[發明專利]利用以太網緩存隊列長度預測UDP擁塞程度的方法

在審

• 申請號: 201811346920.3
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109347702A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 趙昶宇
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/24;H04L12/801
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發明涉及一種利用以太網緩存隊列長度預測UDP擁塞程度的方法，屬于網絡通信技術領域。本發明首先建立UDP數據包發送緩存隊列，根據當前UDP數據包發送緩存隊列的長度與緩存隊列的最佳長度的偏差程度定義擁塞級別，并將UDP擁塞級別劃分為空閑和擁塞兩種。然后根據擁塞級別和擁塞判斷方法調整發送速率，為保證UDP發送速率的調整更為平滑，降低速率控制中存在的抖動性，采用和式增加和和式減少的自適應參數控制方法調整發送速率，有效的緩解了網絡擁塞。

技術領域

本發明屬于網絡通信技術領域，具體涉及一種利用以太網緩存隊列長度預測UDP擁塞程度的方法。

背景技術

近年來，IP電話、網絡視頻會議以及遠程教育等試試流媒體應用大量增多，這些應用大多采用UDP協議進行傳輸。而UDP協議是一種無連接協議，它在傳輸速度上有一定的優勢，但也存在著缺乏擁塞控制機制和傳輸可靠性差的問題。網絡擁塞會導致多種網絡傳輸性能大幅度變差，例如吞吐量下降，通訊時延加大，丟包率增大等，嚴重時甚至會導致整個網絡系統崩潰。因此，為UDP協議集成一種良好、有效的擁塞控制方法既對工業網絡有著重要實際意義，也有著十分重要的研究價值。

目前最常見的檢測UDP擁塞方法有：

1)基于丟包率的控制

這種擁塞控制的基本思想是接收端每收到N個包或每隔T秒向接收端發送一個網絡丟包率的評估報告，發送端根據返回的丟包率來評估網絡擁塞程度，據此調整發送速率。該方法是在網絡發生擁塞后采取的措施，不能作為擁塞的檢測；并且這種定時時間間隔的大小直接影響擁塞的控制效果。

2)基于往返延時RTT的擁塞控制

該方法通過定時在發送端發送探測組來估計下一時間的RTT，雖然理論上可以做到網絡擁塞的早期檢測，但在實際網絡中RTT是很難計算準確的，并且它還存在著鏈路上的不對稱性，不能反映單向鏈路上的網絡狀況問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何設計一種預測UDP擁塞程度的方法，能夠在初期檢測到網絡擁塞并對傳榆速率進行有效的控制，提高網絡資源的利用率，降低數據包的丟包率。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種利用以太網緩存隊列長度預測UDP擁塞程度的方法，包括以下步驟：

S₁：計算緩存隊列的最佳長度

在基于UDP協議進行網絡傳輸時，發送端首先建立一個發送緩存隊列，在發送之前將要發送的每一包報文存入所述發送緩存隊列中，修改所述發送緩存隊列的長度，在發送完報文后，在發送端收到接收端反饋的確認報文時，則發送端將該報文移出所述發送緩存隊列，并修改所述發送緩存隊列的長度，若每次發送時，所述發送緩存隊列的長度越來越長，表明網絡出現擁塞現象；反之，表明網絡處于空閑狀態，在以太網處于既不空閑也不擁塞狀態下緩存隊列的最佳長度L₀；

S₂：定義UDP擁塞級別

令Length為當前UDP數據包發送緩存隊列的長度，根據當前UDP 數據包發送緩存隊列的長度與緩存隊列的最佳長度的偏差程度L₀定義UDP擁塞級別；

按下表將擁塞級別劃分為以下兩個等級：