[发明专利]针对多路径传输协议的子流共享带宽瓶颈检测方法和装置

说明书

本申请提出了一种针对多路径传输协议的子流共享带宽瓶颈检测方法，涉及通信技术领域，其中，该方法包括：对子流的应答分组进行特征提取，其中，用于提取特征的子流为多路径传输协议在网络运行过程中在线产生的所有子流，提取出的特征为离线训练过程中通过最大化分类器的精度获取到的特征的集合；根据提取的特征，基于离线训练出的模型分类器进行分类，之后根据分类结果，通过多路径传输数据连接的发送方进行不同的拥塞控制。采用上述方案的本申请实现了准确的子流共享带宽瓶颈检测。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及针对多路径传输协议的子流共享带宽瓶颈检测方法和装置。

背景技术

多路径传输协议(Multipath TCP,MPTCP)目前已经在互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)标准化，它可以让支持多种方式接入互联网的设备，例如：智能手机、平板电脑、卫星互联网接入终端等，同时使用多种方式(WiFi、5G/4G、卫星链路等)传输数据。多路径传输协议使得传输数据过程中两个端点之间建立的数据连接可能能够获取更高的吞吐量和更好的连接可靠性，最终达到改善用户体验的目的。

多路径传输协议的拥塞控制算法是影响多路径传输协议性能(两个端点间吞吐量)的重要因素，它们可以分为两类，一类是耦合的拥塞控制算法，另一类是非耦合的拥塞控制算法。耦合的拥塞控制算法虽然能够保证和其他数据连接之间带宽分配的公平性，但是当多路径传输协议的子流不共享带宽瓶颈的时候获得的吞吐量会更低，影响用户体验；非耦合的拥塞控制算法虽然获取的吞吐量更高，但是当多路径传输协议的子流共享带宽瓶颈的时候会影响共同经过同一个带宽瓶颈的其他数据连接，这些数据连接只能获得很少一部分带宽，而此时多路径传输协议的数据连接会不公平地获取更多带宽。

现有的“针对多路径传输协议的子流共享带宽瓶颈检测方法”有两种，分别为：

(1)当多路径传输数据连接的发送方发现一条子流i上出现了丢包事件，则去观察其他子流的往返时延(round trip time，RTT)是否在前面提及的丢包事件前后有过明显的增加，如果有则认为该子流和子流i共享了同一个带宽瓶颈。出现丢包事件后，检查的丢包事件前后时间间隔是事先定义好的不变的数值，判定往返时延的增加是否明显，也使用了预定义好的阈值。

(2)多路径传输数据连接的接收方每350ms进行一次决策，将结果反馈给发送方，发送方累计10个结果(即每3.5s做一次决策)进行一次决策，只要10个结果中有超过5个结果是相同的，则根据多数的结果判定子流是否共享了带宽瓶颈。在接收方，每条子流每当收到数据包就会计算一次“单向时延的变化量”，该数值被保存下来用于计算其的三种统计数值：偏度、平均绝对偏差、关键频率。每条子流每350ms会计算一次单向时延的变化量的偏度、平均绝对偏差、关键频率，然后根据子流之间三种统计数值的相近程度，通过预先定义好的不变的规则判断子流是否共享了瓶颈链路。

上述两种方法的缺点为：

(1)现有的两种方法都是基于预先定义好的规则，预先设置好的参数，不论在何种网络环境下仍然坚持使用统一的规则来判断子流是否共享了瓶颈链路，这种方式在很多种网络环境中尤其是包含了无线链路的网络环境中并不适用，在这些网络环境中判断的准确率很低。

(2)现有的两种方法都基于研究人员的主观判断选择了决定子流是否共享瓶颈链路时基于的子流状态信息。具体而言，第一种方法选择了丢包事件和子流的往返时延；第二种方法选择了单向时延的变化量。可是哪些子流状态信息是对子流是否共享瓶颈链路的决策最有用仍然没有定论，目前也没有方法来选择子流的状态信息。

(3)现有的第二种方法使用的单向时延的变化量是一种需要让多路径传输数据连接的两端(发送端、接收端)配合才能计算的子流状态信息，这种子流状态信息是目前多路径传输协议不支持的，该状态信息的引入也增加了部署难度。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。