[發明專利]用于網絡上的基于速率的分組傳輸的系統和方法

有效

• 申請號: 201680061982.2
• 申請日: 2016-10-18
• 公開（公告）號: CN108353032B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: M·K·泰斯蒂西奧格魯;M·米拉拉帕
• 申請（專利權）人: 思杰系統有限公司
• 主分類號: H04L47/12
• 分類號: H04L47/12;H04L47/25
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;李科

本文描述了用于控制數據傳輸的裝置。該裝置包括分組引擎，其被配置為獲得關于鏈路上的第一數據分組的流的數據并且確定該流的傳輸通信協議(TCP)特征。該裝置還包括數據傳輸控制器，其被配置為接收第二數據分組，基于TCP特征來確定傳輸速率，以及基于一個或多個標準來確定是否使用基于速率的數據傳輸控制來控制第二數據分組的傳輸。數據傳輸控制器還被配置為響應于確定基于速率的數據傳輸控制將被用于控制第二數據分組的傳輸，使得分組引擎以組的形式傳輸第二數據分組，其中第二數據分組的每個組的傳輸時間是基于傳輸速率確定的。

背景技術

在網絡環境中，當鏈路或網絡節點(例如，路由器)由于大量數據分組而過載時可能發生網絡擁塞，這可能導致相當大的傳輸延遲。此外，由于網絡節點不能處理數據分組并且被迫丟棄數據分組，因此可能導致大量的數據分組丟失。所有這些都可能導致網絡性能的嚴重退化。

存在各種可用于避免使網絡過載并改善網絡性能的方案。例如，傳輸通信協議(TCP)提供了許多擁塞控制機制，其包括使用擁塞窗口來控制發送到網絡中的數據量。擁塞窗口可以定義在一個網絡往返時間(RTT)內可被傳輸到網絡中的數據的最大大小。可以基于發送設備傳輸數據分組與發送設備從接收設備接收到對所傳輸的數據分組的確認之間所經過的時間來測量RTT。基于網絡具有傳輸更多數據分組的能力的指示(例如，數據分組通過網絡的成功的先前傳輸，這可以由接收到對應于所傳輸的數據分組的確認來指示)，可以增加擁塞窗口以允許更多的數據被發送到網絡中。基于網絡擁塞的指示，也可以減少擁塞窗口以允許更少的數據被發送到網絡中。這樣的指示可以基于檢測到分組丟失，例如，基于接收到一定數量的重復確認、選擇性確認(SACK)，當反映RTT的估計的計時器在接收到確認之前到期等。TCP擁塞控制機制還包括重傳算法，其中當存在數據分組丟失的指示時重傳數據分組。此外，TCP還允許延遲確認，其中可以(響應于接收到數個數據分組)將數個確認合并成單個確認，以減少協議開銷。

前述TCP擁塞控制機制基于許多假設而運行。這樣的假設可以包括：例如，1)瓶頸節點(例如，路由器)的帶寬保持不變；2)連接延遲的變化指示分組在瓶頸節點處排隊，這指示網絡擁塞；3)分組丟失通常是對網絡擁塞的指示，并且歸因于網絡擁塞；4)分組重新排序(這也可能導致重復確認)是一種稀有事件，并且可以在幾個分組內檢測到；以及5)只有當延遲確認算法是主動的才觀察到延遲確認，并且延遲確認被限制為針對最多兩個分組有一個確認。

在諸如無線網絡(例如，WiFi、LTE等)的某些類型的網絡上，大多數(如果不是全部)前述假設可能不準確。例如，在LTE網絡中，由于部署在較低層的信道/載波聚合技術，帶寬可以變化。此外，由于在媒體訪問控制(MAC)和無線電鏈路控制(RLC)層的重傳機制，可能存在連續的延遲變化。還觀察到，在信道和載波聚合/解聚時，延遲激增到大量的常規路徑延遲。而且，可以觀察到基于MAC和RLC配置的大量無序分組。此外，無線網絡中頻繁發生隨機數據分組丟失，這不一定歸因于網絡節點由于擁塞而無法處理數據分組。因此，隨機數據分組丟失通常不是這種網絡中網絡擁塞的可靠指標。

所有這些不準確的假設可能導致分組丟失的錯誤確定和/或網絡擁塞的錯誤確定。例如，隨機數據分組丟失可能被錯誤地解釋為指示網絡擁塞。而且，在一些無線標準(例如，4G)下，接收設備可以發送延伸確認，其可以覆蓋多達一個完整RTT值的數據，但不會在發送數據的一個RTT內到達。延遲接收延伸確認可以以多種方式影響TCP擁塞控制機制的運行。首先，在TCP擁塞控制機制下，擁塞窗口的調整和下一組數據分組的傳輸都由接收到對先前傳輸的數據分組的確認來觸發，并且可以通過延遲接收對應于那些先前傳輸的數據分組的延伸確認來推遲，這導致網絡資源利用不足。其次，在發生擁塞相關的分組丟失的錯誤確定的情況下，例如當延伸確認由于生成延伸確認的數據的累積而不是由于網絡擁塞而比預期RTT到達更晚時，可能導致擁塞窗口大小的不必要的減少以及數據分組的重傳。因此，網絡性能可能惡化。

發明內容