[發明專利]一種異構網絡環境下XCP帶寬預約方法

有效

• 申請號: 201310379517.1
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103414655A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 周海瑞;邵靜;王芳
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: H04L12/861
• 分類號: H04L12/861;H04L12/741;H04L12/423
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

技術領域

本發明涉及一種帶寬預約方法，特別是一種適用于TCP與XCP共存的異構網絡環境下XCP帶寬預約方法。

背景技術

互聯網中80%以上的數據流使用TCP（Transmission?Control?Protocol）協議。1988年V.Jacobson指出TCP協議在擁塞控制方面的不足，提出了慢啟動算法和擁塞避免算法。1990年出現的Reno版本增加了快速重傳算法和快速恢復算法，避免了網絡輕度擁塞時慢啟動算法過大減小擁塞窗口。TCP擁塞控制機制就由這4個核心算法組成。

隨著光纖網絡、吉比特以太網等接入技術的廣泛使用，互聯網的帶寬顯著增加。最新研究發現，隨著網絡帶寬的增加，TCP性能嚴重下降且趨于不穩定，難以發揮原有效能，成為實施各種新型網絡應用的巨大障礙。首先，保守的加性增加激進的乘性減少窗口調整策略是導致TCP在高速網絡中效率低下最主要原因。其次，擁塞窗口和丟包率之間的約束關系進一步限制了TCP獲取空閑帶寬的能力。最后，傳輸速率和往返時延之間的反比例關系導致TCP在高速網絡中存在著嚴重的公平性問題。

由于當前迫切的應用需求，以及TCP在高速網絡中的不足，各種新的擁塞控制算法不斷涌現，HSTCP，STCP，HTCP，BIC，FAST，VCP，MLCP，RCP，XCP等。特別是XCP（eXplicit?Control?Protocol）是一種新型擁塞控制協議，不再簡單地根據網絡負載劃分等級，而是根據各數據流請求的流量，將瓶頸鏈路帶寬公平地分配給每個數據流，并且顯式地反饋給發送端，從而實現流量控制，避免網絡擁塞。在未來的互聯網中，XCP是一個非常有競爭力的候選協議。但是XCP需要傳輸路徑上的所有路由器協同動作且只存在XCP流。考慮到TCP巨額的投資成本，只能逐步增量部署XCP協議。當XCP流和TCP流共存時，XCP流性能急劇下降，鏈路利用率顯著降低。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種異構網絡環境下XCP帶寬預約方法。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種異構網絡環境下XCP帶寬預約方法，包含以下步驟：

步驟1：隔離TCP非響應流；

步驟2：分別對XCP和TCP聚合流抽樣，估計XCP和TCP流數目；

步驟3：動態調整加權輪詢調度策略權值。

步驟（1）包括：

（11）將交換機輸出端口緩存空間劃分為兩個邏輯隊列：XCP隊列和TCP隊列，按照1:9～3:7的比例劃分輸出端口緩存空間，即XCP隊列占輸出端口總緩存的10%～30%，TCP隊列占輸出端口總緩存的90%～70%。XCP隊列占輸出端口總緩存的比例低至10%是為吸收XCP流啟動時的突發隊列，高至30%是為TCP流保留充足的緩存空間，優選為：XCP隊列占輸出端口總緩存的20%，TCP隊列占輸出端口總緩存的80%。

（12）檢測輸入數據包的頭部，根據協議字段將XCP數據包和TCP數據包分類，分別存入XCP隊列和TCP隊列。

步驟（2）包括：

（21）對XCP數據包和TCP數據包分類時，根據一定的抽樣率對最新到達的XCP數據包和TCP數據包分別抽樣；其中XCP數據包抽樣率p_x為0.1%～5%，TCP數據包抽樣率p_t為1%～10%。當鏈路帶寬大于100Mbps時，XCP數據包抽樣率p_x優化為0.1%，TCP數據包的抽樣率p_t優化為2%。

（22）以抽樣率p_x抽樣一個到達的XCP數據包，并將其存儲到一個XCP抽樣鏈表中，平均每到達1/p_x個XCP數據包抽樣一個XCP數據包，然后掃描XCP抽樣鏈表中數據包的流標識符構建抽樣頻率集合，根據捕獲再捕獲模型，得到關于XCP數據包的1-3階Jackknife估計器值，計算公式如下：