[发明专利]一种基于数据传输终端能量优先级的并发处理方法

摘要

本发明公开了一种基于数据传输终端能量优先级的并发处理方法。本方法包括数据传输终端连接管理机制、队列管理机制和队列调度机制三个过程。本发明针对以干电池供电的数据传输终端，引入了改进的CoDel队列管理算法和以终端剩余能量、网络状态为优先考虑因素的队列调度算法，提出了一种基于数据传输终端能量优先级的数据传输模型和优先级调度算法，解决了多终端高并发的问题，提高网络吞吐量和服务质量。

主权项

一种基于数据传输终端能量优先级的并发处理方法，其特征在于，由数据传输终端连接管理机制、队列管理机制和队列调度机制三个部分组成，具体步骤如下：1)所述的数据传输终端连接管理机制具体实现步骤如下：(a‑1)、数据中心服务端根据自身配置、硬件性能来设置实际用于数据传输的线程数T；(a‑2)、服务端初始化阶段，对指定端口进行监听，等待新的连接的到来，数据传输终端在访问时向指定端口发送请求；(a‑3)、多个数据传输终端对数据中心服务端发起含有终端设备剩余能量E0的连接请求；(a‑4)、服务端解析连接请求，获取终端设备剩余能量E0，并开启新的线程T0监测当前所连接的数据终端的个数N，当N＜T时，服务端解析传输终端的连接请求，建立与数据传输终端之间的数据传输通道，等待接收来自终端的数据；当N≥T时，服务器对比当前待连接终端设备剩余能量E与能量阈值Eη，若E＞Eη，则开启新的线程T1通知待连接的数据传输终端稍后进行连接请求，避免数据终端不断请求连接，造成能量消耗；若E≤Eη，则开启新的线程T2通知当前已连接的剩余能量最大的数据传输终端暂时断开连接；(a‑5)、服务端与数据传输终端建立连接后，数据传输终端开始向服务端发送数据；(a‑6)、若数据传输终端所有数据全部传输结束，主动断开与服务端的连接，服务端开始接收新的数据传输终端的连接请求；(a‑7)、重复步骤(a‑4)、(a‑5)、(a‑6)，直至所有数据传输终端的数据包完全发送；2)所述队列管理机制具体实现步骤如下：(b‑1)、计算各数据传输终端队列中数据包的平均时延：avg＝(1‑w0)×old_avg+w0×sojourn_time其中，avg表示队列中包的平均时延，old_avg表示上个包到来时的平均时延，sojourn_time表示当前包在队列中的逗留时间；w0为一个小于1的常数，表示sojourn_time的权值；(b‑2)、当avg＜th时，队列中包的时延较小，无需减小数据传输终端的数据包发送速率；当th≤avg＜target_avg时，减慢终端设备剩余能量值El＞Eη的数据终端的发送速率，以减小队列中包的时延；当avg≥target_avg时，通过TCP的反馈机制，通知终端设备剩余能量El＞Eη的数据传输终端中断数据包的发送，剩余能量低的数据传输终端则减慢数据包发送速率，其中，th表示时延阈值，target_avg表示期望时延；3)所述队列调度机制具体实现步骤如下：(c‑1)、计算各数据传输终端队列中数据包的优先级数：其中，avg表示队列中包的平均时延；suspend表示是否为断点续传的数据传输终端，若为断点续传，suspend＝1，否则suspend＝0；Ec表示当前数据传输终端剩余能量；w1、w2为小于1的常数，分别表示suspend与的权值；(c‑2)、比较当前数据包优先级数PR与级数阈值PRmax和PRmin，其中PRmax为级数最大阈值，PRmin为级数最小阈值，当PR≤PRmin时，该数据包标记为低优先级，排队进入低优先级队列；当PRmin＜PR＜PRmax时，该数据包标记为中优先级，排队进入中优先级队列；当PR≥PRmax时，该数据包标记为高优先级，排队进入高优先级队列；(c‑3)、高优先级队列是强占性优先权处理，服务器绝对优先处理所有高优先级队列的中的数据包，对于中优先级队列和低优先级队列采用WRR算法，分配中优先级队列权值为4，低优先级队列权值为2，服务器依次处理队列中所有的数据包。