[发明专利]基于分组传输时延的多路径TCP拥塞控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种基于分组传输时延的多路径TCP拥塞控制方法。

背景技术

随着互联网的演进和网络接入技术的发展，越来越多的端系统具有了多宿主的特性，也就是能够同时利用多个ISP提供的服务接入互联网。由于具有多个网络接口，多宿主主机通常配置多个IP地址。通过使用不同的IP地址，多宿主主机之间可以在不同的路径上传输数据，这一特性为设计多路径TCP协议提供了物质基础。一条多路径TCP流由若干条子流组成，每条子流使用不同的IP地址，因而可以经由不同的路径进行数据传输。发送方根据每条路径上拥塞程度的变化情况，动态调节子流的传输速率，把流量从拥塞的路径迁移到不拥塞的路径，从而补偿在某些路径上由于拥塞引起的速率下降，实现自适应负载均衡。因此，多路径TCP不仅能够提高端到端通信的吞吐率和鲁棒性，而且有助于网络带宽得到更加公平和高效的使用。

拥塞控制算法是多路径TCP协议的关键技术之一。从网络的角度看，多路径TCP的每条子流与传统单路径TCP的行为几乎相同，但这种相似性并不意味着多路径TCP是多条子流的简单聚合，原因有两点：其一，多条子流的数据传输行为不是独立的，而应当相互耦合起来，才能实现流量从拥塞路径向不拥塞路径的迁移；其二，多路径TCP应当与传统的单路径TCP友好共存，换句话说，在瓶颈链路上，一条多路径TCP流所获得的带宽应当与其子流数量无关，否则会造成传统单路径TCP流的性能下降。设计合适的拥塞控制算法是实现上述两个目标的关键，由于传统算法只适用于单路径TCP的数据传输需求，所以目前并没有针对多路径TCP所设计的新的拥塞控制算法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种基于分组传输时延的多路径TCP拥塞控制方法，该方法具有计算成本低、负载均衡粒度细、兼容性高及扩展性强的优点。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种基于分组传输时延的多路径TCP拥塞控制方法，包括以下步骤：子流r测量当前分组的往返传输时延rtt_r，并根据所述往返传输时延rtt_r更新基础时延baseRTT_r；所述子流r根据所述往返传输时延rtt_r和所述基础时延baseRTT_r计算其分组排队时延q_r，并根据所述时延q_r估算当前排队的分组数量diff_r；判断diff_r是否小于控制参数α_r，如果diff_r小于α_r，则线性增加所述子流r的拥塞窗口cwnd_r，如果所述diff_r大于α_r，则线性减少所述子流r的拥塞窗口cwnd_r，以及如果diff_r等于α_r，则保持所述拥塞窗口cwnd_r不变；所述子流r根据所述拥塞窗口cwnd_r和所述往返传输时延rtt_r估算当前的数据传输速率，并根据所述数据传输速率实时更新所述控制参数α_r。

根据本发明实施例的基于分组传输时延的多路径TCP拥塞控制方法，多路径TCP流的发送端测量每条子流r的分组排队时延，然后用该时延估算子流r由于网络拥塞而在路由器缓存中排队的分组数量diff_r，且如果diff_r<α_r，则线性增加子流r的拥塞窗口cwnd_r，如果diff_r>α_r，则线性减少子流r的拥塞窗口cwnd_r，并且每个子流r根据其当前的传输速率占整个流总吞吐率的比值动态调整参数α_r。因此，该方法具有计算成本低、负载均衡粒度细、兼容性高以及易于增量部署等优点，且适用于各种网络拓扑中的多路径TCP数据传输需求，因此，可扩展性强。

另外，根据本发明上述实施例的基于分组传输时延的多路径TCP拥塞控制方法还可以具有如下附加的技术特征：