[發明專利]一種擁塞算法的自適應控制方法、存儲介質、設備及系統

有效

• 申請號: 202011161198.3
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112422443B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 邱欣逸;周建二;肖鋒;李清
• 申請（專利權）人: 鵬城實驗室;南方科技大學
• 主分類號: H04L47/12
• 分類號: H04L47/12;H04L47/127;H04L41/14;H04L41/147;G06N20/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 徐凱凱

1.一種擁塞算法的自適應控制方法，其特征在于，包括步驟：

利用XGBoost算法對各種擁塞算法的效果構建出對應的效果預測模型，并將所述效果預測模型進行組合，構成擁塞算法預測模型；

對網絡通信中的數據流進行監聽并獲取所述數據流的統計信息，采用公式量化地計算出每個擁塞算法的效果值，其中，pacing_rate_avg表示間隔時間內傳輸速率的平均值，s_delay_avg表示間隔時間內s_rtt的平均值，loss表示間隔時間內丟包個數，ε表示丟包敏感度參數，rate_max表示數據流生命周期中最大的發送速率，delay_min表示數據流生命周期中最短的傳輸延遲；

根據所述效果值計算每個擁塞算法被選中的概率，并根據所述概率隨機選出與所述數據流適配的擁塞算法，并將數據流和與所述數據流適配的擁塞算法的對應關系存儲至bpf_map中。

2.根據權利要求1所述擁塞算法的自適應控制方法，其特征在于，所述擁塞算法包括copa擁塞算法、cubic擁塞算法、bbr擁塞算法、C2TCP擁塞算法、DCTCP擁塞算法以及Westwood擁塞算法。

3.根據權利要求1所述擁塞算法的自適應控制方法，其特征在于，所述數據流的統計信息包括數據流在傳輸階段出現的最小在途節數、最大在途節數、在途字節數方差、最小rtt、最大rtt、rtt方差、到達時間、rtt變化方差、到達時間間隙方差以及發送速率。

4.根據權利要求1所述擁塞算法的自適應控制方法，其特征在于，還包括步驟：

在所述數據流的擁塞算法預測效果值基礎上，通過加權同一IP的歷史算法預測效果值獲得IP級別流和與所述IP級別流適配的擁塞算法的對應關系并存儲至bpf_map中。

5.根據權利要求4所述擁塞算法的自適應控制方法，其特征在于，還包括步驟：

在對網絡通信中的數據流進行監聽過程中，利用tcp_bpf技術獲取所述數據流中數據包的特征字段；

當監聽到所述數據流處于連接創建階段時，則根據所述特征字段從所述bpf_map中尋找IP對應的擁塞算法；

當監聽到所述數據流處于數據傳輸階段時，則根據所述特征字段從所述bpf_map中尋找數據流對應的擁塞算法；

當監聽到所述數據流處于數據結束階段，則刪除所述bpf_map中所述數據流和與所述數據流適配的擁塞算法的對應關系。

6.根據權利要求5所述擁塞算法的自適應控制方法，其特征在于，所述數據包的特征字段包括目的IP，目的端口，平滑后的rtt，rtt平均偏差，數據流目前最小rtt，在途數據，丟包個數，重傳次數，數據流目前所在階段以及傳送速率。

7.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有一個或者多個程序，所述一個或者多個程序可被一個或者多個處理器執行，以實現如權利要求1-6任意一項所述擁塞算法的自適應控制方法中的步驟。

8.一種擁塞算法的自適應控制設備，其特征在于，包括處理器，適于實現各指令；以及存儲介質，適于存儲多條指令，所述指令適于由處理器加載并執行權利要求1-6任意一種擁塞算法的自適應控制方法中的步驟。

9.一種基于權利要求1-6任一所述自適應控制方法的自適應擁塞算法控制系統，其特征在于，包括：

數據包探測模塊，用于對網絡通信中的數據流進行監聽并獲取所述數據流的統計信息；

擁塞算法預測模塊，用于以統計信息以及丟包敏感度參數作為輸入參數計算每個擁塞算法的效果值并根據所述效果值計算每個擁塞算法被選中的概率，最后根據所述概率隨機選出與所述數據流適配的擁塞算法；

擁塞算法控制模塊，利用tcp_bpf技術，根據所述擁塞算法預測模塊的預測結果，完成數據流的擁塞算法自適應切換。