[發(fā)明專利]一種基于LEDBAT的擁塞控制窗口獲取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011163564.9
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112423342A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬阿曼;江先亮
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04L12/823;H04L12/807
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 鄧青玲

本發(fā)明涉及一種基于LEDBAT的擁塞控制窗口獲取方法，其特征在于包括如下步驟：步驟1、設(shè)定參考參數(shù)；步驟2、獲取子流r的單向時延以及上一預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的基本時延；步驟2、將子流r的單向時延減去上一預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的基本時延，得到子流r的排隊時延T_dr；步驟4、獲取當(dāng)前時刻子流r的排隊時延閾值T_r；步驟5、使用當(dāng)前的T_r值計算當(dāng)前時刻子流r的擁塞控制窗口變化程度值O_tr，O_tr＝(T_r?T_dr)/T_r；步驟6、根據(jù)當(dāng)前時刻子流r的擁塞控制窗口變化程度值O_tr更新下一時刻子流r的擁塞控制窗口的大小。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明提供的基于LEDBAT的擁塞控制窗口獲取方法，能有效解決由于AQM的丟包閾值較小或者緩存較小的原因而產(chǎn)生的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于LEDBAT的擁塞控制窗口獲取方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前的移動設(shè)備都提供多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如WIFI和蜂窩4G網(wǎng)絡(luò)。而數(shù)據(jù)中心中的設(shè)備也提供多條鏈路以便發(fā)送端和接收端通過不同鏈路交換數(shù)據(jù)。隨著這些技術(shù)的發(fā)展，單路徑的傳輸控制協(xié)議(以下簡稱TCP協(xié)議)不能有效利用多條路徑發(fā)送數(shù)據(jù)，而多路徑傳輸控制協(xié)議(以下簡稱MPTCP協(xié)議)可以有效利用多個接口以提高傳輸效率。MPTCP協(xié)議包含四個功能模塊，即路徑管理、數(shù)據(jù)調(diào)度、子流接口以及擁塞控制，其中，擁塞控制較大程度上影響了MPTCP協(xié)議的性能。

對于大文件傳輸，如軟件更新之類的背景流，適合低優(yōu)先級的方式占用剩余帶寬，不影響交互式應(yīng)用的性能。LEDBAT擁塞控制方法是一種基于時延的低優(yōu)先級擁塞控制算法。LEDBAT擁塞控制方法仍是基于窗口的速率控制，但是比TCP更早地感知網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況，以便更好地做出回應(yīng)。擁塞窗口，是衛(wèi)星通信在因特網(wǎng)中防止通信擁塞的一種措施，它是在發(fā)端采用了一種“擁塞避免”算法，“擁塞窗口”就是“擁塞避免”的窗口，它是一個裝在發(fā)送端的可滑動窗口，窗口的大小是不超過接收端確認通知的窗口。當(dāng)發(fā)送方與接收方建立連接后，發(fā)送方每收到一個來自接收方的確認信息，就控制窗口增加一個段值大小，直至窗口值達到的限值，從而避免了網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。擁塞窗口的大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，并且動態(tài)地在變化。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口等于擁塞窗口。如果再考慮到接收方的接收能力，那么發(fā)送窗口還可能小于擁塞窗口。發(fā)送方控制擁塞窗口的原則是：只要網(wǎng)絡(luò)沒有出現(xiàn)擁塞，擁塞窗口就再增大一些，以便把更多的分組發(fā)送出去。但只要網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，擁塞窗口就減少一些，以減少注入到網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù)。LEDBAT擁塞控制方法采用單向時延，估計網(wǎng)絡(luò)中的排隊情況。一個數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)的傳輸經(jīng)歷的時延有三部分組成：處理時延(processing delay),傳輸時延(propagation delay)和排隊時延(queue delay)，當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)中不存在排隊的時候，沒有排隊時延，數(shù)據(jù)包經(jīng)歷的時延最小。LEDBAT擁塞控制方法采用單向時延來衡量網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況，單向時延相比RTT的優(yōu)勢，就是不用考慮確認字符(ack)返回時經(jīng)歷的回路時延，但是單向時延不夠準(zhǔn)確，因為收發(fā)端時鐘不同步，LEDBAT擁塞控制方法的單向時延是這樣計算的，接收端接收到數(shù)據(jù)，回復(fù)確認字符(ack)，確認字符(ack)中攜帶時間差，確認字時延(ack.delay)＝接收端收到數(shù)據(jù)時的本地時間(localtimestamp)-發(fā)送端在發(fā)送時的時戳(remotetimestamp)。因此，在擁塞避免階段，LEDBAT擁塞控制方法每收到一個確認字符，都計算當(dāng)前的單向時延current_delay，而LEDBAT擁塞控制方法會保持一個列表，其中保存了一分鐘間隔內(nèi)單向時延的最小值。將數(shù)據(jù)包傳輸過程中的最小的確認字時延(ack.delay)作為基本時延(base_delay)。