[發明專利]一種對擁塞控制算法的改進方法

在審

• 申請號: 201810673144.1
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN110650095A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 吳杰;黎文偉;嚴明;羅光圣
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04L12/801
• 分類號: H04L12/801;H04L12/803;H04L29/06
• 代理公司: 31268 上海元一成知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 吳桂琴

本發明涉及網絡傳輸領域，具體涉及一種對擁塞控制算法的改進方法，為解決現有網絡和協議方面存在的缺陷，本發明借鑒了排隊理論和自然界中的波動現象，將傳統的擁塞控制算法進行分段，并且保證其原始算法特性；所述分段的算法將各自是連續的，方便建立數學模型進行分析，在每段函數的交界處可以有極點存在，不論波長如何變化，均要保證整個算法的連續和收斂特性；本方法中，分段的函數也稱子函數，它們的累加將構成原始擁塞控制算法。本發明的改進方法可以應用于擁塞控制的各個層面，比如傳輸層的TCP、應用層的UDT、QUIC等，其中對用戶層的擁塞控制做改進能更好的實現方法，結合DPDK和SDN，并對帶寬的估計更加準確，這種擁塞控制改進所產生的效益將會更加明顯。

技術領域

本發明涉及網絡傳輸領域，具體涉及一種對擁塞控制算法的改進方法。

背景技術

報道公開了隨著互聯網的發展，網絡流量迅猛增長，互聯網越來越擁堵不堪。為了實現速率和帶寬的平衡，業界提出了許多算法，用來改進用戶體驗，例如BBR、Reno、QUIC、CUBIC、UDT等。這些算法是對TCP和UDP的綜合權衡結果。TCP/IP協議棧運行幾十年來，已經嵌入到了若干操作系統內核中，即使對TCP協議有改進的算法，也很難得到推廣，所以業界便對應用層的傳輸協議研究比較多。但是不管最近幾年流行的QUIC協議，還是TCP協議本身，它們均對改善全網的擁塞狀況，表現不佳。業內在提升帶寬利用率和用戶體驗的同時，還必須兼顧公平性。

業內知悉，擁塞控制是一個系統工程，必須結合全網的帶寬資源、流量和鏈路狀況、服務器端的系統開銷、BDP、協議算法等方面做全面分析，達到一個綜合的平衡結果。目前在應用層實現這種平衡的算法很多，比如博弈均衡理論等，但這些算法的共同特點是適應性不強、業務場景不夠多樣化、收斂速度不夠快等。

從全網宏觀和統計學的角度看，網絡流量呈現總體上的波浪狀況，像潮汐般起起伏伏，在流量從波峰到波谷的這段時間，網絡帶寬是有足夠的余量的，但受限于當前的擁塞控制機制，即遇到擁塞時要減少發送速率，必須一段時間后才能發送窗口擴大，實踐中，在流量從波峰跌落到波谷的這段時間，還是可以保證部分業務流量不受影響，甚至增加發送速率利用這部分帶寬，進而從總體上使網絡流量平滑成一條直線，一條接近網絡帶寬上限的直線。為了實現公平性、帶寬利用率、時延、速率的綜合優化，本發明擬提供一種對擁塞控制算法的改進方法。本發明的算法借鑒了排隊理論和自然界中的波動現象。本發明的改進方法可以應用于擁塞控制的各個層面，比如傳輸層的TCP、應用層的UDT、QUIC等，其中對用戶層的擁塞控制做改進能更好的實現方法，結合DPDK和SDN，并對帶寬的估計更加準確，這種擁塞控制改進所產生的效益將會更加明顯。

發明內容

本發明的目的在于克服現有傳輸協議中擁塞控制方面存在的不足，提供一種對擁塞控制算法的改進方法，以達到盡可能提高網絡帶寬利用率和網絡性能的目的。