[發(fā)明專利]一種基于概率的發(fā)送端初始速率設(shè)置方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011576467.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN112822230B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊文正;田臣
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L67/06
• 分類號(hào): H04L67/06;H04L41/14;H04L43/0888;H04L67/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳月菊

本發(fā)明公開了一種基于概率的發(fā)送端初始速率設(shè)置方法，包括：對數(shù)據(jù)發(fā)送請求的頭部字段進(jìn)行識(shí)別，判斷該客戶端是否支持初始發(fā)送速率設(shè)置策略；抽取數(shù)據(jù)發(fā)送請求頭部字段中包含的該客戶端對應(yīng)的歷史吞吐量分布模型參數(shù)，計(jì)算初始發(fā)送速率；采用滑動(dòng)窗口的方式進(jìn)行吞吐量采樣，結(jié)合采樣結(jié)果更新該客戶端對應(yīng)的吞吐量分布模型參數(shù)，直至數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束；通知客戶端更新其自身存儲(chǔ)的歷史吞吐量分布模型參數(shù)，并且在下一次請求數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，將更新后的歷史吞吐量分布模型參數(shù)作為頭部字段之一發(fā)送給服務(wù)端。本發(fā)明能夠根據(jù)不同的客戶端自適應(yīng)設(shè)置不同的初始發(fā)送速率，改善了服務(wù)端對小文件的傳輸性能，提升了客戶端的用戶體驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種基于概率的發(fā)送端初始速率設(shè)置方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，小文件傳輸在互聯(lián)網(wǎng)上的占比越來越大，初始發(fā)送速率對小文件比如web類型的應(yīng)用的傳輸性能有嚴(yán)重影響，因此如果能夠針對每條連接或者每個(gè)請求設(shè)置合適的初始發(fā)送速率，對于改善用戶體驗(yàn)將有重大幫助。

對于傳輸控制協(xié)議(Transmission Control Protocol，TCP)而言，其職責(zé)是根據(jù)客戶端或中間設(shè)備的反饋實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)送端的發(fā)送速率，確保數(shù)據(jù)能夠在盡可能快的時(shí)間到達(dá)客戶端，同時(shí)盡可能不影響網(wǎng)絡(luò)中其他數(shù)據(jù)流的性能。在連接建立初期，由于發(fā)送端并不知道當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)如何，需要從較低的發(fā)送速率(對于TCP協(xié)議為默認(rèn)10個(gè)數(shù)據(jù)包)來探測合適的發(fā)送速率，以避免初始發(fā)送速度過大導(dǎo)致的嚴(yán)重的丟包情況。同時(shí)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳輸層的初始發(fā)送速率(初始窗口大小)幾經(jīng)更改，用以擬合初始發(fā)送速率和網(wǎng)絡(luò)平均質(zhì)量的差異。

但是，由于每個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不盡相同，使用統(tǒng)一的初始發(fā)送速率并不是最優(yōu)的，對于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差的連接，使用傳輸層默認(rèn)的初始發(fā)送速率可能過大，對于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量好的連接，使用傳輸層默認(rèn)的初始發(fā)送速率可能過小。現(xiàn)有的傳輸層的機(jī)制并不能夠解決這種問題，因?yàn)槠洳⒉荒軌蚋兄總€(gè)連接或者請求的上下文，即不能夠根據(jù)其歷史連接信息來自適應(yīng)當(dāng)前連接的初始發(fā)送速率。一方面如果服務(wù)端緩存這些歷史請求的性能信息，會(huì)對服務(wù)端的負(fù)載有巨大的挑戰(zhàn)，并不具備可擴(kuò)展性；另一方面，隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的服務(wù)通過移動(dòng)應(yīng)用向用戶提供服務(wù)，這給了服務(wù)提供者更大的自由度來改善用戶體驗(yàn)，因?yàn)椴粌H僅是服務(wù)端而且包括客戶端都可以被服務(wù)提供者控制，進(jìn)而可以聯(lián)合二者綜合優(yōu)化，但是現(xiàn)有的機(jī)制，僅僅是對所有連接使用同一套初始發(fā)送速率值，并沒有考慮利用客戶端來進(jìn)行每個(gè)連接或者請求的初始發(fā)送速率自適應(yīng)。

現(xiàn)有的傳輸控制協(xié)議并不能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)感知連接的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量信息，僅僅對所有的連接使用同樣的初始發(fā)送速率。對于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差的連接，默認(rèn)初始速率會(huì)偏大，對于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量好的連接，默認(rèn)初始發(fā)送速率會(huì)偏小，并且對于小文件傳輸，錯(cuò)誤的初始發(fā)送速率將極大地影響用戶體驗(yàn)。由此，如何針對不同的連接，根據(jù)他們各自的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量設(shè)置合適的初始發(fā)送速率是一個(gè)亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于概率的發(fā)送端初始速率設(shè)置方法和系統(tǒng)，通過對客戶端歷史吞吐量分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，使得服務(wù)端能夠根據(jù)不同的客戶端自適應(yīng)設(shè)置不同的初始發(fā)送速率，改善了服務(wù)端對小文件的傳輸性能，提升了客戶端的用戶體驗(yàn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于概率的發(fā)送端初始速率設(shè)置方法，所述發(fā)送端初始速率設(shè)置方法包括以下步驟：

S1，接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送請求，對數(shù)據(jù)發(fā)送請求的頭部字段進(jìn)行識(shí)別，判斷該客戶端是否支持初始發(fā)送速率設(shè)置策略以及是否包含歷史吞吐量分布模型參數(shù)，如果該客戶端既支持初始發(fā)送速率設(shè)置策略又包含歷史吞吐量分布模型參數(shù)，進(jìn)入步驟S2，否則，按照默認(rèn)初始發(fā)送速率發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)束流程；

S2，抽取數(shù)據(jù)發(fā)送請求頭部字段中包含的該客戶端對應(yīng)的歷史吞吐量分布模型參數(shù)，將其作為該客戶端對應(yīng)的本次請求的吞吐量分布模型參數(shù)，計(jì)算初始發(fā)送速率，按照計(jì)算得到的初始發(fā)送速率響應(yīng)客戶端請求發(fā)送數(shù)據(jù)；