，调用函数计算概率P，以概率丢弃分组，并将拥塞标志设置为非拥塞；否则，P取1和  1-C/A+中较小值，然后以概率P丢弃数据包和设置拥塞标志位，步骤9. 当Qavg的值大于等于RED预先设定的门限Qmax的时候，若总的报文速率A小于输出链路的带宽C，调用函数计算概率P，以概率丢弃分组和设置拥塞标志位；否则，直接丢弃到达的数据包，并将拥塞标志设置为拥塞。