[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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于隊列緩存平衡因子的MPTCP傳輸控制方法。本發明基于隊列緩存平衡因子，構建ToR集群緩存平衡隊列，根據ToR集群緩存分配計算子流擁塞窗口值，減輕瓶頸鏈路和ToR集群負載，設計基于隊列緩存平衡因子的MPTCP傳輸控制方法。本發明提供的擁塞控制方法計算能夠有效避免丟包，避免吞吐量坍塌，提高接收端吞吐量，實現MPTCP數據傳輸的負載均衡。

技術領域

本發明涉及一種MPTCP傳輸控制方法，特別涉及一種基于隊列緩存平衡因子的MPTCP傳輸控制方法

背景技術

MPTCP是解決數據中心網絡Incast通信模式的重要協議，能夠較好實現傳輸數據的負載均衡，增加聚合帶寬。然而FatTree拓撲結構Incast通信模式下MPTCP協議存在吞吐量坍塌的性能瓶頸。多對一的通信模式廣泛存在數據中心網絡中引起TCP協議嚴重的吞吐量下降。在多宿主Fat-tree數據中心網絡拓撲中，商用以太網交換機的緩沖池較小，當多條子流向邊緣層瓶頸鏈路注入流量，大量數據包從邊緣交換機ToRs緩沖池溢出，引發ToR傳輸熱點吞吐量坍塌。MPTCP基于多宿主技術支持冗余鏈路資源的多路復用，實現負載均衡，但其本身存在的吞吐量坍塌問題成為當前互聯網領域解決的一個重要研究課題。

由于MPTCP沿襲了傳統的TCP/IP協議的丟包驅動機制，有些丟包不能快速重傳進行恢復，超時重傳時間遠遠大于端到端往返傳輸時延，大量的超時重傳引起鏈路空閑，造成接收端吞吐量下降。對此最簡單的解決方案是增添服務器接口的數目，減輕瓶頸鏈路和ToR集群負載，但這種物理解決方案需要過高的硬件開銷。因此數據中心MPTCP Incast吞吐量坍塌問題成為研究的難點。傳統的數據中心網絡普遍采用ECMP路由方法，靜態的哈希分配可能將流量分配到同一路徑，導致網絡和交換機資源緩沖池中流量的不平衡。目前的研究包括基于帶寬估計的鏈路增加算法、等價權重的擁塞控制機制和自適應多路徑擁塞控制機制。不過，以上方法并沒有減少丟包次數。

本發明提供了一種基于隊列緩存平衡因子的MPTCP傳輸控制方法。本發明基于隊列緩存平衡因子，構建ToR集群緩存平衡隊列，根據ToR集群緩存分配計算子流擁塞窗口值，減輕瓶頸鏈路和ToR集群負載，設計基于隊列緩存平衡因子的MPTCP傳輸控制方法。本發明提供的擁塞控制方法計算能夠有效避免丟包，，避免吞吐量坍塌，提高接收端吞吐量，實現MPTCP數據傳輸的負載均衡。

發明內容

為了解決現有的模型缺點，本發明提供了一種基于隊列緩存平衡因子的MPTCP傳輸控制方法。本發明基于隊列緩存平衡因子，構建ToR集群緩存平衡隊列，根據ToR集群緩存分配計算子流擁塞窗口值，減輕瓶頸鏈路和ToR集群負載，設計基于隊列緩存平衡因子的MPTCP傳輸控制方法。本發明提供的擁塞控制方法計算能夠有效避免丟包，，避免吞吐量坍塌，提高接收端吞吐量，實現MPTCP數據傳輸的負載均衡。

本發明所采用的技術方案如下：

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。

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，設帶寬都為C，流往返傳輸時延為T_ij；