[發明專利]基于環境感知的數據傳輸方法及裝置

有效

• 申請號: 201410637271.8
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104378420B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 吳子章;劉申;于闖
• 申請（專利權）人: 東軟集團股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本發明涉及網絡通訊技術領域，更為具體地，涉及一種基于環境感知的數據傳輸方法及裝置。

背景技術

目前，對于外部設備傳輸數據的高效算法有很多，其中，對環境具有自適應功能的主要是緩存調度算法，這類算法主要考慮在現有資源條件下，盡可能高效快速地將數據在外部設備與主機之間進行傳輸，而忽略數據傳輸過程對主機關鍵性能的影響，例如，當主機插上USB等傳輸設備進行數據傳輸時，會不可避免地導致系統響應速度變慢。

從計算機系統性能的角度考慮，當系統插上USB設備進行大量數據傳輸時，系統的資源尤其是緩存將被大量地占用。目前的緩存調度算法，通常都是通過對當前系統狀態進行評估來調節系統的緩存分配。這類方法對于比較穩定的運行環境還是有效果的，但是對于外部環境瞬息萬變的網絡安全設備來說，其調節效率由于受到瞬時數據流量等因素影響大大降低；因為，這類方法主要是在外部環境變化時對系統進行調節，由于系統外部環境是快速變化的，使得剛調節好的策略還沒來得及使用，外部環境再次發生變化。所以，目前的緩存調度算法在網絡安全產品的外部設備進行數據大量傳輸時存在以下兩個問題：

(1)響應的延遲。緩存調度算法只是針對當前系統狀態進行調節，該調節適用于此刻場景卻未必適用于下一刻的場景，而隨時變化的外部環境會使得這種調節機制不能及時地適應瞬時多變的外部環境。圖1示出了基于緩存調度算法進行數據傳輸的系統調節延遲結構。如圖1所示，在外部環境不斷變化的過程中，主機接收到的反饋信息為環境狀態A，該狀態下的調節在返回時，當前環境狀態已經從A變化到D，針對環境狀態A所做的調節已經不適于當前環境狀態D。

(2)狹義的局部最優化。通常的緩存調度算法都是針對如何高效地利用系統緩存來進行緩存調度，而對外部設備利用大量緩存的情況，通常的緩存調度算法缺少對主設備與外部設備之間緩存利用的調節，這種方式往往會導致緩存占用的失衡，無法保證主設備的主要功能不受外部設備傳輸數據的影響，例如，某些時刻會話不能成功建立。圖2示出了基于緩存調度算法進行數據傳輸的緩存占用失衡結構。如圖2所示，在外部設備數據傳輸過程中，隨著進程的不斷增加，外設緩存、空閑緩存和進程占用的比例明顯失衡，進而無法保證主設備的主要功能不受外部設備傳輸數據的影響。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種基于環境感知的數據傳輸方法及裝置，以解決現有緩存調度算法在外部設備傳輸大量數據時，出現的系統調節延遲及緩存占用失衡等問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種基于環境感知的數據傳輸方法，包括通過模擬系統狀態獲得系統在每一種狀態下的緩存調節行為；具體包括：根據系統所處的流量環境將系統狀態進行分類，并監控分類后的各類系統狀態在進行數據傳輸時的狀態變化，根據各類系統狀態的狀態變化確定對應的緩存調節行為；根據模擬系統狀態所獲得的系統在每一種狀態下的緩存調節行為，確定與當前實際運行的系統狀態所對應的緩存調節行為，根據與當前實際運行的系統狀態對應的緩存調節行為，對當前實際運行的系統狀態下的緩存進行調節。

其中，在監控分類后的各系統狀態在進行數據傳輸時的狀態變化的過程中，監控各類系統狀態下的日志存儲空間、會話、策略、CPU用戶態與內核態的占用情況、在線用戶與實時流量和內存信息。

其中，還包括根據當前實際運行的系統狀態及實時的數據流量，對當前實際運行的系統狀態的下一狀態進行預測，并根據與預測的系統狀態對應的緩存調節行為，對預測的系統狀態下的緩存進行調節。

其中，在對當前實際運行的系統狀態的下一狀態進行預測的過程中，計算預測的系統狀態與實際運行的系統狀態的誤差，根據對誤差的變化趨勢進行評價，調節預測函數；其中，

預測函數為：

其中，P(Y|X)表示當前系統狀態為X而下一狀態為Y的條件概率，P(||X-Y||)表示不同狀態之間進行跳轉受狀態之間距離影響的概率因子，x_i表示當前系統狀態參數，z_J表示當前系統流量參數，N表示當前系統狀態參數的個數，M表示流量參數的個數，k_i表示當前系統狀態參數的調節因子，Δl_i為當前系統狀態參數的反饋調節因子，m_J為流量參數的調節因子，Δn_J為流量參數的反饋調節因子。