CN103475600A - 一种多路径公平性传输控制方法 - Google Patents

一种多路径公平性传输控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103475600A
CN103475600A CN2013104140641A CN201310414064A CN103475600A CN 103475600 A CN103475600 A CN 103475600A CN 2013104140641 A CN2013104140641 A CN 2013104140641A CN 201310414064 A CN201310414064 A CN 201310414064A CN 103475600 A CN103475600 A CN 103475600A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fairness
packet loss
transmission
transmission rate
bottleneck link
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013104140641A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103475600B (zh
Inventor
胡博
陈山枝
宋浩
司琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Posts and Telecommunications filed Critical Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN201310414064.1A priority Critical patent/CN103475600B/zh
Publication of CN103475600A publication Critical patent/CN103475600A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103475600B publication Critical patent/CN103475600B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

一种多路径公平性传输控制方法，其特征在于，针对TCP/IP网络传输中的瓶颈链路，先计算该瓶颈链路处的公平性因子，然后判断带宽占用的公平性变化趋势，通过调节多路径终端的传输控制策略，保证瓶颈链路处带宽占用的公平性，保证网络传输资源的高效使用。

Description

一种多路径公平性传输控制方法
技术领域
本发明涉及一种多路径公平性传输控制方法，主要用于多路径终端在瓶颈链路处的传输调度控制，保证瓶颈链路处带宽占用的公平性。 
背景技术
近年来，计算机通信技术和下一代网络技术飞速发展，促进了多路径传输通信技术的不断发展，典型的多路径传输技术包括：多路径并行SCTP(CMT-SCTP),多路径TCP(MPTCP)等。多路径传输通信技术主要是为了提高网络传输带宽和传输利用率而设计的，同时，多路径传输也带来了网络带宽占用公平性的问题，即多路径传输终端在网络瓶颈链路处采用多条传输子流传输，侵占单路径传输终端的带宽资源，造成网络带宽分配不公平，加剧网络环境恶化。 
针对多路径传输的公平性问题，国内外研究机构和组织已开展了相关工作，并提出了一些解决方法。例如文献《Designing and Implementing a Deployable Multipath TCP》（刊于USENIX NSDI，2011），文献《Multipath Congestion Control for Shared Bottleneck》（刊于PFLDNeT workshop，2009），文献《Practical Congestion Control for Multipath Transport Protocols》（刊于University College London Report），文献《Coupled Congestion Control for Multipath Transport Protocols》（RFC6536），文献《PACC: A Path Associativity Congestion Control and Throughput Model for Multi-path TCP》（刊于International Conference on Computational Science），文献《On the Fairness of Transport Protocols in a Multi-Path Environment》（刊于International Conference on Communications）等，上述传输控制方法能够对瓶颈链路处的带宽占用公平性进行评估，并通过控制多路径终端的数据发送速率，调整瓶颈链路处带宽占用的公平性。但是，该些瓶颈链路处带宽占用公平性的评估方法，无法反映瓶颈带宽处带宽占用公平性的变化趋势，可能导致传输速率的调节向相反的方向进行，加剧络传输环境的恶化。 
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种多路径公平性传输控制方法。一方面，该方法设计了一种公平性因子，该公平性因子不仅能够反映当前在瓶颈链路处带宽占用的公平性程度，而且能够反映公平性变化的趋势。另一方面，该方法能够根据计算得出的公平性因子，对多路径传输终端的传输控制策略进行调整，保证瓶颈链路处带宽占用的公平性，保证网络传输资源的高效使用。 
本发明的有益效果是：提出的公平性因子能够反映瓶颈链路处带宽占用的公平性变化趋势，通过调节多路径终端的传输控制策略，保证瓶颈链路处带宽占用的公平性，保证网络传输资源的高效使用。
附图说明 
图1是本发明的多路径公平性传输方法流程图。
具体实施方式
参见图1，本发明主要是先计算求得瓶颈链路处带宽占用的公平性因子，然后判断公平性变化的趋势，通过调节多路径终端的传输控制策略，保证瓶颈链路处带宽占用的公平性，保证网络传输资源的高效使用。 
公平性因子表示瓶颈链路处带宽占用公平性的程度，其导数值可以直接判断瓶颈链路处带宽占用公平性的变化趋势，当其导数值大于0时，多路径传输策略相应提高发送速率；当其导数小于0时，多路径传输策略相应降低发送速率，保证瓶颈链路处带宽占用的公平性。本发明的方法包括以下步骤： 
步骤1：多路径传输终端记录相邻两次在瓶颈链路处丢包时刻的发送速率值，判断是否相等，如果不相等，转到步骤2；如果相等，转到步骤3；
步骤2：计算公平性因子 
Figure 855216DEST_PATH_IMAGE001
，对其进行求导，得到导数
Figure 615362DEST_PATH_IMAGE002
,若>0，将发送速率调整为 
Figure 18979DEST_PATH_IMAGE004
，其中
Figure 625540DEST_PATH_IMAGE005
。若
Figure 618904DEST_PATH_IMAGE006
<0,则将发送速率调整为
Figure 310917DEST_PATH_IMAGE007
,其中
Figure 47929DEST_PATH_IMAGE008
。
步骤3：判断多路径传输在丢包之前是否能够满足服务质量需求，若能够满足，计算公平性因子，将多路径传输每次丢包之后的发送速率设为丢包时刻发送速率的
Figure 508997DEST_PATH_IMAGE009
是瓶颈链路处的总带宽。在每收到一个ACK确认后，发送窗口增加
Figure 938841DEST_PATH_IMAGE010
。若在丢包之前发送速率始终处于变化的，计算公平性因子，并将多路径传输每次丢包之后的发送速率设为丢包时刻的
Figure 393273DEST_PATH_IMAGE012
，每收到一个ACK确认，发送窗口增加1。 
所述的公平性因子的计算方法如下： 
步骤1：多路径传输终端记录相邻两次在瓶颈链路处丢包时刻的发送速率值。判断是否相等，若
Figure 974427DEST_PATH_IMAGE013
，转到步骤2；若
Figure 309594DEST_PATH_IMAGE014
，则
若
Figure 976198DEST_PATH_IMAGE015
，则
Figure 992696DEST_PATH_IMAGE016
，其中
Figure 490673DEST_PATH_IMAGE017
；
若
Figure 200004DEST_PATH_IMAGE018
，则
Figure 150642DEST_PATH_IMAGE019
，其中
Figure 970830DEST_PATH_IMAGE020
，C是瓶颈带宽处总带宽。
步骤2：若发送速率在丢包之前满足服务质量需求，则可以计算得到公平性因子
Figure 323314DEST_PATH_IMAGE021
，,其中
Figure 641480DEST_PATH_IMAGE023
是最大传输单元，是相邻两次丢包的时间间隔, 是数据包平均往返时间；若发送速率在丢包之前有一直处于不断增长状态，则可以计算得到公平性因子，,其中是最大传输单元，
Figure 672201DEST_PATH_IMAGE029
是相邻两次丢包的时间间隔, 
Figure 888376DEST_PATH_IMAGE030
是数据包平均往返时间,
Figure 2013104140641100002DEST_PATH_IMAGE031
是丢包率。 

Claims (4)

1.一种多路径公平性传输控制方法，其特征在于，针对TCP/IP网络传输中的瓶颈链路，先计算该瓶颈链路处的公平性因子，然后判断带宽占用的公平性变化趋势，通过调节多路径终端的传输控制策略，保证瓶颈链路处带宽占用的公平性，保证网络传输资源的高效使用。
2.根据权利要求1所述的多路径公平性传输控制方法，其特征在于，所述的公平性因子表示瓶颈链路处带宽占用公平性的程度，其导数值可以直接判断瓶颈链路处带宽占用公平性的变化趋势，当其导数值大于0时，多路径传输策略相应提高发送速率；当其导数小于0时，多路径传输策略相应降低发送速率，保证瓶颈链路处带宽占用的公平性。
3.根据权利要求1所述的多路径公平性传输控制方法，其特征在于，所述的方法具体包括以下步骤：
步骤1：多路径传输终端记录相邻两次在瓶颈链路处丢包时刻的发送速率值，判断是否相等，如果不相等，转到步骤2；如果相等，转到步骤3；
步骤2：计算公平性因子                                                
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE001
，对其进行求导，得到导数
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE002
,若
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE003
>0，将发送速率调整为 
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE004
，其中
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE005
。若
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE006
<0,则将发送速率调整为
Figure DEST_PATH_IMAGE007
,其中
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE008
。
步骤3：判断多路径传输在丢包之前是否能够满足服务质量需求，若能够满足，计算公平性因子，将多路径传输每次丢包之后的发送速率设为丢包时刻发送速率的
Figure DEST_PATH_IMAGE009
是瓶颈链路处的总带宽。在每收到一个ACK确认后，发送窗口增加
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE010
。若在丢包之前发送速率始终处于变化的，计算公平性因子
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，并将多路径传输每次丢包之后的发送速率设为丢包时刻的
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE012
，每收到一个ACK确认，发送窗口增加1。
4.根据权利要求1所述的多路径公平性传输控制方法，其特征在于，所述的公平性因子的计算方法包括以下步骤：
步骤1：多路径传输终端记录相邻两次在瓶颈链路处丢包时刻的发送速率值。判断是否相等，若
Figure DEST_PATH_IMAGE013
，转到步骤2；若
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE014
，则
若
Figure DEST_PATH_IMAGE015
，则
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE016
，其中；
若
Figure 2013104140641100001DEST_PATH_IMAGE018
，则
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，其中，C是瓶颈带宽处总带宽。
步骤2：若发送速率在丢包之前满足服务质量需求，则可以计算得到公平性因子
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE023
是最大传输单元，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
是相邻两次丢包的时间间隔, 是数据包平均往返时间；若发送速率在丢包之前有一直处于不断增长状态，则可以计算得到公平性因子
Figure DEST_PATH_IMAGE026
，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE028
是最大传输单元，是相邻两次丢包的时间间隔, 
Figure DEST_PATH_IMAGE030
是数据包平均往返时间,
Figure DEST_PATH_IMAGE031
是丢包率。
CN201310414064.1A 2013-09-12 2013-09-12 一种多路径公平性传输控制方法 Expired - Fee Related CN103475600B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310414064.1A CN103475600B (zh) 2013-09-12 2013-09-12 一种多路径公平性传输控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310414064.1A CN103475600B (zh) 2013-09-12 2013-09-12 一种多路径公平性传输控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103475600A true CN103475600A (zh) 2013-12-25
CN103475600B CN103475600B (zh) 2016-05-11

Family

ID=49800304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310414064.1A Expired - Fee Related CN103475600B (zh) 2013-09-12 2013-09-12 一种多路径公平性传输控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103475600B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101056261A (zh) * 2007-05-21 2007-10-17 中南大学 多速率无线局域网中接入节点的主动拥塞处理方法
US20080025216A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Technische Universitaet Berlin Method and communication system for optimizing the throughput of a TCP flow in a wireless network
CN102209077A (zh) * 2011-06-09 2011-10-05 山东大学 基于改进tfmcc协议的通信方法
CN102739508A (zh) * 2011-04-14 2012-10-17 北京邮电大学 一种高速网络数据传输的方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080025216A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Technische Universitaet Berlin Method and communication system for optimizing the throughput of a TCP flow in a wireless network
CN101056261A (zh) * 2007-05-21 2007-10-17 中南大学 多速率无线局域网中接入节点的主动拥塞处理方法
CN102739508A (zh) * 2011-04-14 2012-10-17 北京邮电大学 一种高速网络数据传输的方法及系统
CN102209077A (zh) * 2011-06-09 2011-10-05 山东大学 基于改进tfmcc协议的通信方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
候萍: "《基于控制理论的网络拥塞控制算法研究》", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库信息科技集》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103475600B (zh) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105049369A (zh) 异构无线网络中基于mptcp的视频传输拥塞控制方法
CN102104908B (zh) 一种数据传输控制方法及设备
TWI487389B (zh) 避免網路壅塞的方法及其裝置
Le et al. ecMTCP: An energy-aware congestion control algorithm for multipath TCP
CN106059951B (zh) 一种用于dcn中基于多级拥塞反馈的传输控制方法
CN104661260A (zh) 一种QoS感知和负载均衡的无线Mesh智能电网路由机制
CN1729664A (zh) 保护无线网络中的实时数据
CN101599965B (zh) 基于测量的自适应高速信息传输方法
CN103647722B (zh) 一种基于信誉的链路拥塞控制方法
CN104994036A (zh) 一种多路径传输协议中的动态数据调度方法
CN104702527B (zh) 多路径tcp中面向多优先级连接的拥塞时间窗控制方法
CN107360101B (zh) 一种基于自适应参数的tcp拥塞控制算法
CN104683259A (zh) Tcp拥塞控制方法及装置
CN103929369A (zh) 一种基于tcp友好的多路传输控制机制
CN103312606A (zh) 一种基于多路径并发的无线Mesh网络路由及其方法
Aslam et al. Adaptive TCP-ICCW congestion control mechanism for QoS in renewable wireless sensor networks
CN105376172B (zh) 一种控制网络拥塞的方法
Zhao et al. ON/OFF traffic shaping in the Internet: Motivation, challenges, and solutions
CN102932840A (zh) 一种基于速率和队列长度的无线路由器主动队列管理方法
WO2016065676A1 (zh) 基于吞吐率和丢包控制cwnd的优化方法和系统
CN101969432B (zh) 基于随机回退的tcp拥塞窗口的控制方法
CN108989138A (zh) 数据传输方法、装置、系统及网关
CN102801692B (zh) 一种基于分裂连接的传输控制协议优化方法及系统
CN108432287A (zh) 一种数据传输方法及网络侧设备
EP2095594B1 (en) A method and device for transmitting tcp data over asymmetric links

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160511

Termination date: 20210912