[發明專利]一種面向時延敏感業務的多徑耦合擁塞控制方法

有效

• 申請號: 202110480669.5
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113518040B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 雷為民;王玉;劉金棟;張偉
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H04L47/125
• 分類號: H04L47/125;H04L47/25;H04L47/283
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種面向時延敏感業務的多徑耦合擁塞控制方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1、端到端連接建立時進入StartUP狀態；

StartUp為多徑耦合BBR擁塞控制算法的加速階段，在這一初始狀態各個子流以大于1的增益系數2/ln2增大發送速率pacingRate和cwnd，以 快速探測瓶頸帶寬；在這一階段計算pacingRate和cwnd具體如下：

步驟1-1、各個子流檢測最小時延Min RTT和最大帶寬Max BW；

步驟1-2、各個子流根據Min RTT和Max BW計算得到時延帶寬積BDP；

步驟1-3、若探測到的Max BW超過3次沒有增大到原來Max BW的25％以上，表示瓶頸帶寬已到達，則轉到步驟2，若在一個時間窗口內未測量到比上周期最小RTT更小或等于的RTT值，則跳到步驟4，否則繼續執行步驟1-4；

步驟1-4、各個子流根據Min RTT、Max BW、BDP和增益系數2/ln2計算pacingRate和cwnd；

步驟2、進入Drain狀態；

多徑耦合BBR擁塞控制在這一階段降低發送速率，各個子流以小于1的增益系數降為ln2/2降低發送速率pacingRate和cwnd，是為了排空StartUP階段造成的網絡緩存；在Drain這一階段計算pacingRate和cwnd具體如下：

步驟2-1、各個子流檢測最小時延Min RTT和最大帶寬Max BW；

步驟2-2、各個子流根據Min RTT和Max BW計算得到時延帶寬積BDP；

步驟2-3、若鏈路中的飛行數據包inflight＝BDP，則轉到步驟3，若在一個時間窗口內未測量到比上周期最小RTT更小或等于的RTT值，則跳到步驟4，否則繼續執行2-4；

步驟2-4、各個子流根據Min RTT、Max BW、BDP和增益系數ln2/2計算pacingRate和cwnd；

步驟3、進入ProbeBW狀態；

該狀態是多徑耦合BBR擁塞控制算法的一個穩定狀態，多徑耦合BBR擁塞控制的大部分時間都在該狀態運行，這一階段以8個順序循環的增益系數：1.25、0.75、1、1、1、1、1、1，計算pacingRate，以耦合的增益系數cwnd_gain計算cwnd，通過調整cwnd的系數來調控各個子流對帶寬的競爭；一個完整的cycle包括8個階段，每個階段持續時間為一個Rtprop；在ProbeBW這一階段計算pacingRate和cwnd具體如下：

步驟3-1、各個子流檢測最小時延Min RTT和最大帶寬Max BW；

步驟3-2、各個子流根據Min RTT和Max BW計算得到時延帶寬積BDP；

步驟3-3、若在一個時間窗口內未測量到比上周期最小RTT更小或等于的RTT值，則跳到步驟4，否則繼續執行步驟3-4；

步驟3-4、各個子流根據Min RTT、Max BW、BDP和8個增益系數循環計算pacingRate，以耦合增益系數cwnd_gain計算cwnd；

多徑耦合BBR對每個子流的cwnd的增益系數調整規則是首先分別計算各個子流的BDP，即：

max₁BW*min₁RTT,max₂BW*min₂RTT,…… (11)

然后計算各個子流最大BDP之和：

sum＝max₁BW*min₁RTT+max₂BW*min₂RTT+… (12)

最后，第n個子流的cwnd的增益系數cwnd_gain為：

步驟4、進入ProbeRTT狀態；

之前保留的Min RTT代表無隊列緩存時的最小RTT，那么RTT測量值的增加代表著緩存隊列的增加，此時多徑耦合BBR認為，網絡發生了擁塞，需要進入ProbeRTT狀態對網絡進行排空并重新測量RTT；ProbeRTT狀態下，cwnd被設置為4個MSS，并對RTT重新測量，持續200ms；ProbeRTT這一階段工作過程如下：

步驟4-1、各個子流檢測最小時延Min RTT和最大帶寬Max BW；

步驟4-2、200ms后，若探測到的Max BW超過3次沒有增大到原來Max BW的25％以上，則轉到步驟3，否則轉到步驟1。