[发明专利]一种网络拥塞控制方法

摘要

本发明公开了一种网络拥塞控制方法，将空闲链路F、拥塞窗口W_i和丢包数P三者之间的关系糅合到一起，拥塞窗口W_i与空闲链路F是利用微生物连续培养模型机制，拥塞窗口W_i和丢包数P是利用捕食与被捕食的模型，而丢包数P与空闲链路F之间没有直接的关系，这三者之间的关系用公式表示为：；；。其中，h＝min(F+n*W_i，B)。本发明在瓶颈链路上利用上述模型，代替原先使用TCP中的AIMD算法和路由器上AQM算法，使得在此瓶颈链路上的流量平稳增长并且快速收敛到平衡状态，使得在此瓶颈链路上不出现拥塞，网络可以顺畅运作。

主权项

一种网络拥塞控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：n个源共享一条瓶颈链路，都通过此瓶颈链路发送数据包，与目的节点通信；在t＝0时刻，源Si向源端路由器发送拥塞窗口Wi初始值以及链路资源Q、丢包数P和空闲链路F的初始值，空闲链路F的初始值根据公式F＝B-n*Wi确定，其中，B表示瓶颈链路的总带宽，并n个源按拥塞窗口Wi初始值发送数据包；步骤2：在t＝0～RTT时间段内：(2.1)、源端路由器根据源Si所发送的初始值，按公式： dW i dt = a * W i * [ b * μ ( F ) - c * P ] , μ ( F ) = μ * F K + F = μ - μ * k k + F 计算出t＝RTT时刻的拥塞窗口Wi，并发送给n个源，其中，a，b，c，μ，k为系数，b*μ(F)表示拥塞窗口Wi随着空闲链路变化的变化率，c*P表示由于出现丢包，拥塞窗口Wi的降低率；(2.2)、源端路由器根据源Si所发送的初始值，按公式： dF dt = F * [ Q - n * W i ] 计算出t＝RTT时刻的空闲链路F，并发送给源Si；(2.3)、源端路由器检测瓶颈链路中在此时间段内释放的链路资源Q，链路资源Q等于在t＝0～RTT时间段内从目的节点反馈回的ACK个数；步骤3：在t＝RTT时刻，n个源均接收到源端路由器的信息，并提取其中的拥塞窗口Wi，并按照提取的拥塞窗口Wi发送数据包，同时，源Si提取其中的空闲链路F，为计算下一时间段，即t＝RTT～2RTT时间段内的丢包数P做准备；步骤4：在t＝RTT～2RTT时间段内：(4.1)、源Si利用提取的拥塞窗口Wi和空闲链路F按照公式： dP dt = P * ( n * W i - min ( F + n * W i , B ) ) 计算t＝RTT～2RTT时间段内的丢包数P，并发送给源端路由器；(4.2)、源端路由器接收到来自源Si的丢包数P，并结合步骤2计算得到的空闲链路F代入公式： dW i dt = a * W i * [ b * μ ( F ) - c * P ] 计算出t＝2RTT时刻的拥塞窗口Wi，并发送给n个源；结合步骤2检测得到的Q代入公式： dF dt = F * [ Q - n * W i ] 计算出t＝2RTT时刻的空闲链路F，并发送给源Si；(4.3)、源端路由器检测瓶颈链路中在此时间段内释放的链路资源Q，链路资源Q等于在t＝RTT～2RTT时间段内从目的节点反馈回的ACK个数；步骤5：在t＝2RTT时刻，n个源均接收到源端路由器的信息，并提取其中的拥塞窗口Wi，并按照提取的拥塞窗口Wi发送数据包，同时，源Si提取其中的空闲链路F，为计算t＝2RTT～3RTT时间段内的丢包数P做准备；步骤6：在t＝2RTT～3RTT时间段内：(6.1)、源Si利用提取的拥塞窗口Wi和空闲链路F按照公式： dP dt = P * ( n * W i - min ( F + n * W i , B ) ) 计算t＝2RTT～3RTT时间段内的丢包数P，并发送给源端路由器；(6.2)、源端路由器接收到来自源Si的丢包数P，并结合步骤4计算得到的空闲链路F代入公式： dW i dt = a * W i * [ b * μ ( F ) - c * P ] 计算出t＝3RTT时刻的拥塞窗口Wi，并发送给n个源；结合步骤4检测得到的Q代入公式： dF dt = F * [ Q - n * W i ] 计算出t＝3RTT时刻的空闲链路F，并发送给源Si；(6.3)、源端路由器检测瓶颈链路中在此时间段内释放的链路资源Q，链路资源Q等于在t＝2RTT～3RTT时间段内从目的节点反馈回的ACK个数；依据步骤3～6类推，对网络拥塞进行控制。