[發(fā)明專利]基于歷史特征的FAST TCP公平性改進(jìn)算法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210413736.2
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102970329A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳曉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東石油化工學(xué)院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 茂名市穗海專利事務(wù)所 44106
• 代理人: 李好琚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高速網(wǎng)絡(luò)傳輸控制協(xié)議算法改進(jìn)領(lǐng)域，具體說是一種提高高速網(wǎng)絡(luò)?

傳輸協(xié)議控制系統(tǒng)的基于歷史特征的FAST?TCP公平性改進(jìn)算法。

背景技術(shù)

FAST?TCP(?Fast?Active?queue?management?Scalable?Transmission?Control?Protocol,簡稱FAST)是針對下一代高速網(wǎng)絡(luò)提出的一種新型傳輸控制協(xié)議；在高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,?FAST連接將在源端估側(cè)的最小往返延時?(Round-Trip?Time,簡稱RTT)作為傳播延時,以當(dāng)前RTT和傳播延時之差作為瓶頸鏈路的排隊延時,計算FAST連接實際留在瓶頸鏈路緩沖區(qū)的分組個數(shù)；然后,FAST連接以期望留在瓶頸鏈路緩沖區(qū)分組的個數(shù)為平衡點,根據(jù)實際留在瓶頸鏈路緩沖區(qū)的分組個數(shù)距離平衡點位置的遠(yuǎn)近,非線性地調(diào)整擁塞窗口大小變化的快慢,不需要網(wǎng)絡(luò)層中間節(jié)點參與,主動控制留在瓶頸鏈路緩沖區(qū)隊列長度,從而主動避免了緩沖區(qū)隊列溢出和擁塞現(xiàn)象的出現(xiàn),?取得了更好的穩(wěn)定性和更充分的瓶頸鏈路使用效率,其帶寬利用率可達(dá)90%以上；?

由于FAST連接將源端獲得的最小RTT作為傳播延時,因而網(wǎng)絡(luò)中已存在處于平衡狀態(tài)下舊FAST連接時,新建的FAST連接將獲得比實際傳播延時更大的傳播延時；由于新、舊連接估測到不同的傳播延時,在新、舊FAST連接具有相同RTT的情況下,新FAST連接會得到更小的排隊延時,從而導(dǎo)致新FAST連接將會獲得更多的瓶頸鏈路帶寬,從而使得新、舊連接長時間表現(xiàn)出嚴(yán)重的不公平性；因此,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中已存在處于平衡狀態(tài)下舊FAST連接時,如何使新、舊FAST連接公平分配瓶頸鏈路帶寬,是FAST協(xié)議需要解決的關(guān)鍵問題；

譚連生提出一種改進(jìn)每個FAST連接第一個包排隊優(yōu)先級算法,該算法將每個連接發(fā)送的第一個包設(shè)置高優(yōu)先級,使得該包經(jīng)過瓶頸鏈路時不需要參與排隊直接發(fā)送,從而根據(jù)第一個包的RTT得到該連接的準(zhǔn)確的傳播延時；該算法確實能獲得準(zhǔn)確的傳播延時和保證FAST協(xié)議的公平性,但存在部署方面的問題；?Tony?Cui指出了在沒有路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的幫助下,短時清空瓶頸鏈路端緩沖空間的排隊隊列(以后簡稱隊列)是FAST源端獲得準(zhǔn)確傳播延時的唯一方法；因此提出了對每個新建立的連接,當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡點后采取暫時的回退策略,該算法降低了系統(tǒng)穩(wěn)定性和利用率；?Migule?R提出了一種利用源端局部信息準(zhǔn)確估計傳播延時的改進(jìn)算法,,但該方法只對新建立一個連接時有效,若同時到達(dá)多個新連接,就無法利用局部信息計算舊連接數(shù)和瓶頸鏈路傳輸流量,無法獲得準(zhǔn)確的傳播延時；并且由于在提高新連接發(fā)送速率時,無法同時保證舊連接不發(fā)生響應(yīng),因而該算法本身也存在一定誤差；?陳曉龍?zhí)岢隽艘环N協(xié)同改進(jìn)FAST?公平性算法,在各FAST連接無法直接通信的情況下,充分利用源端獲得的局部信息,協(xié)同確定同步回退時鐘和最小回退因子,實現(xiàn)短暫同步回退,清空緩沖隊列長度,確保快速獲得準(zhǔn)確的傳播延時和FAST協(xié)議的公平性；但該算法需要失去一些系統(tǒng)的穩(wěn)定性,且算法復(fù)雜度較高；

綜上所述可知,根據(jù)FAST協(xié)議計算傳播延時的方法,目前還沒有很好的辦法使得新FAST連接能夠快速準(zhǔn)確估測到和舊連接估測相同的傳播延時,但舊連接卻是很容易測得和新連接一樣的傳播延時；只要新連接估測到和舊連接相同的傳播延時,新、舊連接就能夠公平的分配帶寬；因此,為了實現(xiàn)新、舊連接的公平性,本發(fā)明提出了一種改進(jìn)FAST連接計算傳播延時的算法；在各連接無法通信的情況下,該改進(jìn)算法利用新連接建立時舊連接會表現(xiàn)出RTT逐步增大和擁塞窗口逐步變小的特征，當(dāng)舊連接發(fā)現(xiàn)這一特征出現(xiàn)時,表明此時有新連接建立,各舊連接就放棄原來的傳播延時,同步計算新的“傳播延時”,從而使新、舊連接具有相同的“傳播延時”,公平的分配瓶頸鏈路帶寬；

發(fā)明內(nèi)容

針對FAST?TCP協(xié)議存在的公平性問題，即新建的FAST?TCP連接估測的傳播延時和已存在的舊FAST?TCP連接估測的傳播延時不同,因此新、舊連接無法公平的分配瓶頸鏈路的帶寬，提出了一種基于歷史特征的FAST?TCP公平性改進(jìn)算法。?

本發(fā)明提供的基于歷史特征的FAST?TCP公平性改進(jìn)算法，包括如下步驟：?

步驟1:在原有FAST?TCP算法基礎(chǔ)上定義如下4種狀態(tài)：

初態(tài)：FAST?TCP連接建立階段；

終態(tài)：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束,FAST?TCP連接釋放；