[发明专利]一种时延约束感知的最小化端到端时延的流量分配方法

摘要

本发明涉及一种时延约束感知的最小化端到端时延的流量分配方法。现有流量分配方法没有考虑实时流媒体的时延约束特性，会传输无意义的超时数据。本方法首先动态监测获取端到端路径的状态，从数据传输过程出发，分析各路径完成所分配流量传输的端到端时延。本发明方法对实时流媒体的时延约束进行感知，若在时延约束内路径传输能力不足，则放弃部分数据传输，只对部分数据进行流量分配传输，避免带宽资源浪费；若在时延约束内路径传输能力充足，则对各路径进行流量分配使得完成数据传输的端到端时延最小。本发明方法综合考虑了并行多路传输中各条路径的状态参数，对实时流媒体的时延约束进行感知，避免无意义的数据传输，防止造成带宽资源的浪费。

主权项

1.一种时延约束感知的最小化端到端时延的流量分配方法，其特征在于，该方法的具体步骤是：步骤1.设发送端与接收端之间存在N条路径，n表示一条传输路径，表示所有传输路径的集合；π_n步骤2.获取各条路径的可用带宽w_n，单向时延丢包率π_n以及发送缓存队列长度Q_n；通过pathChirp算法获取w_n，通过数据包中的时间戳信息获取通过统计丢失数据包个数与发送数据包个数获取；步骤3.设一个新的流量分配周期内，实时流媒体应用产生的总流量为R，分配到路径n上的流量为R_n，流量分配向量R＝{R₁,R₂,...,R_N}；设路径n完成R_n传输的端到端时延为完成总流量R传输的端到端时延d^E2E应等于各条路径完成其分配流量传输的端到端时延的最大值，即步骤4.由三部分组成，分别为R_n在路径n发送缓存队列中的排队时延发送时延以及在网络中的单向传输时延计算：排队时延发送时延单向传输时延其中pn为路径n作为重传路径的概率，pn之间满足关系，p₁+p₂+...+p_N＝1，S为每个数据包的大小；记每条路径的固定时延为步骤5.设实时流媒体的时延约束为C，令集合m表示中一条传输路径，从中删除的路径，并将中剩余的路径按照从小到大进行排序，得到新的路径集合对于路径且由于在该路径上分配的流量R_m必定无法在时延约束内到达接收端，因此，其分配流量R_m＝0；步骤6.若表明在时延约束内集合中路径的传输能力无法满足R的需求，进入步骤7；若表明在时延约束内集合中路径的传输能力能够满足R的需求，跳至步骤8；步骤7.该情况下，由于无法在时延约束内到达接收端的数据对实时流媒体没有意义，对其传输反而会造成带宽资源的浪费，因此，放弃R中部分数据的传输，对中每条路径分配流量使其传输的端到端时延等于时延约束C；此时，传输的总流量等下一个流量分配周期到来，返回步骤2；步骤8.该情况下，为了使得完成R传输的端到端时延d^E2E最小，应使各条路径其完成分配流量R_m传输的端到端时延的最大值最小，即步骤8.1.记集合中最大的路径为M；若满足则表明前M‑1条路径即能满足R的传输需求，进入步骤8.2；若满足则前M‑1条路径无法满足R的传输需求，跳至步骤8.3；步骤8.2.该情况下，路径M分配的流量R_M＝0，将路径M从集合中删除，返回步骤8.1；步骤8.3.该情况下，将流量R分配到当前集合中的各条路径，使得各条路径完成R_m传输的端到端时延相等，进而使得d^E2E最小；此时，完成总流量R传输的端到端时延等待下一个流量分配周期，返回步骤2。