[發明專利]一種基于隊列緩存平衡因子的MPTCP傳輸控制方法

有效

• 申請號: 201910458276.7
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110266608B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 龐善臣;姚加敏;王珣;賀思程;張莉
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: H04L47/125
• 分類號: H04L47/125;H04L47/27;H04L49/9047
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1.一種基于隊列緩存平衡因子的MPTCP傳輸控制方法，包括以下部分：

A、提出緩存池平衡因子，構建ToR集群緩存平衡隊列，建立基于隊列緩存的平衡因子的ToR集群資源緩沖池系統；

B、提出基于隊列緩存平衡因子的數據分組流量負載平衡模型；

C、基于隊列緩存的平衡因子的MPTCP傳輸控制方法；

所述的部分A中，所述的平衡隊列Q為ToR緩沖池，并定義接收并暫存每條鏈路數據為進程P，總進程數為N^p＝n×k，每個平衡隊列下有k個進程；該系統中K個MPTCP連接共享n條瓶頸鏈路L的帶寬，帶寬都為C，流往返傳輸時延為T_i；

所述的部分B中，所述的數據分組流量負載平衡模型需要將數據分組流量分配到N^p個進程使n個平衡隊列負載均衡，且不產生吞吐量坍塌；根據平衡隊列因子ρ動態的調整子流擁塞窗口值，使得ToR集群不會發生吞吐量坍塌，且瓶頸鏈路被充分利用；該數據分組流量負載平衡模型旨在尋找一個分配方案使得以下約束優化問題成立，使得ToR集群N個進程接收并緩存的數據量等于發送端S總數據量，通過ToR集群交換機顯式地分配擁塞窗口值，將Q_i，ave公平的分配給經過的N^F個子流，通過ρ調節流分配的緩沖池大小，其中ρ∈[CT_i/Q_i,ave，1]；

其中

(2)Q_i,ave為平衡隊列i期望負載

(3)Q_i(M)為平衡隊列i上實際接收緩存的數據量

(4)任意MPTCP子流獲得擁塞窗口值為

(5)約束條件為B_i(M)≤0，i∈(0，1，2...,N^p-1))

所述的部分C中，所述的傳輸控制方法基于窗口的擁塞控制方法，分別對發送端S、ToR集群和接收端D進行設計，

其中

(1)發送端S：

發送端在發送數據包時初始化包頭中負責攜帶窗口值的window域，初始化為0xffff；收到ACK后，根據ACK包頭中攜帶的窗口值更新window域的值即發送端擁塞窗口值；

(2)ToR集群：

ToR集群主要負責基于平衡隊列公式維護流的數目N^F以及計算窗口值大小并賦給經過的數據包；每個ToR交換機維護經過進入端口的流數目，收到SYN包時，將流的數目加一，收到FIN包時，將流的數目減一；對于經過的數據包，判斷B_i(M)＞0，則對子流進行關閉，以不再接收數據分組，比較包頭中攜帶的window值和計算出的擁塞窗口值將較小值賦給window域；

(3)接收端D：

接收端收到數據包后，將包頭中window域攜帶的值與接收窗口awnd進行比較，將兩者的較小值賦給ACK包頭中的窗口window域，然后反饋回發送端。