[發明專利]改善TCP傳輸性能的衛星鏈路系統及其使用方法有效

申請號：	201210272660.6	申請日：	2012-08-01
公開（公告）號：	CN102820915A	公開（公告）日：	2012-12-12
發明（設計）人：	姜圳	申請（專利權）人：	北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司
主分類號：	H04B7/185	分類號：	H04B7/185
代理公司：	北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246	代理人：	朱琨
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摘要：
搜索關鍵詞：	改善 tcp 傳輸性能衛星系統及其使用方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于衛星通信技術領域，尤其涉及一種改善TCP傳輸性能的衛星鏈路系統及其使用方法。

背景技術

由于衛星通信具有覆蓋面廣、組網靈活、建網快和不受地理環境限制等優點，目前在廣域網的建設上，有部分鏈路會采用衛星鏈路。TCP/I?P是目前應用最廣泛的通信協議，其中傳輸控制協議(TCP)是面向連接的可靠協議。雖然在大多數情況下，TCP的擁塞控制策略是有效的，但由于衛星網絡固有的一些特性，如長延時、高誤碼率、網絡不對稱性等，都影響了TCP在高速數據傳輸中的性能。

在衛星鏈路上采用TCP協議進行高速數據傳輸時，會受到時延帶寬積（Delay?Bandwidth?Product,BDP）的“瓶頸”制約。在TCP協議中，從一端到一端(比如在主機A和主機B之間)所正在傳輸的數據量受數據包窗口大小的限制。當該窗口滿了以后，發送方就無法發送更多的數據，直到接收方確認已經接收了窗口中的部分數據。如果數據包窗口太小的話，勢必會限制數據從一方傳送到另一方并進行應答的速率，進而影響到整條鏈路的數據吞吐能力。在網絡延時比較小的鏈路，這個瓶頸出現的幾率很小，因為已經有很好的機制能允許TCP協議使用足夠大的數據報窗口，而且現在流行的操作系統也都實現了這些機制。然而，由于衛星鏈路具有比較大的網絡延時，因此，通常情況下的窗口設置，不能滿足衛星鏈路進行TCP高速數據傳輸的要求。有鑒于此，常用的TCP協議并不適合在衛星鏈路上進行高速的數據傳輸。

此外，TCP的慢啟動和擁塞控制行為也會引起在衛星鏈路上數據傳輸的低效率。這是由于TCP并不是總能利用最大窗口進行傳輸，也就是說，如果數據傳送在一段時間內比較正常的話，TCP窗口大小會逐漸變大，但一旦傳輸失敗的話其窗口大小會立即縮小。由于衛星網絡同時具有高帶寬和高延遲特性，這種行為就會導致帶寬的浪費從而延長數據的傳輸時間。

圖1是衛星鏈路的廣域網拓撲圖。如圖1所示，典型的衛星通信網絡通常由衛星主站，衛星小站，移動衛星站和地面網組成。當地面網的主機與衛星小站的主機進行TCP連接的數據傳輸時，由于衛星鏈路具有較長時間的延時，TCP將較長時間的物理延時認定為網絡出現擁塞，從而啟動了擁塞避免算法，降低了數據傳輸速率，這樣就導致TCP業務的帶寬利用率低的現象。通常通過修改TCP協議棧的窗口大小來避免TCP傳輸帶寬利用率低的現象，但是會導致被修改終端與其他網絡終端標準TCP協議的不兼容，因此這種方式實現比較困難。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種改善TCP傳輸性能的衛星鏈路系統及其使用方法，用以解決由于衛星鏈路特有的物理延時較長而導致的TCP性能惡化的問題。

為實現上述本發明的目的，本發明的技術方案是，一種改善TCP傳輸性能的衛星鏈路系統，包括衛星主站，衛星小站、衛星小站內網主機、地面網和地面網主機，其特征是所述衛星主站包括衛星主站代理服務器，所述衛星小站包括衛星小站代理服務器；

所述衛星主站代理服務器與衛星小站代理服務器通過隧道方式連接；

所述衛星主站代理服務器與地面網主機通過TCP方式連接；

所述衛星小站代理服務器與衛星小站內網的主機通過TCP方式連接；

所述地面網主機設定衛星主站代理服務器為地面網TCP傳輸協議的代理服務器；

所述衛星小站內網主機設定衛星小站代理服務器為衛星小站內網的TCP傳輸協議的代理服務器。

一種改善TCP傳輸性能的衛星鏈路系統的使用方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：建立改善TCP傳輸性能的衛星鏈路系統；

步驟2：以地面網主機/衛星小站內網主機作為發送端，以衛星主站代理服務器/衛星小站代理服務器作為發送端代理服務器，則衛星小站內網主機/地面網主機為接收端，衛星小站代理服務器/衛星主站代理服務器為接收端代理服務器；

步驟3：發送端通過TCP協議向發送端代理服務器發送TCP數據；