[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

本發明公開了一種擁塞算法的自適應控制方法、存儲介質、設備及系統，方法包括步驟：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，以所述統計信息以及丟包敏感度參數作為所述擁塞算法預測模型的輸入參數，得到每個擁塞算法的效果值；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，并將數據流與擁塞算法的對應關系存儲至bpf_map中。本發明可根據數據流的行為特征自動切換合適的擁塞算法，從而提高網絡的整體吞吐并有效降低時延。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種擁塞算法的自適應控制方法、存儲介質、設備及系統。

背景技術

擁塞現象是指到達通信子網中某一部分的分組數量過多，使得該部分網絡來不及處理，以致引起這部分乃至整個網絡性能下降的現象，嚴重時甚至會導致網絡通信業務陷入停頓即出現死鎖現象。隨著技術的發展，新的擁塞算法層出不窮，但是它們適用的場景以及針對的流的特征往往有限，無法滿足現網中各類流的需求。以copa算法為例，該算法針對的是那些rtt(往返時延)短且變化率不大的數據流，這些數據流很少出現丟包，且延遲的變化主要是因為短暫的排隊而導致，這樣，copa就可以通過時延的變化來判斷數據流的排隊情況，并以此為依據調整發包的速率。但是，如果一條數據流本身所處的網絡環境非常不穩定，即時不發生擁塞，時延和吞吐都容易出現劇烈的變化，那么如果再使用copa算法來控制數據包的行為，將無法獲得最佳的結果。

雖然目前很多學者提出，使用及其學習的方法進行數據流行為的預測，但是其往往存在模型可解釋性差、cpu消耗高以及處理時間長等問題；并且通過研究發現，在指定情況下通過機器學習進行控制的擁塞算法，很難獲得與適配該環境的傳統擁塞控制算法一樣的效果。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的不足，提供一種擁塞算法的自適應控制方法、存儲介質、設備及系統，旨在解決傳統擁塞算法適配性不強以及機器學習擁塞控制算法控制效果不佳，導致網絡的整體傳輸效率較差的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種擁塞算法的自適應控制方法，其中，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，以所述統計信息以及丟包敏感度參數作為所述擁塞算法預測模型的輸入參數，得到每個擁塞算法的效果值；

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，并將數據流與擁塞算法的對應關系存儲至bpf_map中。

所述擁塞算法的自適應控制方法，其中，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。

所述擁塞算法的自適應控制方法，其中，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。

所述擁塞算法的自適應控制方法，其中，以所述統計信息以及丟包敏感度參數作為所述擁塞算法預測模型的輸入參數，得到每個擁塞算法的效果值的步驟包括：