CN103326831A - 在多路传输控制协议中的链路处理方法和移动终端 - Google Patents

在多路传输控制协议中的链路处理方法和移动终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在多路传输控制协议中的链路处理方法和移动终端。方法包括：检测到链路i的定时器超时，i为自然数；获得所述链路i的定时器的超时次数Ni，Ni为自然数；如果所述链路i的定时器的超时次数Ni大于1且小于等于5，通过所述链路i发送探测信息包。移动终端包括：检测模块、获得模块和发送模块。本实施例提供的方案可以有效减轻性能差或意外失败的链路对并行多路传输的影响。

Description

在多路传输控制协议中的链路处理方法和移动终端
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种在多路传输控制协议中的链路处理方法和移动终端。
背景技术
并行多路传输是利用主机的多网络接口实现数据的并行传输，能够满足人们对高带宽业务（如在线高清视频、多方游戏、多方会议等）的需求。多路传输控制协议（Multipath Transmission Control Protocol，简称为：MPTCP）是一种在传输控制协议（Transmission Control Protocol，简称为：TCP）的基础上实现多路并行传输的协议，可以和TCP网络实现无缝融合，实现端到端传输的可靠性、安全性和多宿主性。
移动终端（例如手机、平板电脑等）可以利用MPTCP协议实现并行多路传输的功能，但由于移动终端利用的是无线网络，具有链路不稳定的特点，因此移动终端利用MPTCP实现多路并行传输会存在以下问题：不稳定的链路会使得链路失败的几率提高。而在MPTCP技术中，一旦链路发生重传超时，就会在其他的链路和原链路上同时重传数据以确保链路的完整性。只有在所有发送该数据的链路上都收到该数据的确认，移动终端才会将保存在发送缓存中的数据删除。而移动终端通常需要6次重传超时才会侦测到链路失败，那么在这N次重传的过程中，该数据就会一直被保存在发送缓存中，阻塞后续数据进入有限的发送缓存中。这种情况下，其他性能好的链路也无法获得可用数据进行正常发送，影响整个并行多路传输的性能，导致整个网络资源无法得到充分的利用。
发明内容
本发明实施例提供一种在多路传输控制协议中的链路处理方法和移动终端，能够有效减轻性能差或意外失败的链路对并行多路传输的影响，提高网络吞吐量，提高整个并行多路传输的性能。
本发明的第一方面是提供一种在多路传输控制协议中的链路处理方法，包括：
检测到链路i的定时器超时，i为自然数；
获得所述链路i的定时器的超时次数Ni，Ni为自然数；
如果所述链路i的定时器的超时次数Ni＞1，且Ni≤5，则通过所述链路i发送探测信息包。
在本发明的第一方面的第一种可能实现方式中，所述方法还包括：如果所述链路i的定时器的超时次数Ni=1，
利用最大慢启动门限SSTHRESH优先算法选择链路j，j为自然数；
通过所述链路i和所述链路j同时重传在所述链路i上丢失的通信数据包。
在本发明的第一方面的第二种可能实现方式中，所述方法还包括：
将所述链路i的状态标记为不可用预测状态，所述不可用预测状态用于：指示移动终端通过所述链路i发送通信数据包存在风险。
本发明的第二方面是提供一种移动终端，包括：
检测模块，用于检测到链路i的定时器超时，i为自然数；
获得模块，用于获得所述链路i的定时器的超时次数Ni，Ni为自然数；
发送模块，用于如果所述获得模块获得的链路i的定时器的超时次数Ni＞1，且Ni≤5，通过所述链路i发送探测信息包。
在本发明的第二方面的第一种可能实现方式中，还包括第一处理模块；
所述第一处理模块用于：如果所述获得模块获得的所述链路i的定时器的超时次数Ni=1，利用最大慢启动门限SSTHRESH优先算法选择链路j，j为自然数；
所述发送模块还用于：通过所述链路i和所述链路j同时重传在所述链路i上丢失的通信数据包。
在本发明的第二方面的第二种可能实现方式中，还包括第二处理模块；
所述第二处理模块用于：如果所述链路i的定时器的超时次数Ni大于1且小于等于5，将所述链路i的状态标记为不可用预测状态，所述不可用预测状态用于：指示移动终端通过所述链路i发送通信数据包存在风险。
本发明的技术效果是：移动终端在链路的超时重传的次数大于1次且小于等于5次的情况下不再通过该链路发送通信数据包，而是发送探测信息，有效实现了链路失败的预测。本实施例提供的方案可以有效减轻性能差或意外失败的链路对并行多路传输的影响。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的在多路传输控制协议中的链路处理方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的在多路传输控制协议中的链路处理方法的流程图；
图3为本发明实施例三提供的在多路传输控制协议中的链路处理方法的流程图；
图4为本发明实施例四提供的移动终端的结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的移动终端的又一结构示意图；
图6为本发明实施例四提供的移动终端的再一结构示意图；
图7为本发明实施例五提供的手机的结构示意图。
具体实施方式
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。进一步应当理解，本文中采用的术语“包括”规定了所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，而不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或附加。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的在多路传输控制协议中的链路处理方法的流程图，如图1所示，本实施例的方法包括：
步骤101、移动终端检测到链路i的定时器超时，i为自然数。
这里需要说明的是，链路可以理解为一个移动终端与另一个移动终端之间在交换数据时形成的无线通路，两个移动终端之间的链路可以有一条、两条、甚至多条，此处不做限定。
还需要说明的是，超时重传是TCP协议中保证数据可靠性的一个重要机制，其原理是：移动终端通过某一链路，如链路i，每发送一个通信数据包以后，都会开启一个定时器，如果在预设的时间内没有接收到已发送的这个通信数据包的确认消息（Acknowledgement，简称为：ACK），链路i的定时器就会超时，则需要通过链路i重传已发送的这个通信数据包，同时将链路i的定时器复位；如果在预设的时间内接收到已发送的这个通信数据包的确认消息，则移动终端会撤销这个定时器。
一旦链路i的定时器超时，移动终端需要更新该链路i的TCP最大重传数（Max Retrans，简称为：TcpMDR）、拥塞窗口Ci和重传超时（RetransmissionTime Out，简称为：RTO）。
其中，TcpMDR是一个常量，TCP协议中规定了定时器的连续超时次数N，如果定时器的连续超时次数N超过TcpMDR这个常量，那么移动终端会判定该定时器的链路失败并关闭该链路连接。不同的链路可以设置不同的TCP最大重传数。
数据在传输的时候不能只使用一个窗口协议，移动终端还需要通过更新拥塞窗口Ci来控制通过链路发送的数据流量，使得数据不会一下子都进入网络中引起拥塞，从而有效地确保链路与链路之间的公平性。拥塞窗口Ci可以使用指数增长的速度来增加自身的窗口，直到发生超时重传，才需要进行调整。
RTO是时间的概念，RTO的值会随着超时次数N成指数增加（例如2N）。
举例而言，对于链路的定时器，每出现一次超时，TcpMDR的数值会减1，拥塞窗口Ci的数值会减少为原来的一半（如果为1，则不变化），RTO的数值会以指数方式增长。
对于RTO的变化现举例说明如下：当RTO为1秒的情况下，发生了数据重传，就用RTO为2秒的定时器来重传数据，如果再发生数据重传就用RTO为4秒的定时器来重传数据，再发生数据重传就用RTO为64秒的定时器来重传数据等等。
还需要说明的是，TcpMDR、Ci和RTO均可以记录在移动终端的缓存、闪存或外设存储器中，这三个数值可以根据TCP协议自动恢复和更新。
步骤102、获得该链路i的定时器的超时次数Ni，Ni为自然数。
其中，由于定时器的RTO是记录在移动终端的缓存、闪存或外设存储器中的，所以移动终端可以通过访问缓存、闪存或外设存储器来获得链路i的定时器的RTO，从而根据RTO与Ni之间的关系获得链路i的定时器的超时次数Ni。
步骤103、如果该链路i的定时器的超时次数Ni大于1，且小于等于5，移动终端通过链路i发送探测信息包。
通过链路i发送探测信息包的情况下，该链路i的定时器是需要继续工作的，而不需要重置。那么，如果在定时器的超时次数N达到预设的次数之前，移动终端通过链路i接收到探测信息包的确认消息，则将该链路i的状态标记为活跃状态，并重新开始通过链路i发送通信数据包。这里可以使用慢启动算法发送通信数据包，慢启动算法是现在TCP和多路TCP（MultipathTCP，简称为：MPTCP）协议中用来控制链路拥塞的主要算法。
在本实施例中，探测信息包的主要作用在于探测该链路i是否失败，而通信数据包的主要作用在于移动终端之间的信息沟通。探测信息包可以理解为一种特殊的通信数据包，用于链路是否失败的探测。
进一步的，移动终端还可以将链路i的状态标记为不可用预测（Unavailability Predictable，简称为：UP）状态，该UP状态主要用于指示移动终端通过该链路i发送通信数据包是存在风险的。通常情况下，移动终端在发送通信数据包之前可以先检查各个链路的状态，移动终端会优先通过活跃状态的链路发送通信数据包，而不是通过失败状态或者UP状态的链路发送通信数据包。
本发明实施例提供的在多路传输控制协议中的链路处理方法，移动终端在链路的超时重传的次数大于1次且小于等于5次的情况下不再通过该链路发送通信数据包，而是发送探测信息包，有效实现了链路失败的预测。本实施例提供的方案可以有效减轻性能差或意外失败的链路对并行多路传输的影响。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的在多路传输控制协议中的链路处理方法的流程图，本发明实施例提供的方法在上述实施例一的基础上，还可以包括：
步骤104、如果定时器的超时次数Ni超过了预设的次数，移动终端通过链路i没有接收到探测信息包的确认消息，则将链路i的状态标记为失败状态。
失败状态主要用于指示移动终端无法通过链路i发送发送通信数据包。如果移动终端在发送通信数据包之前检查到该链路i的状态为失败状态，移动终端便不会通过该失败状态的链路发送通信数据包。
在实施例一的基础上，如果链路的定时器的超时重传的次数超过预设的次数，移动终端可以确认链路失败，从而关闭链路。本实施例提供的方案可以有效减轻性能差或意外失败的链路对并行多路传输的影响。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的在多路传输控制协议中的链路处理方法的流程图，本发明实施例提供的方法在上述实施例一和/或实施例二的基础上，还可以包括：
步骤105、如果该链路i的定时器的超时次数Ni等于1，移动终端可以利用最大慢启动门限（Slow Start Threshold，简称为：SSTHRESH）优先算法选择链路j，j为自然数，在链路i和链路j上同时重传在链路i上丢失的通信数据包。
如果移动终端通过链路j接收到上述丢失的通信数据包的确认消息，表示上述丢失的通信数据包已通过链路j传送成功，移动终端可以释放存储上述通信数据包的相应缓存。
这里所谓的慢启动门限就是说，当拥塞窗口Ci超过这个慢启动门限的时候，就使用拥塞避免算法，而当拥塞窗口Ci在这个慢启动门限以内就采用慢启动算法。这里使用最大SSTHRESH优先算法选择的链路，在丢包率和吞吐量性能上都优于其他链路，能够有效保证数据尽可能高效地到达接收端，减少重传超时的次数。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的移动终端的结构示意图，该移动终端为上述方法实施例的执行主体，具体的方法流程可以参考实施例一的内容，此处不做赘述。如图4所示，该移动终端包括：检测模块401、获得模块402、以及发送模块403。其中，检测模块401用于检测到链路i的定时器超时，i为自然数；获得模块402用于获得所述链路i的定时器的超时次数Ni，Ni为自然数；发送模块403用于如果所述获得模块402获得的链路i的定时器的超时次数Ni大于1且小于等于5，通过所述链路i发送探测信息包。
一种实施方式下，如图5所示的本发明实施例四提供的移动终端的又一结构示意图，还包括第一处理模块404；该第一处理模块404用于：如果所述获得模块402获得的所述链路i的定时器的超时次数Ni等于1，利用最大慢启动门限SSTHRESH优先算法选择链路j，j为自然数；所述发送模块403还用于：通过所述链路i和所述链路j同时重传在所述链路i上丢失的通信数据包。
又一种实施方式下，如图6所示的本发明实施例四提供的移动终端的再一结构示意图，还包括第二处理模块405；所述第二处理模块405用于：将所述链路i的状态标记为不可用预测状态，所述不可用预测状态用于：指示移动终端通过所述链路i发送通信数据包存在风险。
本发明实施例提供的移动终端，移动终端在链路的超时重传的次数大于1次且小于等于5次的情况下不再通过该链路发送通信数据包，而是发送探测信息包，有效实现了链路失败的预测。如果链路的定时器的超时重传的次数超过预设的次数，移动终端可以确认链路失败，从而关闭链路。本实施例提供的方案可以有效减轻性能差或意外失败的链路对并行多路传输的影响。
实施例五
如图7，本实施例以手机为例对本发明进行具体说明。应该理解的是，图示手机700仅仅是移动终端的一个范例，并且手机700可以具有比图7中所示出的更过的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置。图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
该手机700为上述方法实施例的执行主体，具体的方法流程可以参考实施例一的内容，此处不做赘述。如图7所示，该手机包括：处理器701和发送器702。处理器701用于：检测到链路i的定时器超时，获得所述链路i的定时器的超时次数Ni，i为自然数，Ni为正整数；发送器702用于如果处理器701中获得的链路i的定时器的超时次数Ni大于1且小于等于5，通过所述链路i发送探测信息包。
上述提到的处理器701可以是手机的CPU，也可以是设置在手机内部或者外部的物理芯片等。发送器702可以是手机的收发天线，也可以是设置在手机内部或者外部的物理芯片等。
一种实施方式下，上述处理器701还可以用于：如果获得的所述链路i的定时器的超时次数Ni等于1，利用最大慢启动门限SSTHRESH优先算法选择链路j，j为自然数；发送器702还可以用于通过所述链路i和所述链路j同时重传使得所述链路i的定时器超时的通信数据包。
又一种实施方式下，上述处理器701还可以用于：如果获得的所述链路i的定时器的超时次数Ni大于1且小于等于5，将所述链路i的状态标记为不可用预测状态，所述不可用预测状态用于：指示移动终端（如手机）通过所述链路i发送通信数据包存在风险。
本发明实施例提供的手机，在链路的超时重传的次数大于1次且小于等于5次的情况下不再通过该链路发送通信数据包，而是发送探测信息包，有效实现了链路失败的预测。如果链路的定时器的超时重传的次数超过预设的次数，手机可以确认链路失败，从而关闭链路。本实施例提供的方案可以有效减轻性能差或意外失败的链路对并行多路传输的影响。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种在多路传输控制协议中的链路处理方法，其特征在于，包括：
检测到链路i的定时器超时，i为自然数；
获得所述链路i的定时器的超时次数Ni，Ni为自然数；
如果所述链路i的定时器的超时次数Ni＞1且Ni≤5，则通过所述链路i发送探测信息包。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果所述链路i的定时器的超时次数Ni=1，利用最大慢启动门限SSTHRESH优先算法选择链路j，j为自然数；
通过所述链路i和所述链路j同时重传在所述链路i上丢失的通信数据包。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述链路i的状态标记为不可用预测状态，所述不可用预测状态用于：指示移动终端通过所述链路i发送通信数据包存在风险。
4.一种移动终端，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测到链路i的定时器超时，i为自然数；
获得模块，用于获得所述链路i的定时器的超时次数Ni，Ni为自然数；
发送模块，用于如果所述获得模块获得的所述链路i的定时器的超时次数Ni＞1，且Ni≤5，通过所述链路i发送探测信息包。
5.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，还包括第一处理模块；
所述第一处理模块用于：如果所述获得模块获得的所述链路i的定时器的超时次数Ni=1，利用最大慢启动门限SSTHRESH优先算法选择链路j，j为自然数；
所述发送模块还用于：通过所述链路i和所述链路j同时重传在所述链路i上丢失的通信数据包。
6.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，还包括第二处理模块；
所述第二处理模块用于：将所述链路i的状态标记为不可用预测状态，所述不可用预测状态用于：指示移动终端通过所述链路i发送通信数据包存在风险。
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