CN105228181A - 一种基于ap优化tcp连接的方法、ap和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线网络通信技术领域，公开了一种基于AP优化TCP连接的方法、AP和系统，该优化TCP连接的方法包括：TCP代理的TCP协议栈将发送端发送的TCP报文转发至AP的无线驱动模块，其中，所述TCP代理设置在建立TCP连接的发送端与目的端之间的接入点AP上；无线驱动模块向目的端发送所述TCP报文；以及无线驱动模块向所述TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功。本发明在AP发送报文给终端出现丢包的时候可以实现快速重传TCP报文，在AP发送报文给终端成功时，生成一个TCP？ACK报文，使得有可能触发TCP协议栈继续发送数据，提高TCP的传输效率。

Description

一种基于AP优化TCP连接的方法、AP和系统

技术领域

本发明涉及无线网络通信技术领域，具体地，涉及一种基于AP(AccessPoint，即接入点)优化TCP(TransmissionControlProtocol，即传输控制协议)连接的方法、AP和系统。

背景技术

通常，无线网络环境主要有如下特点：

(1)无线设备共享信道资源，在信道利用率高的情况下，容易出现丢包。

(2)无线接入点的功率普遍比无线终端高，会出现上下行功率不对等问题，下行功率大于上行功率。

(3)无线信号容易受到环境的影响，丢包和时延不均匀。

(4)无线信号的信号强度受到无线终端与接入点的距离影响，距离远时，信号强度变低，时延和丢包会增加。

因此，在无线网络环境下，由于复杂的无线环境的干扰，容易发生延时和丢包，网络很不稳定，跟有线网络环境相比，在网络稳定性上存在很大的差别，从而导致了TCP连接在无线网络环境下的传输效率较低，使得有些应用的用户体验差。

针对无线网络环境下存在的问题，现有技术中的解决方案通常是在AP上建立TCP代理。TCP代理是处理基于内容的网络业务的常见手段，其基本模型是在原本互通的TCP发送端与目的端之间加入代理端，使原本直接交互的两端分别与代理端进行交互，同时代理端可根据业务的需要对两端交互的内容进行修改。因此，通过TCP代理把终端到服务器的一条TCP连接变成两条TCP连接，一条是终端到AP的TCP连接，一条是AP到服务器的连接，这两条TCP连接也把网络分为无线网络环境和有线网络环境，然后根据无线网络环境，优化TCP的拥塞算法，从而减少TCP的拥塞机会，以提高TCP的传输效率和应用的用户体验。这种方案通过改进TCP的拥塞算法，可以提高TCP的传输效率，但是没有实现与无线驱动模块联动，不能及时向TCP代理模块反馈报文是否发送成功，从而影响TCP协议栈重传报文或继续发送报文的效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于AP的优化TCP连接的方法、AP和系统，用于解决TCP连接在无线网络环境下的传输效率较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于AP优化TCP连接的方法，该方法包括：TCP代理的TCP协议栈将发送端发送的TCP报文转发至AP的无线驱动模块，其中，所述TCP代理设置在建立TCP连接的发送端与目的端之间的接入点AP上；无线驱动模块向目的端发送所述TCP报文；以及无线驱动模块向所述TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功。

优选地，无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功包括：若AP收到目的端回应的ACK帧，则无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文发送成功，否则向TCP协议栈反馈TCP报文发送失败。

优选地，无线驱动模块向所述TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功包括：在AP未收到目的端回应的无线ACK帧的情况下，所述无线驱动模块根据预定的时间间隔和预定的次数向所述目的端重新发送所述TCP报文；以及在重新发送所述TCP报文的过程中，如果接收到所述目的端响应的ACK帧，则确定TCP报文发送成功，否则确定TCP报文发送失败。

优选地，所述方法还包括：无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文发送成功时，生成一个TCPACK报文，并将该TCPACK报文发送给TCP协议栈，TCP协议栈收到该TCPACK报文后，清除对应的未确认发送成功的TCP报文。

优选地，所述无线驱动模块上配置有反馈模块，且所述无线驱动模块通过该反馈模块向TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功，其中，所述反馈模块配置有能与所述TCP协议栈进行通信的接口。

本发明的技术方案还提供了一种AP，该AP位于建立TCP连接的发送端与目的端之间，且包括依次连接的TCP代理模块和无线驱动模块；其中，所述TCP代理模块，用于通过TCP协议栈将发送端发送的TCP报文转发至所述无线驱动模块；所述无线驱动模块，用于向目的端发送所述TCP报文，并向所述TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功。

优选地，所述TCP代理模块包括：TCP协议栈模块，用于通过TCP协议栈将发送端发送的TCP报文转发至无线驱动模块，并接收所述无线驱动模块向TCP协议栈反馈的TCP报文是否发送成功的消息；快速重传模块，用于在所述TCP协议栈模块接收到所述无线驱动模块反馈的TCP报文发送失败的消息时，启动TCP协议栈快速重传发送失败的TCP报文，且在快速重传过程中不改变TCP连接的拥塞情况；以及处理模块，用于在所述TCP协议栈模块接收到所述无线驱动模块反馈的TCP报文发送成功的消息时，启动TCP协议栈清除对应的未确认发送成功的TCP报文。

优选地，所述无线驱动模块包括：反馈模块，其配置有能与所述TCP协议栈进行通信的接口，用于使所述无线驱动模块通过该反馈模块向TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功。

优选地，所述反馈模块还用于在向TCP协议栈反馈TCP报文发送成功时，生成一个TCPACK报文，并将该TCPACK报文发送给所述TCP代理模块，以使TCP协议栈收到TCPACK报文后再清除对应的未确认发送成功的TCP报文。

本发明的技术方案还包括一种基于AP优化TCP连接的系统，该系统包括依次连接的发送端、AP和目的端，其中，所述AP为上述技术方案中任意所述的AP。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明利用了TCP代理技术，在AP发送报文给终端出现丢包的时候可以实现快速重传TCP报文，减少了重传报文的时间间隔，从而提高了TCP的传输效率；在AP发送报文给终端成功时，生成一个TCPACK报文，使得有可能触发TCP协议栈继续发送数据，从而避免了有可能出现终端回复的TCPACK报文丢失的情况导致的TCP协议栈无法继续发送数据的现象，从而达到了提高TCP的传输效率的目的。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例中优化TCP连接的方法的流程示意图。

图2是本发明实施例中从发送端至目的端的TCP报文的传输过程示意图。

图3是本发明实施例中优化TCP连接的AP及系统的结构示意图

附图标记说明

1AP2发送端

3目的端11TCP代理模块

12无线驱动模块13反馈模块

111TCP协议栈模块112快速重传模块

113处理模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明中的AP是指广义上的AP，它不仅包括单纯性无线接入点(无线AP，也称瘦AP)，也包括无线路由器(含无线网关、无线网桥，也称胖AP)等类型的设备。AP是通过无线驱动模块发送TCP报文的，常规无线驱动模块接收TCP协议栈发送的数据，并将数据转换成无线信号发送到终端，再等待接收终端回应的无线ACK帧，若预定时间内没收到无线ACK帧则重传报文，否则不重传。而TCP代理则是通过模拟终端与服务器建立连接，再模拟服务器与终端建立连接，在TCP连接建立之后，TCP代理则对终端与服务器之间通信的报文进行修改以及转发。

因此，本发明的基本发明构思是将AP的无线驱动模块与TCP代理技术相结合，提出一种新的基于AP优化TCP连接的方法，如图1所示，该方法包括：

S100，在建立TCP连接的发送端(下文以服务器作为发送端)与目的端(下文以终端作为目的端)之间的AP上设置TCP代理。

此步骤S100中，在AP上实现了TCP代理，把服务器到终端的一条TCP连接分成两条TCP连接，一条是终端到AP的TCP连接，称为无线端TCP连接，另一条是AP到服务器的TCP连接，称为有线端TCP连接。需说明的是，在AP上设置TCP代理的技术为本领域的常用技术，在此不再赘述。

S200，TCP代理的TCP协议栈将服务器发送的TCP报文转发至AP的无线驱动模块，无线驱动模块再向终端发送TCP报文。

此步骤S200中，建立TCP代理后，可通过TCP代理的TCP协议栈来发送TCP报文。TCP协议是一种有连接的可靠的传输层协议，其为了保证不发生丢包，给每个字节分配一个序列号，同时序列号也可以保证接收方按照顺序接收数据，然后接收方对已成功收到的字节发回一个确认(ACK)，如果发送方在合理的往返时延内未收到确认，那么发送方将重传数据。

进一步地，如图2所示，所述步骤S200又包括：

S201，服务器先把要发送的TCP报文发到有线端TCP连接的TCP代理缓冲区中，有线端TCP连接的TCP代理再将TCP报文发送到无线端TCP连接的TCP代理缓冲区中。

S202，无线端TCP连接的TCP代理再将要发送的TCP报文放入TCP协议栈。

S203，TCP协议栈将TCP报文发送到AP的无线驱动模块中。

S204，AP的无线驱动模块接收到TCP报文后，会将TCP报文转换成无线信号发送到终端。

上述步骤S201-S204示意了TCP报文从服务器发送到终端的单一流程，但是在TCP报文的连续发送中，还要进一步考虑终端接收TCP报文后向AP反馈的回应，而AP则根据接收到的回应的情况来决定重新发送数据或者触发TCP协议栈继续发送数据。

S300，无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功的消息。

相对于现有技术中，目的端直接向发送端回复确认报文的方式，在本实施例的步骤S300中，是通过无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功，具体包括：若AP收到终端回应的无线ACK帧，则无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文发送成功，否则向TCP协议栈反馈TCP报文发送失败。

为进一步保证无论TCP报文发送成功与否，无线驱动模块都向TCP协议栈反馈信息，本实施例的无线驱动模块相对于现有技术还配置有反馈模块，且所述反馈模块配置有能与所述TCP协议栈进行通信的接口，该接口是TCP协议栈向无线驱动模块提供调用功能的接口，并且该反馈模块的接口用于对发送成功的TCP报文生成一个TCPACK报文，发送失败则生成重传信息报文，然后把报文送入缓冲队列，唤醒TCP协议栈处理。对于反馈模块在本实施例中所起的具体作用，将在下文中详细描述。

本实施例在AP未收到目的端回应的无线ACK帧的情况下，所述无线驱动模块通过重发所述TCP报文确定TCP报文是否发送成功，具体包括：所述无线驱动模块根据预定的时间间隔和预定的次数向所述目的端重新发送所述TCP报文；在重新发送所述TCP报文的过程中，如果接收到所述目的端回应的无线ACK帧，则确定TCP报文发送成功，否则确定TCP报文发送失败。其中，设定的重发时间和预定的重发次数可以通过AP来进行设置。

S400，根据步骤S300，若TCP报文发送失败，TCP协议栈快速重传发送失败的TCP报文。

本实施例中，在认定报文丢失后，通过反馈模块的接口向TCP协议栈反馈TCP报文发送失败的消息，TCP协议栈收到TCP报文发送失败的消息后，快速重传该丢失的TCP报文。需要说明的是，常规的快速重传方法利用TCP的拥塞控制机制通知TCP协议栈快速重传，该拥塞控制机制的特点是会在通知的过程中调整原有TCP连接的拥塞情况，而本实施例通过反馈模块的接口通知TCP协议栈快速重传，不调用TCP的拥塞控制机制，从而在快速重传过程中不改变TCP连接的拥塞情况，直接利用原有TCP连接传送报文，减少了调整TCP连接拥塞情况的步骤，提高了TCP的传输效率。关于快速重传的其余实现细节，则与常规快速重传方法相同或相近，具体实现方案可参考现有技术中的相关文献。

S500，根据步骤S300，若TCP报文发送成功，无线驱动模块生成一个TCPACK报文，TCP协议栈则根据该TCPACK报文清除对应的未确认发送成功的TCP报文。

若是AP的无线驱动模块收到终端回应的无线ACK帧，表明终端已收到TCP报文，即TCP报文发送成功，此时终端还应向AP的TCP协议栈回应TCPACK报文，以使无线端的TCP连接能及时根据TCPACK报文清除TCP协议栈中已发送成功但未确认的TCP报文。其中，需要说明的是，无线ACK帧是针对无线协议的ACK帧，该帧不会包含TCP数据，其只用于确认终端有收到报文(该报文不一定是TCP报文)，无线ACK帧丢失，会使无线驱动模块根据预定时间间隔和次数重传报文，而TCPACK报文是终端反馈给TCP协议栈的，用于向TCP协议栈确认已发送成功的TCP报文，以使TCP协议栈及时清除已发送成功的报文，并触发发送新的报文。

但是，因为网络拥塞易出现丢包以及无线竞争激烈等原因，终端发送的TCPACK报文有可能丢失或者根本无法发送TCPACK报文，从而使得无线端的TCP连接因接收不到TCPACK报文而无法继续发送数据。因此，在本实施例中，无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文发送成功的消息，生成一个TCPACK报文，无线驱动模块将该TCPACK报文发送给TCP协议栈，TCP协议栈收到该TCPACK报文后，根据该TCPACK报文清除对应的未确认发送成功的TCP报文。在具体的执行过程中，无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文发送成功的消息时，也调用反馈模块提供的接口，且是通过所述反馈模块生成并发送TCPACK报文的，TCP协议栈收到并处理该TCPACK报文，再清除对应的未确认发送成功的TCP报文，从而使TCP协议栈有可能触发发送新的TCP报文。需说明的是，若是终端回应的TCPACK报文未丢失，并与反馈模块生成的TCPACK报文均反馈给TCP协议栈，则TCP协议栈优先选择先到TCP协议栈的TCPACK报文进行处理，而直接丢弃另一个TCPACK报文。

基于与上述优化TCP连接的方法的相同的发明构思，本发明的其他实施例还提供了一种优化TCP连接的AP以及一种优化TCP连接的系统，由于该AP和系统解决相应技术问题所采用的技术手段与上述优化TCP连接的方法相似，因此相应的实施过程也可参考上述优化TCP连接的方法的相应实施步骤，在此不再赘述。

如图3所示，本发明的另一实施例还提出了一种AP1，该AP1位于建立TCP连接的发送端2与目的端3之间，且包括依次连接的TCP代理模块11和无线驱动模块12：其中，所述TCP代理模块11，用于通过TCP协议栈将发送端发送的TCP报文转发至所述无线驱动模块，并接收所述无线驱动模块12向TCP协议栈反馈的TCP报文是否发送成功的消息，若发送失败，启动TCP协议栈快速重传发送失败的TCP报文，若发送成功，则启动TCP协议栈则清除对应的未确认发送成功的TCP报文；所述无线驱动模块12，用于将TCP报文发送至目的端，并向TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功的消息。

进一步地，所述TCP代理模块11包括：TCP协议栈模块111，用于通过TCP协议栈将发送端发送的TCP报文转发至无线驱动模块，并接收所述无线驱动模块向TCP协议栈反馈的TCP报文是否发送成功的消息；快速重传模块112，用于在所述TCP协议栈模块接收到所述无线驱动模块反馈的TCP报文发送失败的消息时，启动TCP协议栈快速重传发送失败的TCP报文，且在快速重传过程中不改变TCP连接的拥塞情况；以及处理模块113，用于在所述TCP协议栈模块接收到所述无线驱动模块反馈的TCP报文发送成功的消息时，启动TCP协议栈清除对应的未确认发送成功的TCP报文。

进一步地，本实施例的无线驱动模块还配置有反馈模块13(需说明的是，反馈模块是配置在无线驱动模块中的功能模块，图3中无线驱动模块12和反馈模块13之间的箭头示意无线驱动模块12对反馈模块13的调用，以便于更清楚地说明该AP的数据处理流程)，该反馈模块13配置有能与所述TCP协议栈进行通信的接口，用于使所述无线驱动模块12通过调用该反馈模块13向TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功的消息。此外，所述反馈模块还用于在向TCP协议栈反馈TCP报文发送成功的消息时，生成一个TCPACK报文，并将该TCPACK报文发送给所述TCP代理模块，以使TCP协议栈收到TCPACK报文后再清除对应的未确认发送成功的TCP报文。

如图3所示，本发明的其他实施例还公开了一种基于AP优化TCP连接的系统，该系统包括依次连接的发送端2、AP1和目的端3，其中，所述AP1为上述各实施例中任意所述的AP。

综上所述，本发明的各实施例利用了TCP代理技术，在AP发送报文给终端出现丢包的时候可以实现快速重传TCP报文，减少了重传报文的时间间隔，从而提高了TCP的传输效率；在AP发送报文给终端成功时，生成一个TCPACK报文，使得有可能触发TCP协议栈继续发送数据，从而避免了有可能出现终端回复的TCPACK报文丢失的情况导致的TCP协议栈无法继续发送数据的现象，从而达到了提高TCP的传输效率的目的。

需说明的是，实现上述所述实施例的全部或部分步骤以及相应的功能模块所指定的全部或部分功能可以通过计算机程序产品来完成，计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于实现本发明实施例的各个方面的计算机可读程序指令。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种基于AP优化TCP连接的方法，其特征在于，该方法包括：

TCP代理的TCP协议栈将发送端发送的TCP报文转发至AP的无线驱动模块，其中，所述TCP代理设置在建立TCP连接的发送端与目的端之间的接入点AP上；

无线驱动模块向目的端发送所述TCP报文；以及

无线驱动模块向所述TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功包括：

若AP收到目的端回应的无线ACK帧，则无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文发送成功，否则向TCP协议栈反馈TCP报文发送失败。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无线驱动模块向所述TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功包括：

在AP未收到目的端回应的无线ACK帧的情况下，所述无线驱动模块根据预定的时间间隔和预定的次数向所述目的端重新发送所述TCP报文；以及

在重新发送所述TCP报文的过程中，如果接收到所述目的端响应的ACK帧，则确定TCP报文发送成功，否则确定TCP报文发送失败。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

无线驱动模块向TCP协议栈反馈TCP报文发送成功时，生成一个TCPACK报文，并将该TCPACK报文发送给TCP协议栈，TCP协议栈收到该TCPACK报文后，清除对应的未确认发送成功的TCP报文。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述无线驱动模块上配置有反馈模块，且所述无线驱动模块通过该反馈模块向TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功，其中，所述反馈模块配置有能与所述TCP协议栈进行通信的接口。

6.一种AP，其特征在于，该AP位于建立TCP连接的发送端与目的端之间，且包括依次连接的TCP代理模块和无线驱动模块；其中，

所述TCP代理模块，用于通过TCP协议栈将发送端发送的TCP报文转发至所述无线驱动模块；

所述无线驱动模块，用于向目的端发送所述TCP报文，并向所述TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功。

7.根据权利要求6所述的AP，其特征在于，所述TCP代理模块包括：

TCP协议栈模块，用于通过TCP协议栈将发送端发送的TCP报文转发至无线驱动模块，并接收所述无线驱动模块向TCP协议栈反馈的TCP报文是否发送成功的消息；

快速重传模块，用于在所述TCP协议栈模块接收到所述无线驱动模块反馈的TCP报文发送失败的消息时，启动TCP协议栈快速重传发送失败的TCP报文，且在快速重传过程中不改变TCP连接的拥塞情况；以及

处理模块，用于在所述TCP协议栈模块接收到所述无线驱动模块反馈的TCP报文发送成功的消息时，启动TCP协议栈清除对应的未确认发送成功的TCP报文。

8.根据权利要求6或7所述的AP，其特征在于，所述无线驱动模块包括：

反馈模块，其配置有能与所述TCP协议栈进行通信的接口，用于使所述无线驱动模块通过该反馈模块向TCP协议栈反馈TCP报文是否发送成功。

9.根据权利要求8所述的AP，其特征在于，所述反馈模块还用于在向TCP协议栈反馈TCP报文发送成功时，生成一个TCPACK报文，并将该TCPACK报文发送给所述TCP代理模块，以使TCP协议栈收到TCPACK报文后再清除对应的未确认发送成功的TCP报文。

10.一种基于AP优化TCP连接的系统，其特征在于，该系统包括依次连接的发送端、AP和目的端，其中，所述AP为权利要求6至9中任一项所述的AP。