[发明专利]一种基于QoS的多网络融合传输系统及传输方法

说明书

本发明属于多网络融合传输技术领域，公开了一种基于QoS的多网络融合传输系统及传输方法，基于QoS的多网络融合传输方法包括：业务类型分类；业务队列调度；MPTCP重传代理优化；组播按需调度实现；多链路组播重传实现；组播ARQ及重传设计。本发明在多链路环境下，提高终端用户TCP业务性能，设计基于业务流的调度方法及组播的自适应调度方法，满足终端用户对网络应用的高质量需求；将MPTCP传输机制应用到无线多网络融合中，把MPTCP多路径传输协议作为一体化终端与汇聚服务器间的一种隧道封装方式，利用MPTCP协议的拥塞控制、流量控制实现多链路协同调度能力，提高TCP业务系统整体吞吐并增强数据传输可靠性。

技术领域

本发明属于多网络融合传输技术领域，尤其涉及一种基于QoS的多网络融合传输系统及传输方法。

背景技术

目前，在现有的无线多网络融合传输技术领域，在一体化终端和后端的汇聚服务器之间存在多条无线链路，利用IP over多IP隧道传输技术，IP业务流的统一承载，当两个设备之间的一条或者多条链路失效时，只要两个设备之间至少有一条链路联通时仍能保证与一体化终端相连用户与远端设备之间业务的连通性，实现用户IP业务流的大带宽和可靠传输，保证了用户业务的健壮性。

目前无线多网络融合传输方案是在一体化终端和后端的汇聚服务器之间用UDP协议作为隧道封装，每个一体化终端与后端的汇聚服务器建立多对接收和发送窗口大小相同的ARQ实体，用ARQ技术实现重传的IP over多IP隧道传输技术，发送方根据各条链路的固定带宽比例，轮流给各条链路分配一定数量的LLC帧；接收方在多个链路上冗余发送相同的LLC接收状态控制帧用作ARQ反馈，发送方根据对端ARQ反馈移动发送窗口；发送方根据接收到的LLC接收状态控制帧的序号字段对反馈的LLC接收状态控制帧中的否定确认是否有效，在个别链路的丢包情况下进行准确重传减少丢包。

MultiPathTCP(MPTCP)由互联网工程任务组(IETF)MultiPath TCP工作组研发，其目的是允许传输控制协议(TCP)连接使用多个路径来最大化信道资源使用。MPTCP拥有多路径自适应流量调度、多路径拥塞控制等优势特性，MPTCP可以为用户提供透明的多路径利用能力。MPTCP允许在一条TCP链路中建立多个子通道，当一条通道按照三次握手的方式建立起来后，可以按照三次握手的方式建立其他的子通道，这些通道以三次握手建立连接和四次握手解除连接。MPTCP为了保持每个子流中的序列号是连续的，给每个子流都分配了独立的序列号，保证每个子通道中的序号始终是连续。同时MPTCP通过增加DSN(Data SequenceNumber)来管理包的发送，DSN统计的是总的报文段序号，保持着一个全局的连接级别的序列号。当某一条流中数据发送失败后，根据其映射后的序列号找到连接级别的序列号，就可以找到发送失败的包，进而可以把这个包重新调度到别的子流中再进行发送。

MPTCP协议作为端到端的传输控制协议，天生具有多网络融合的能力，应用到多网络融合传输领域具有先天的优势。MPTCP还与传统TCP协议向后兼容，相比于适合传输视频、语音等信息的用UDP协议作为隧道封装的LLC over IP tunnel技术，MPTCP多路径传输技术更适合用来传输文件、信息等对可靠性要求高、对时延要求低的数据。

但是，现有的无线多网络融合技术存在以下不足：1)用UDP协议作为隧道封装、用ARQ技术实现重传的IP over多IP隧道传输技术，UDP协议本身不具有拥塞控制能力，实现多链路拥塞控制很困难。2)用UDP协议作为隧道封装、用ARQ技术实现重传的IP over多IP隧道传输技术，发送方根据各条链路的固定带宽比例轮流分配一定数量的业务数据，由于每条链路的实际带宽在实际环境中会动态变化，轮流分配方案导致某些链路数据量过载丢包，而有些链路又得不到充分利用导致系统整体传输性能下降。3)用户业务多种多样，经过统一的UDP隧道协议封装，没有提供区分业务优先级的机制，不能为不同应用提供不同质量的接入服务。4)在有多个一体化终端与后端的汇聚服务器建立连接的情况下，组播业务经过统一的UDP隧道封装后给每个一体化终端发送一份复本，而有些一体化终端下并不存在该组播组的用户，造成网络资源浪费。