CN105991462B - 传输控制协议tcp数据包的发送方法、发送装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种传输控制协议TCP数据包的发送方法、发送装置和系统。该发送方法包括：获取在网络中发送TCP数据包的第一往返时延，确定第二往返时延；如果所述第一往返时延大于所述第二往返时延，则以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口；如果所述第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，则以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口；将所述TCP数据包以所述第一拥塞窗口进行发送。通过本发明公开的技术方案，从获取所述第一往返时延时的当前拥塞窗口一步到位地增长到第一拥塞窗口，更能够满足业务的吞吐率需求，也更有效地利用网络带宽。

Description

传输控制协议TCP数据包的发送方法、发送装置和系统
技术领域
本发明实施例涉及网络技术领域，尤其涉及传输控制协议TCP数据包的发送方法、发送装置和系统。
背景技术
网络拥塞(congestion)，是指网络中传送的报文过多，但网络中存储转发节点的资源有限，导致网络传输性能下降。发生网络拥塞时，一般会出现数据丢失、时延增加、吞吐量下降等现象，网络拥塞严重时会导致拥塞崩溃(congestion collapse)。伴随着高吞吐率应用(例如音视频的在线播放应用)的业务量快速增多，需通过网络传输的数据量也急剧增长，要求网络保持高吞吐率，如果用于协调网络资源的拥塞控制措施不够合理，即使网络带宽足够也会严重影响高吞吐率应用的良好使用。
传输控制协议(Transmission Control Protocol，简称TCP)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC793定义。自TCP诞生至今，诸多研究者提出了一系列TCP的拥塞控制机制，其目标是为了保证负载不能超过网络的最大承受能力而设置的自我调节和恢复的机制。TCP的拥塞控制包括拥塞避免和拥塞恢复；其中，拥塞避免是一种预防机制，为尽量避免网络进入拥塞状态，保持网络在高吞吐量和低时延的状态下工作；拥塞恢复则是一种恢复机制，即拥塞已经发生了，需要将网络从拥塞状态中恢复出来，重新进入高吞吐量和低延迟的状态。
截至目前，TCP的拥塞控制的一种成熟的实现方式是，调节拥塞窗口(congestionwindow，简称CWND)的大小来控制TCP报文的吞吐率。拥塞窗口的大小是指在一个往返时延(Round Trip Time，RTT)内可以最多发送的TCP数据包数。拥塞窗口越大，数据发送的速率也就越快，吞吐率也就越大，但也越有可能发生网络拥塞；反之，拥塞窗口越小，数据发送的速率也就越慢，吞吐率也就越小，发生网络拥塞的可能性也就越小，例如：拥塞窗口为1最大报文段长度(Maximum Segment Size，简称MSS)，每发送1个报文需要等到接收方确认才能发送第2个报文，这必然不会造成网络拥塞，但是吞吐率极低。TCP的拥塞控制就是为了调节出最优的拥塞窗口值，使得吞吐率最大化且不产生拥塞。目前，随着对吞吐率需求的发展，已有多种成熟的窗口调整算法，包括Reno算法和CUBIC算法等。
例如，Reno算法是应用最广泛且成熟的TCP拥塞控制算法，该算法所包含的慢启动、拥塞避免和快速重传、快速恢复机制，是现有的众多算法的基础。在Reno算法的运行机制中，为维持一个动态平衡，必须周期性地产生一定量的TCP数据包丢失，再加上AIMD(全称：Additive Increase Multiplicative Decrease)机制(即加性增，乘性减)，一个TCP数据包的丢失所带来的拥塞窗口缩小需花费较长时间来恢复，带宽利用率不高，尤其是在大拥塞窗口的情况下，这种弊端越发明显。对于Reno算法，当检测到一个TCP数据包丢失时立刻将拥塞窗口减小至一半大小，在拥塞恢复阶段，每一轮拥塞窗口中数据传输的RTT后将拥塞窗口增加1MSS(即增幅为1MSS)，将TCP数据包丢失时的拥塞窗口从一半大小恢复耗时较长；以网络具有100兆的网络带宽和100毫秒的时延为例，吞吐率逼近网络带宽时拥塞窗口值约为863MSS，Reno算法需经过431轮RTT才能将TCP数据包丢失时的拥塞窗口从一半大小恢复，大约耗时43.1秒。相比于Reno算法，在拥塞窗口增长方面CUBIC算法有所改进，CUBIC算法会记录TCP数据包丢失时的拥塞窗口，在未达到记录的拥塞窗口时以近似慢启动的指数方式增加窗口，当靠近记录的拥塞窗口时，大幅减小拥塞窗口的增长步幅，维持一段时间后拥塞窗口的增长步幅重新调整为近似指数的快速增长，如果仅是偶然维持了该段时间，CUBIC算法仍在该段时间后快速增长拥塞窗口必然在再次网络拥塞时造成更多TCP数据包的丢失，造成网络状况进一步恶化。
所以，上述两种算法(包括Reno算法和CUBIC算法)在进行TCP拥塞控制都存在以下相同缺点：按照预设的固定值进行拥塞窗口增长，不能有效利用当前良好的网络带宽，甚至在调节拥塞窗口时可能做出与实际网络状况截然相反的调整策略，影响应用对吞吐量的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种传输控制协议TCP数据包的发送方法、发送装置和系统，根据业务所期望获得的吞吐率和发送所述TCP数据包的往返时延调整拥塞窗口，以调整后的拥塞窗口控制TCP数据包的发送能够尽量满足业务的吞吐率。
第一方面，本发明实施例提供了一种传输控制协议TCP数据包的发送方法,所述方法包括：
获取在网络中发送TCP数据包的第一往返时延；
确定第二往返时延，所述第二往返时延为按照第一算法确定的拥塞窗口与按照第二算法确定的拥塞窗口具有同等大小时的往返时延，其中，所述第一算法根据所述第一往返时延确定拥塞窗口的增长步幅，所述第二算法根据所述第一往返时延和目标吞吐率确定拥塞窗口的增长步幅，所述目标吞吐率为所述TCP数据包对应的业务所期望获得的吞吐率；
如果所述第一往返时延大于所述第二往返时延，则以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口；
如果所述第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，则以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口；
将所述TCP数据包以所述第一拥塞窗口进行发送。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述第二算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述目标吞吐率正相关、与所述第一往返时延负相关，所述第一算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述第一往返时延负相关。
结合第一方面或第一方面的以上任一项可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定的算法为：所述目标吞吐率等于所述业务的比特率乘以扩大系数，其中，所述扩大系数大于1。
结合第一方面或第一方面的以上任一项可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述方法还包括：
如果在发送所述TCP数据包的过程中发生丢包，则按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，其中，所述第二拥塞窗口根据所述TCP数据包发生丢包时的第三往返时延确定，且所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口的降低步幅与所述第三往返时延负相关；
将所述TCP数据包以所述第二拥塞窗口进行发送。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，具体包括：
如果所述第三往返时延等于时延区间的下限，则将所述TCP数据包发生丢包时的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，如果所述第三往返时延等于所述时延区间的上限，则将预设的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，其中，所述时延区间的上限为在所述网络中所述TCP的超时重传RTO，所述时延区间的下限为在所述网络轻载时的往返时延。
结合第一方面或第一方面的以上任一项可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口，具体包括：
若所述第一往返时延等于所述网络轻载的往返时延，将拥塞窗口的增长步幅取值为快速恢复值来获得所述第一拥塞窗口，所述快速恢复值与慢启动的数量级相同；
若所述第一往返时延等于所述网络中所述TCP的超时重传RTO，将拥塞窗口的增长步幅取值为1个最大报文段长度MSS来获得所述第一拥塞窗口；
若所述第一往返时延在所述网络轻载的往返时延和所述网络中所述TCP的超时重传RTO区间变化时，将拥塞窗口的增长步幅取值在1个MSS和所述快速恢复值之间且与所述第一往返时延负相关来获得所述第一拥塞窗口。
结合第一方面或第一方面的以上任一项可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口，具体包括：
根据所述目标吞吐率和所述第一往返时延计算目标窗口，将所述拥塞窗口的增长步幅取值为所述目标窗口与在所述网络所述TCP的当前拥塞窗口的差值来确定所述第一拥塞窗口。
结合第一方面或第一方面的以上任一项可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述方法还包括：
检测在所述网络发送所述TCP数据包的实际吞吐率；
如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值大于第一阈值、且所述网络发送所述TCP数据包的第四往返时延与网络轻载时检测到的往返时延的差值小于第二阈值，则增大所述目标吞吐率；
如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值小于第三阈值、且所述第四往返时延与所述网络轻载时检测到的往返时延的差值大于第四阈值，则减小所述目标吞吐率。
结合第一方面或第一方面的以上任一项可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述目标吞吐率通过目标吞吐率参数传递到TCP协议栈中。
第二方面，本发明实施例提供了一种传输控制协议TCP数据包的发送装置,所述装置包括：
时延确定单元，用于获取在网络中发送TCP数据包的第一往返时延，确定第二往返时延，所述第二往返时延为按照第一算法确定的拥塞窗口与按照第二算法确定的拥塞窗口具有同等大小时的往返时延，其中，所述第一算法根据所述第一往返时延确定拥塞窗口的增长步幅，所述第二算法根据所述第一往返时延和目标吞吐率确定拥塞窗口的增长步幅，所述目标吞吐率为所述TCP数据包对应的业务所期望获得的吞吐率；
窗口调整单元，用于如果所述第一往返时延大于所述第二往返时延，则以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口，如果所述第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，则以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口；
数据包发送单元，用于将所述TCP数据包以所述第一拥塞窗口进行发送。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述第二算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述目标吞吐率正相关、与所述第一往返时延负相关，所述第一算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述第一往返时延负相关。
结合第二方面或第二方面的以上任一项可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定的算法为：所述目标吞吐率等于所述业务的比特率乘以扩大系数，其中，所述扩大系数大于1。
结合第二方面或第二方面的以上任一项可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述窗口调整单元，还用于如果在发送所述TCP数据包的过程中发生丢包，则按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，其中，所述第二拥塞窗口根据所述TCP数据包发生丢包时的第三往返时延确定，且所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口的降低步幅与所述第三往返时延负相关；
所述数据包发送单元，还用于将所述TCP数据包以所述第二拥塞窗口进行发送。
结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述窗口调整单元，还用于按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，具体为：
所述窗口调整单元，用于如果所述第三往返时延等于时延区间的下限，则将所述TCP数据包发生丢包时的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，如果所述第三往返时延等于所述时延区间的上限，则将预设的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，其中，所述时延区间的上限为在所述网络中所述TCP的超时重传RTO，所述时延区间的下限为在所述网络轻载时的往返时延。
结合第二方面或第二方面的以上任一项可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述窗口调整单元，用于以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口，具体包括：
所述窗口调整单元，用于若所述第一往返时延等于所述网络轻载的往返时延，将拥塞窗口的增长步幅取值为快速恢复值来获得所述第一拥塞窗口，所述快速恢复值与慢启动的数量级相同；
所述窗口调整单元，用于若所述第一往返时延等于所述网络中所述TCP的超时重传RTO，将拥塞窗口的增长步幅取值为1个最大报文段长度MSS来获得所述第一拥塞窗口；
所述窗口调整单元，用于若所述第一往返时延在所述网络轻载的往返时延和所述网络中所述TCP的超时重传RTO区间变化时，将拥塞窗口的增长步幅取值在1个MSS和所述快速恢复值之间且与所述第一往返时延负相关来获得所述第一拥塞窗口。
结合第二方面或第二方面的以上任一项可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述窗口调整单元，用于以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口，具体为：
所述窗口调整单元，用于根据所述目标吞吐率和所述第一往返时延计算目标窗口，将所述拥塞窗口的增长步幅取值为所述目标窗口与在所述网络所述TCP的当前拥塞窗口的差值来确定所述第一拥塞窗口。
结合第二方面或第二方面的以上任一项可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述装置还包括：
吞吐率检测单元，用于检测在所述网络发送所述TCP数据包的实际吞吐率；
目标吞吐率调整单元，用于如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值大于第一阈值、且所述网络发送所述TCP数据包的第四往返时延与网络轻载时检测到的往返时延的差值小于第二阈值，则增大所述目标吞吐率，如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值小于第三阈值、且所述第四往返时延与所述网络轻载时检测到的往返时延的差值大于第四阈值，则减小所述目标吞吐率。
结合第二方面或第二方面的以上任一项可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述目标吞吐率通过目标吞吐率参数传递到TCP协议栈中。
第三方面，本发明实施例提供了一种传输控制协议TCP数据包的发送装置，所述发送装置包括处理器、存储器和网络接口，所述处理器分别与所述存储器和所述网络接口通过所述总线连接；
所述存储器用于存储计算机执行指令，当所述发送装置运行时，所述处理器读取所述存储器存储的所述计算机执行指令，以执行第一方面或基于第一方面的以上任一项可能的实现方式所述的传输控制协议TCP数据包的发送方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种系统，所述系统包括服务器和终端，所述服务器通过网络与所述终端通信连接；所述服务器为第二方面或基于第二方面的以上任一项可能的实现方式或第三方面提供的传输控制协议TCP数据包的发送装置，通过所述网络向所述终端发送TCP数据包。
第五方面，本发明实施例提供了一种系统，所述系统包括服务器、第一代理设备和终端，所述第一代理设备分别与所述服务器和所述终端通信连接；
所述服务器，用于经所述第一代理设备代理向所述终端发送TCP数据包；
所述第一代理设备为第二方面或基于第二方面的以上任一项可能的实现方式或第三方面提供的传输控制协议TCP数据包的发送装置，用于接收所述服务器向所述终端发送的所述TCP数据包，并代理所述服务器向所述终端发送所述TCP数据包。
结合第五方面，在第一种可能的实现方式中，所述终端，用于将目标吞吐率通过目标吞吐率参数由所述终端的TCP协议栈传递给所述第一代理设备的TCP协议栈。
第六方面，本发明实施例提供了一种系统，所述系统包括服务器、第一代理设备、第二代理设备和终端，所述第一代理设备分别与服务器和第二代理设备通信连接；
所述服务器，用于经所述第一代理设备代理向所述终端发送TCP数据包；
所述第一代理设备为第二方面或基于第二方面的以上任一项可能的实现方式或第三方面提供的传输控制协议TCP数据包的发送装置，用于接收所述服务器向所述终端发送的所述TCP数据包，并代理所述服务器向所述第二代理设备发送所述TCP数据包；
所述第二代理设备，用于接收所述TCP数据包并转发至所述终端。
结合第六方面，在第一种可能的实现方式中，所述终端，用于将目标吞吐率通过目标吞吐率参数由所述终端的TCP协议栈中传递给所述第二代理设备的TCP协议栈中；
所述第二代理设备，还用于将所述目标吞吐率通过所述目标吞吐率参数由所述第二代理设备的TCP协议栈中传递给所述第一代理设备的TCP协议栈中。
通过上述方案，根据目标吞吐率和反应当前网络状况的第一往返时延确定第一拥塞窗口，以第一拥塞窗口更新当前的拥塞窗口，在当前网络状况下以第一拥塞窗口控制TCP数据包的发送能够尽量满足业务所期望获得的吞吐率；跟随目标吞吐率和网络状况，从当前的拥塞窗口直接一步到位地增长到第一拥塞窗口，更能够满足业务的吞吐率需求，也更有效地利用网络带宽。
附图说明
图1A为传输控制协议TCP数据包的发送方法的应用场景的一种系统逻辑结构示意图；
图1B为传输控制协议TCP数据包的发送方法的应用场景的又一种系统逻辑结构示意图；
图1C为传输控制协议TCP数据包的发送方法的应用场景的又一种系统逻辑结构示意图；
图2为传输控制协议TCP数据包的发送方法的一种流程图；
图3为数据包丢失后基于TCP数据包的发送方法的一种工作流程图；
图4为基于图2所示的传输控制协议TCP数据包的发送方法的一种可选的优化流程图；
图5为传输控制协议TCP数据包的发送方法中更新目标吞吐率的一种流程图；
图6为传输控制协议TCP数据包的发送装置600的逻辑结构示意图；
图7为基于图6所示的传输控制协议TCP数据包的发送装置600的一种优化逻辑结构示意图；
图8为依据本发明一实施例提供的传输控制协议TCP数据包的发送装置800的一种硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1A是本发明实施例提供的传输控制协议TCP数据包的发送方法的应用场景的一种系统逻辑结构示意图，为便于说明，仅提供了与本发明实施例相关的部分。如图1A所示，参见图1A提供的系统100，该系统100包括服务器101、终端102和网络103；服务器101通过网络103与终端102互连，通过该网络103实现所述服务器101与所述终端102之间的数据交互；服务器101可通过该网络103向终端102发送TCP数据包，反之，终端102也可通过该网络103向服务器101发送TCP数据包；该网络103为基于传输控制协议/因特网互联协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，简称TCP/IP协议)建立的，该传输控制协议/因特网互联协议又名网络通讯协议。
可选地，该网络103可以包括交换机、路由器等转发TCP数据包的转发设备，通过该转发设备转发所述服务器101与所述终端102之间交互的TCP数据包。
可选地，本发明实施例所述的服务器为采用电子器件构成的具有数据处理功能的电子设备；该电子设备由集成电路、晶体管、电子管等电子元器件组成；可在该电子设备上运行由程序指令组成的软件，实现数据处理、控制其他设备等等功能。如为该电子设备安装操作系统后，如果该电子设备已安装网卡并完成网络配置，该电子设备可接入基于TCP/IP协议组建的网络，与其他电子设备(如终端)之间进行TCP数据包的交互以实现数据交互。
可选地，与服务器类似地，本发明实施例所述的终端为采用电子器件构成的具有数据处理功能的电子设备；该终端可接入基于TCP/IP协议组建的网络，与其他电子设备(如服务器)之间进行TCP数据包的交互以实现数据交互。
可选地，服务器101与终端102直接通信连接，服务器101通过网络103与终端102之间交互的TCP数据包不需经过网络103中的转发设备(如路由器)进行TCP数据包的转发。
可选地，服务器101可与终端102进行对等的TCP数据包交互。服务器101可向终端102发送TCP数据包，对应地，终端102也可向服务器101发送TCP数据包。
可选地，图1A提供的系统100，系统100中，服务器101通过网络103与终端102进行主从式的TCP数据包交互；其中，该服务器101作为服务端，该终端102作为主从式通信中与该服务端对应的客户端。服务器101可向终端102发送TCP数据包，如终端102从服务器101下载音视频文件时服务器101向终端102发送载有该音视频文件的所述TCP数据包；对应地，终端102也可向服务器101发送TCP数据包，如终端102向服务器101上传文本文件时终端102向服务器101发送载有该文本文件的所述TCP数据包。
图1B是本发明实施例提供的传输控制协议TCP数据包的发送方法的应用场景的又一种系统逻辑结构示意图，为便于说明，仅提供了与本发明实施例相关的部分。参见图1B提供的系统200，该系统200包括服务器201、终端202、网络203和第一代理设备204；服务器201通过网络203与终端202进行TCP数据包交互的过程中，如果服务器201的TCP的协议栈不支持被修改，则添加第一代理设备204，第一代理设备204支持修改其的TCP的协议栈，由该第一代理设备204代理该服务器201与该终端202进行所述TCP数据包的交互，图1B中第一代理设备204与终端202的TCP的数据包交互与图1A中服务器101与终端102的TCP的数据包交互类似；当然也可因其他因素添加该第一代理设备204，例如为减小该服务器201因发送TCP数据包所带来的负荷而添加该第一代理设备204；优选地，所述第一代理设备204采用代理服务器实现；优选地，所述第一代理设备204是路由器上的业务板卡，通过对该业务板卡进行逻辑编程以实现上述功能。
图1C是本发明实施例提供的传输控制协议TCP数据包的发送方法的应用场景的又一种系统逻辑结构示意图，为便于说明，仅提供了与本发明实施例相关的部分。参见图1C提供的系统300，该系统300包括服务器301、终端302、网络303和第一代理设备304；服务器301通过网络303与终端302进行TCP数据包交互的过程中，如果服务器301的TCP的协议栈不支持被修改，则添加第一代理设备304，该第一代理设备304支持修改其的TCP的协议栈，由该第一代理设备304代理该服务器301进行所述TCP数据包的交互，另外，还可以添加第二代理设备305，由该第二代理设备305代理该终端302进行所述TCP数据包的交互，从而在所述第一代理设备304与所述第二代理设备305之间进行所述TCP数据包的交互，图1C中第一代理设备304与第二代理设备305的TCP的数据包交互与图1A中服务器101与终端102的TCP的数据包交互类似；当然也可因其他因素同时添加该第一代理设备304和该第二代理设备305，参见上述，在此不再赘述。其中，添加第二代理设备305的一种原因：该终端302的TCP的协议栈不支持被修改；该第二代理设备305支持修改其的TCP的协议栈，由该第二代理设备305代理该终端302进行所述TCP数据包的交互，从而在所述第一代理设备304与所述第二代理设备305之间进行所述TCP数据包的交互。优选地，所述第一代理设备304采用代理服务器实现；优选地，所述第一代理设备304是路由器上的业务板卡，通过对该业务板卡进行逻辑编程以实现上述功能。优选地，所述第二代理设备305采用代理服务器实现；优选地，所述第二代理设备305是路由器上的业务板卡，通过对该业务板卡进行逻辑编程以实现上述功能。
本发明实施例中，服务器在网络向所述终端发送TCP数据包的过程中为了尽量满足业务所期望获得的吞吐率，设计了所述TCP的TCP数据包的发送方法。需说明的是，在图1A中，本发明实施例提供的方法应用于服务器101；在图1B中，本发明实施例提供的方法应用于第一代理设备204；在图1C中，本发明实施例提供的方法可应用于第一代理设备304。
下面以本发明实施例提供的方法应用于服务器101为例，对本发明实施例提供的所述TCP的TCP数据包的发送方法进行详细描述，图2示出了该方法的基本实现流程，但为了便于描述，图2仅示出了与本发明实施例相关的部分。
如图2所示的所述TCP的TCP数据包的发送方法，包括：步骤A201、步骤A202、步骤A203、步骤A204和步骤A205。
步骤A201，获取在网络中发送TCP数据包的第一往返时延(Round Trip Time，RTT)。
以本发明实施例提供的方法应用于图1A的服务器101为例，详述步骤A201：
服务器向终端提供业务时，会针对提供的每个业务分别建立一条TCP流，在每条TCP流中发送载有对应业务的TCP数据包。在发送所述TCP数据包的过程中，步骤A201每接收到一个该TCP数据包的确认响应(ACK)，就计算发送该TCP数据包所需的RTT，将计算出的RTT作为第一往返时延；可选地，采用RFC6289提供的算法(Jacobson/Karels算法)计算该TCP数据包的RTT。
步骤A202，确定第二往返时延，所述第二往返时延为按照第一算法确定的拥塞窗口与按照第二算法确定的拥塞窗口具有同等大小时的往返时延，其中，所述第一算法根据所述第一往返时延确定拥塞窗口的增长步幅，所述第二算法根据所述第一往返时延和目标吞吐率确定拥塞窗口的增长步幅，所述目标吞吐率为所述TCP数据包对应的业务所期望获得的吞吐率。
需说明的是，本发明实施例对所述业务的具体形式不做限定，包括：音频业务、视频业务、音视频业务、在线查杀病毒业务、即时通信业务以及在线应用业务等各种应用业务。
服务器向终端提供该业务的过程中，如果期望正常提供该业务，则服务器发送载有该业务的所述TCP数据包需要一定的吞吐率，本发明实施例将该吞吐率定义为目标吞吐率。服务器向终端提供该业务的过程中，会为该业务建立一条TCP流，并为该条TCP流建立一个拥塞窗口，在该拥塞窗口的控制下通过该TCP流发送载有该业务的所述TCP数据包，服务器能够提供的吞吐率由该拥塞窗口确定。从而，为了在网络的当前网络状况下，尽量达到业务所需的吞吐率，需通过调整该拥塞窗口实现。以此类推，假如服务器同时向终端提供多个业务，分别确定服务器向终端提供每个业务分别所需的目标吞吐率；为每个业务分别建立TCP流，针对每条TCP流分别设置一个拥塞窗口，还针对每个业务，分别调整对应的拥塞窗口以提供业务所期望获得的吞吐率。
本发明实施例提供了第一算法和第二算法，根据网络的网络状况和业务所需的目标吞吐率，采用第一算法或第二算法来调整拥塞窗口的大小，采用调整得到的该拥塞窗口来控制所述TCP数据包的发送，使得终端获得期望的吞吐率。具体地，步骤A202是根据第一算法或第二算法确定该拥塞窗口的增长步幅，以实现对拥塞窗口的大小的调整。
另外，具体是采用第一算法或采用第二算法来调整拥塞窗口，根据反映网络状况的RTT确定，步骤A202确定了第二往返时延。如果反映网络状况的RTT小于或等于该第二往返时延，即反映网络状况的RTT较小，当前网络状况良好，则采用第二算法来确定拥塞窗口的增长步幅；在采用第二算法确定拥塞窗口的增长步幅时，需同时根据所述反映网络状况的RTT和所述目标吞吐率确定该增长步幅，即第二算法同时考虑网络状况和目标吞吐率，通常情况下，以第二算法确定的拥塞窗口控制所述TCP数据包的发送时，服务器能够提供业务所需的目标吞吐率。如果反映网络状况的RTT大于该第二往返时延，即反映网络状况的RTT较大，当前网络状况有一定拥塞，采用第一算法来确定拥塞窗口的增长步幅；在采用第一算法确定拥塞窗口的增长步幅时，根据反映网络状况的RTT时延确定该增长步幅，即第一算法更多地考虑网络状况，通常情况下，以第二算法确定的拥塞窗口控制所述TCP数据包的发送时，服务器提供的吞吐率达不到业务所需的目标吞吐率。
步骤A203，如果所述第一往返时延大于所述第二往返时延，则以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口。
步骤A204，如果所述第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，则以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口。
步骤A205，将所述TCP数据包以所述第一拥塞窗口进行发送。
具体地，在所述网络发送载有业务的所述TCP数据包的过程中，如果当前需根据目标吞吐率和反应当前网络状况的RTT调整拥塞窗口以服务器提供尽量满足业务的吞吐率，首先执行步骤A201计算反应当前网络状况的RTT，将计算出的RTT作为所述第一往返时延。
如果反映当前网络状况的所述第一往返时延较大，该第一往返时延大于所述第二往返时延，表示当前网络状况存在一定程度的拥塞，则执行步骤A203采用第一算法来确定拥塞窗口的增长步幅，根据所述第一往返时延确定拥塞窗口的增长步幅；在检测第一往返时延时所对应的拥塞窗口的基础上，增加根据第一算法确定的该增长步幅得到第一拥塞窗口。
如果反映当前网络状况的所述第一往返时延较小，该第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，表示当前网络状况良好，则执行步骤A204采用第二算法来确定拥塞窗口的增长步幅，同时根据所述第一往返时延和所述目标吞吐率确定拥塞窗口的增长步幅；在检测第一往返时延时所对应的拥塞窗口的基础上，增加根据第二算法确定的该增长步幅得到第一拥塞窗口。
在某个业务的TCP流中，对于控制该业务的TCP数据包发送的拥塞窗口，每执行步骤A204或每执行步骤A205重新确定一次第一拥塞窗口，便以该第一拥塞窗口更新一次该业务对应的拥塞窗口，以第一拥塞窗口替代更新前的拥塞窗口；在该业务的TCP流中，更新为以第一拥塞窗口控制所述TCP数据包的发送个数。
值得说明的是，对于在某个业务的TCP流中用于控制该业务的TCP数据包发送的拥塞窗口，本发明实施例对在哪个时刻或哪种条件触发根据所述第一往返时延和目标吞吐率确定第一拥塞窗口并以该第一拥塞窗口更新当前的拥塞窗口不做限定；例如，可实时根据所述第一往返时延和目标吞吐率确定第一拥塞窗口，并以该第一拥塞窗口更新该业务的TCP流的当前拥塞窗口；再例如，可每间隔特设时间根据所述第一往返时延和目标吞吐率确定第一拥塞窗口，并以该第一拥塞窗口更新当前的拥塞窗口；再例如，在所述TCP数据包发生丢包并将拥塞窗口减小至第二拥塞窗口之后，如果正常接收到第一轮以第二拥塞窗口控制发送所述TCP数据包的确认响应(ACK)，才根据所述第一往返时延和目标吞吐率确定第一拥塞窗口，并以该第一拥塞窗口更新当前的拥塞窗口。
因此，在第一往返时延反应的当前网络状况下，本发明实施例能够根据业务期望获得的目标吞吐率，调整出尽量满足该目标吞吐率的第一拥塞窗口，以第一拥塞窗口控制发送TCP数据包，能够尽可能提供该业务期望获得的目标吞吐率。
下面基于图1A的服务器101，在服务器向终端提供业务的TCP流中发生丢包后采用本发明实施例提供的方法调整拥塞窗口为例，详述本发明实施例提供的方法，详述如下：
首先，获取在网络中发送业务的所述TCP数据包所需的目标吞吐率，并在所述TCP的协议栈中添加所述目标吞吐率。
具体地，如果服务器向终端正常提供该业务，服务器发送载有该业务的所述TCP数据包需要一定的吞吐率，将该业务所需的吞吐率定义为目标吞吐率。
因服务器向终端提供业务时，会为该业务建立一条TCP流，服务器在该条TCP流中发送载有该业务的TCP数据包。另外，服务器向终端提供该业务的过程中，还为该条TCP流建立一个拥塞窗口；在该拥塞窗口的控制下控制该条TCP流中载有该业务的所述TCP数据包的发送，因该拥塞窗口确定了最多能发送的TCP数据包的个数，所以可以通过调整该拥塞窗口的大小来调整服务器为该业务提供的吞吐率。
由于现有的TCP协议栈中没有目标吞吐率这一参数，为根据该目标吞吐率调整拥塞窗口，需对服务器的TCP协议栈进行修改，添加目标吞吐率这一参数；图1A的服务器101支持对其的所述TCP的协议栈进行修改。另外，在服务器向终端提供业务的过程中，服务器直接向终端发送载有该业务的所述TCP数据包，而不是如图1B由第一代理设备代理该服务器向该终端发送载有该业务的所述TCP数据包；这样，该服务器仅向终端提供某个业务时，由服务器根据TCP的协议栈中的目标吞吐率和反应当前网络状况的第一往返时延调整拥塞窗口。
可选地，作为在图1A的服务器101的所述TCP的协议栈中添加所述目标吞吐率的一种可选实施方式，对套接口进行修改，增添目标吞吐率参数这一参数，待根据服务器向终端提供业务所需的目标吞吐率之后，将确定的目标吞吐率对该目标吞吐率参数赋值，并通过该套接口将该目标吞吐率参数及其对应的赋值(即业务期望获得的目标吞吐率)向服务器的所述TCP的协议栈传输，再在所述TCP的协议栈中添加该目标吞吐率参数及其对应的赋值；
举例说明，在“setsockopt( )”这一套接口函数中添加“target_throughput”这一目标吞吐率参数，待根据服务器向终端提供业务所需的吞吐率确定该业务期望获得的目标吞吐率之后，以确定的该目标吞吐率对该“target_throughput”赋值，通过“setsockopt( )”将“target_throughput”及其赋值传输至服务器的所述TCP的协议栈，再在所述TCP的协议栈中添加“target_throughput”这一目标吞吐率参数及其赋值。
然后，在所述网络发送所述TCP数据包的过程中，如果发生所述TCP数据包的丢失，依次执行步骤B301、步骤B302、步骤B303和步骤B304，参见图3。
步骤B301,在所述网络发送所述TCP数据包的过程中，如果所述TCP数据包丢失，则将所述TCP数据包丢失时的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，在所述网络控制所述TCP数据包以所述第二拥塞窗口发送。
具体地，服务器向终端提供业务的TCP流中发送载有该业务的所述TCP数据包的过程中，终端正确顺序接收某个TCP数据包时会向服务器反馈与该TCP数据包对应的确认响应(Acknowledgement，ACK)，服务器在接收到该TCP数据包的确认响应时，才将缓存中的该个TCP数据包删除，在该缓存中添加待发送的其它TCP数据包；本发明实施例在基于该缓存进一步设置了拥塞窗口，通过该拥塞窗口进行拥塞控制。在业务的TCP流发送该拥塞窗口中的TCP数据包的过程中，如果该拥塞窗口中的某个TCP数据包丢失，则减小该TCP流的拥塞窗口，将所述拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，该第二拥塞窗口小于该TCP数据包丢失时的拥塞窗口，具体根据哪种算法设置该第二拥塞窗口不做限定，如现有的Reno算法或者CUBIC算法。另外，对于服务器如何确定该拥塞窗口中的某个TCP数据包已丢失不做限定，对触发TCP数据包丢失的场景也不做限定；如，当服务器发送该TCP数据包之后超过预设时间仍未收到终端对该TCP数据包的确认响应；再如，服务器发送该TCP数据包之后在网络中传输该TCP数据包时丢失该TCP数据包，举例，在无线网络中传输TCP数据包时随机丢失的TCP数据包；再如，服务器发送该TCP数据包之后终端未及时反馈该TCP数据包的确认响应；再如，服务器向终端依次发送多个TCP数据包，TCP数据包到达终端的时间乱序，终端已收到排序在后的多个TCP数据包(例如，排序在后的三个TCP数据包)之后仍未接收到排序在前的某个TCP数据包，则终端会在每收到排序在后的每个TCP数据包时向服务器发送请求排序在先的该个TCP数据包的确认响应(ACK响应)，服务器在连续多次(例如，三次)接收到该确认响应，则服务器判定该个排序在先的该个TCP数据包已丢失。
发生所述TCP数据包丢失之后，步骤B301将所述TCP数据包丢失时的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，以所述第二拥塞窗口控制所述TCP数据包的发送，服务器最多可向所述网络发送的TCP数据包的个数由所述第二拥塞窗口确定。
需说明的是，如果网络状况持续恶化(如网络带宽持续减小)或者终端出现问题而导致持续的TCP数据包丢失，可能依次执行多个步骤B301。当然，如果网络状况不变或优化(如网络带宽不变或者增大)、且终端没问题，则会进入步骤B302。
步骤B302，如果接收到以所述第二拥塞窗口发送所述TCP数据包的确认响应，则确定与所述第二拥塞窗口对应的第一往返时延。
需说明的是，“第一拥塞窗口”中的“第一”、“第二拥塞窗口”中的“第二”均为代指，仅用于相互区分。
具体地，步骤B301将所述TCP数据包丢失时的所述TCP的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口之后，服务器在业务的TCP流中以所述第二拥塞窗口控制该业务的TCP数据包向终端发送，如果服务器完成第一轮将所述第二拥塞窗口中的所述TCP数据包发送至终端、并接收到第一轮发送的所有TCP数据包的确认响应，则计算第一轮的第二拥塞窗口中最后一个TCP数据包的RTT，将计算出的该RTT定义为第一往返时延；
举例说明，在服务器完成第一轮将所述第二拥塞窗口中的所述TCP数据包发送至终端、并接收到第一轮发送的所有TCP数据包的确认响应时，采用RFC6289提供的算法(Jacobson/Karels算法)计算最后接收到的确认响应(第一轮发送的所有TCP数据包的确认响应中，最后接收到的确认响应)的RTT，将计算出的RTT作为第一往返时延。
步骤B303，基于所述目标吞吐率和所述第一往返时延，根据第一算法或第二算法确定第一拥塞窗口。
具体地，在网络并非轻载而是具有有一定负荷的情况下，所述第一往返时延是与反应的当前网络状况(如网络中转发TCP数据包的网络路径长度)强相关的，网络状况越好，所述第一往返时延相对越小；极端情况下，网络严重超负荷时，所述第一往返时延与该网络的超时重传机制(Retransmission TimeOut，简称RTO)相等，该网络处于严重拥塞。
如果步骤B302接收到第一轮的第二拥塞窗口中的TCP数据包的确认响应，代表网络可能允许传输更多TCP数据包；这时，可适当增大所述第二拥塞窗口，将所述第二拥塞窗口增大至所述第一拥塞窗口。
本发明实施例是采用第一算法或第二算法确定该第一拥塞窗口；尤其在该第二算法中，引入了所述目标吞吐率这一参数，同时引入了所述第一往返时延这一参数；因根据第一往返时延确定的当前网络状况较好，对于根据该第二算法确定的该第一拥塞窗口，以该第一拥塞窗口控制TCP数据包的发送能够使得：服务器在发送载有业务的所述TCP数据包时终端能够获得期望的所述目标吞吐率；另外，以根据第一算法确定的第一拥塞窗口控制TCP数据包的发送，也能在当前的网络状况下，尽量提高服务器提供业务时的吞吐率，使得终端在当前的网络状况下获得最大的吞吐率。
步骤B304，将所述第二拥塞窗口调整为所述第一拥塞窗口，在所述网络控制所述TCP数据包以所述第一拥塞窗口发送。
具体地，步骤B303以所述第一拥塞窗口替代第二拥塞窗口之后，步骤B304中服务器以所述第一拥塞窗口控制向终端发送的载有业务的所述TCP数据包，即在某个时刻，服务器最多向终端发送所述第一拥塞窗口中包含的所有TCP数据包(载有业务的所述TCP数据包)。
在本实施例中，确定服务器发送载有该业务的TCP数据包所需的目标吞吐率，并将该目标吞吐率写入TCP的协议栈。进而，服务器向终端发送该TCP数据包的TCP流中，如果该TCP数据包的发生丢失，将TCP的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口；如果成功向终端发送第一轮的第二拥塞窗口中的TCP数据包(即收到终端对第一轮的第二拥塞窗口中的TCP数据包的确认响应)，则确定与该第一轮的第二拥塞窗口对应的第一往返时延；从而，步骤B303能够根据该第一往返时延确定网络状况(发送该第一轮的第二拥塞窗口中TCP数据包的网络状况)，在该网络状况下确定尽量满足目标吞吐率的所述第一拥塞窗口；从而在根据第一往返时延确定该网络状况之后，步骤B304能够一步到位地将第二拥塞窗口调整到尽量满足目标吞吐率的所述第一拥塞窗口，而不是根据现有算法(例如：Reno算法和CUBIC算法)渐进地对第二拥塞窗口进行增大直到增大到第一拥塞窗口。
值得说明的是，本方法尤其适用于网络带宽大的场合，随着网络带宽的增大，相比于现有算法更加能够满足业务，并且还提高了网络带宽的利用率；详细对比如下：
Reno算法和CUBIC算法等现有的窗口调整算法在发生TCP数据包丢失时，将TCP的拥塞窗口大幅减小，例如Reno算法在TCP数据包丢失时将拥塞窗口减小一半，再例如CUBIC算法在TCP数据包丢失时将拥塞窗口减小至717/1024(减小了接近三分之一)；但将拥塞窗口减小后，服务器采用现有的窗口调整算法调整拥塞窗口时，需经过一轮又一轮试探性地发送TCP数据包，每一轮发送TCP数据包之后，如果该轮发送的TCP数据包又有丢失的则再一次大幅度减小拥塞窗口，如果成功收到终端反馈的确认响应则增大一次拥塞窗口；但每一轮成功收到终端反馈的确认响应之后，现有算法都没有考虑业务期望获得的目标吞吐率，而是根据算法逐渐一轮又一轮地增大拥塞窗口，慢慢地达到当前网络状况下能够为业务提供的最大拥塞窗口(该第一拥塞窗口)；
对应地，预先确定该业务期望获得的目标吞吐率。即使服务器向终端发送该TCP数据包的过程中发生该TCP数据包的丢失，并将TCP的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口；如果成功向终端发送第一轮的第二拥塞窗口中的TCP数据包，则确定与该第一轮的第二拥塞窗口对应的第一往返时延，并根据该第一往返时延确定网络状况，再确定该网络状况下尽量满足目标吞吐率的所述第一拥塞窗口；将拥塞窗口一次性地从第二拥塞窗口增加到第一拥塞窗口以尽量满足该业务对应的目标吞吐率；其中，如果发送第一轮的第二拥塞窗口中的TCP数据包时的网络状况好，在网络带宽满足该目标吞吐率的情况下，以所述第一拥塞窗口发送TCP数据包能够满足该目标吞吐率；其中，即使网络状况不好，结合该第一往返时延和目标吞吐率确定的第一拥塞窗口，也是在网络状况下最大程度满足该业务的比特率的拥塞窗口。
可选地，本方法尤其适用于网络带宽大的无线网络；相对于有线网络，无线网络发生随机丢包的概率较大，每次发生随机丢包时，现有算法都会减小拥塞窗口，但每次拥塞窗口减小后只能缓慢地逐渐增加到第一拥塞窗口，恢复到能够正常向终端提供业务的时间延迟较长，不利于服务器正常向终端提供业务。相比之下，即使在无线网络中发生随机丢包，每次随机丢包之后，本发明实施例为支持该业务，经过两步便将发生丢包时的拥塞窗口调整为第一拥塞窗口，该两步包括：从随机丢包时的拥塞窗口调整到第二拥塞窗口，从第二拥塞窗口调整到第一拥塞窗口，能够有效利用网络带宽，尽可能及时地支持业务。
图4为基于图2所述的基于TCP的TCP数据包的发送方法的一种可选工作流程，但为了便于描述，图4仅示出了与实施例相关的部分。
在本发明一实施例中，基于上述的本发明实施例和实施例，对在所述网络发送所述TCP数据包的过程中发生丢包时调整拥塞窗口做一可选细化，所述方法还包括步骤C401和步骤C402。
步骤C401，如果在发送所述TCP数据包的过程中发生丢包，则按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，其中，所述第二拥塞窗口根据所述TCP数据包发生丢包时的第三往返时延确定，且所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口的降低步幅与所述第三往返时延负相关。
具体地，对于如何识别所述TCP数据包已丢失的方法，详见上述步骤B301中的相应描述；例如，服务器向终端依次发送多个TCP数据包，TCP数据包到达终端的时间乱序，终端已收到排序在后的多个TCP数据包(例如，排序在后的三个TCP数据包)之后仍未接收到排序在前的某个TCP数据包，则终端会在每收到排序在后的每个TCP数据包时向服务器发送请求排序在先的该个TCP数据包的确认响应(ACK响应)，服务器在连续多次(例如，三次)接收到该确认响应，则服务器判定该个排序在先的该个TCP数据包已丢失。需说明的是，本实施例在服务器发送该TCP数据包之后超过所述RTO(属于上述的预设时间)仍未收到终端对该TCP数据包的确认响应，则判定为该TCP数据包已丢失。
本实施例在发生所述TCP数据包丢失时，检测所述TCP数据包丢失时的RTT，将所述TCP数据包丢失时检测到的RTT作为第三往返时延，因此，第三往返时延反映了所述TCP数据包丢失时的网络状况。值得说明的是，如果所述TCP数据包是随机丢失的，检测到的第三往返时延等于网络轻载时的RTT。
步骤C401在发送数据包丢失时，基于第三往返时延根据第三算法确定所述第二拥塞窗口。值得说明的是，所述第三算法中所确定的第二拥塞窗口与所述第三往返时延负相关；具体地，第三往返时延作为第三算法的输入，随着第三往返时延的增大，根据第三算法确定的第二拥塞窗口会越小。在第三算法具有以上功能的基础上，本实施例对第三算法的具体实现形式或步骤均不做限定；如，可根据业务需要，确定在发生TCP数据包丢失时需减少拥塞窗口的幅度，设计该第三算法；再如，可采用现有算法(例如：Reno算法或CUBIC算法)作为第三算法。
可选地，在步骤C401中，所述按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，具体包括：
如果所述第三往返时延等于时延区间的下限，则将所述TCP数据包发生丢包时的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，如果所述第三往返时延等于所述时延区间的上限，则将预设的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，其中，所述时延区间的上限为在所述网络中所述TCP的超时重传(Retransmission Time Out，简称RTO)，所述时延区间的下限为在所述网络轻载时的往返时延。其中，预设的拥塞窗口是指用户预先设定的拥塞窗口。
具体地，对于载有业务的TCP流，TCP协议针对该TCP流定义了一个RTO；可选地，该RTO可人为修改，或者该RTO根据当前网络的实验数据设定。本实施例将RTO确定该时延区间的上界。所述服务器向终端发送载有业务的TCP数据包之后，超过该特定时间仍未收到该终端对该TCP数据包的确认响应，也会判定为丢包。
另外，所述网络轻载时的往返时延，是指：在网络不存在网络拥塞(即处于网络轻载)的情况下，所述服务器向终端发送载有业务的TCP数据包之后，收到该终端对该TCP数据包的确认响应时计算的该TCP数据包的RTT。可选地，在具体实施中，所述服务器该网络处于网络轻载时向终端发送载有业务的TCP数据包，检测每个TCP数据包的RTT，从检测的RTT中筛选最小的RTT；本实施例确定该时延区间的下界为：检测的RTT中筛选最小的RTT。
服务器以所述TCP的拥塞窗口控制向终端发送载有业务的TCP数据包的过程中发生TCP数据包丢失，如果发生该TCP数据包丢失时的第三往返时延等于所述时延区间的下界，代表网络状况良好，该TCP数据包的丢失仅是偶然因素(例如随机丢包)，则不减小丢失TCP数据包时的拥塞窗口，即，将丢失TCP数据包时的拥塞窗口作为第二拥塞窗口，对丢失的TCP数据包重新发送即可。这样，在网络状况良好的情况下，如果仅是偶然丢包(例如随机丢包)，则不需要减小拥塞窗口；相比于现有技术一旦检测到TCP数据包丢失就大幅度减小拥塞窗口，本实施例能够更加有效地利用网络带宽，尽量支持业务。
服务器以所述TCP的拥塞窗口控制向终端发送载有业务的TCP数据包的过程中发生所述TCP数据包丢失，如果检测到发送该TCP数据包丢失时的第三往返时延等于所述时延区间的上界，即所述第三往返时延等于RTO,代表网络已严重拥塞，则需要减小拥塞窗口，将TCP数据包丢失时的拥塞窗口减小至预设的拥塞窗口。需说明的是，第三往返时延延达到RTO就判定为TCP数据包丢失，不再继续等待检测该TCP数据包的第三往返时延，因此第三往返时延最大也只能为RTO。
可选地，如果第三往返时延属于所述时延区间的下界与上界之间，则根据第三算法确定第二拥塞窗口大于该预设的拥塞窗口、且小于TCP数据包丢失时的拥塞窗口，并且随着第三往返时延的增大，根据第三算法确定的第二拥塞窗口越小。
步骤C402，将所述TCP数据包以所述第二拥塞窗口进行发送。
具体地，在业务的TCP流中，如果发送所述TCP数据包丢失，步骤C401确定第二拥塞窗口，步骤C402以该第二拥塞窗口替换所述TCP数据包丢失时的拥塞窗口，以进行拥塞窗口的更新替换，再以所述第二拥塞窗口控制该业务的所述TCP数据包的发送。
本发明一实施例，基于上述的本发明实施例和实施例，对所述第二算法作进一步可选细化，所述第一算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述目标吞吐率正相关、与所述第一往返时延负相关，所述第一算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述第一往返时延负相关。
具体地，如果反应网络状况的所述第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，网络没有出现网络拥塞，代表TCP数据包丢失时的网络带宽能够满足目标吞吐率，可根据第二算法增大拥塞窗口；具体地，根据所述第二算法确定所述第一拥塞窗口时，随着所述目标吞吐率的增大，根据第二算法确定的第一拥塞窗口也越大，随着所述第一往返时延的增大，根据第二算法确定的第一拥塞窗口越小。可选地，所述第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，代表没有出现网络拥塞，在根据第二算法确定所述第一拥塞窗口时目标吞吐率相比于第一往返时延的权重大，服务器以确定的第一拥塞窗口向终端发送载有业务的TCP数据包时能够达到该目标吞吐率，使得终端从该TCP数据包中解析出的业务所具有的比特率满足：该业务所需的比特率；服务器能够正常向终端提供该业务。
如果反应网络状况的所述第一往返时延大于所述第二往返时延，代表TCP数据包丢失时的网络带宽已不能满足目标吞吐率，网络出现网络拥塞；这时，采用第一算法确定第一拥塞窗口，第一算法根据第一往返时延确定第一拥塞窗口时第一拥塞窗口，随着所述第一往返时延的增大，根据第二算法确定的第一拥塞窗口越小。服务器以确定的根据第一算法确定的第一拥塞窗口控制向终端发送的TCP数据包时，根据第一算法确定的该第一拥塞窗口提供的吞吐率不能够达到该目标吞吐率，仅能尽量减小与该目标吞吐率的差距，使得：终端从该TCP数据包中解析出的业务所具有的比特率不能满足该业务所需的比特率，但可以在当前网络状况下最大程度地支持该业务，减小与该目标吞吐率的差距，尽量支持服务器向终端提供该业务。
本发明一实施例，基于上述的本发明实施例和实施例，对所述第二算法作进一步可选细化，所述以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口，具体包括：
若所述第一往返时延等于所述网络轻载的往返时延，将拥塞窗口的增长步幅取值为快速恢复值来获得所述第一拥塞窗口，所述快速恢复值与慢启动的数量级相同；
若所述第一往返时延等于所述网络中所述TCP的超时重传RTO，将拥塞窗口的增长步幅取值为1个最大报文段长度(Maximum Segment Size，简称MSS)来获得所述第一拥塞窗口；
若所述第一往返时延在所述网络轻载的往返时延和所述网络中所述TCP的超时重传RTO区间变化时，将拥塞窗口的增长步幅取值在1个MSS和所述快速恢复值之间且与所述第一往返时延负相关来获得所述第一拥塞窗口。
具体地，预先为拥塞窗口设定慢启动阈值(slow start threshold,简称ssthresh)。如果所述第一往返时延等于所述网络轻载的往返时延，代表网络状况良好，这时如果检测到所述第一往返时延时的拥塞窗口小于所述慢启动阈值，则在根据第一算法确定该拥塞窗口的增长步幅时，根据第一算法确定的快速恢复值(根据第一算法确定的增长步幅)与根据慢启动算法确定的增长步幅属于同一数量级，将检测到所述第一往返时延时的拥塞窗口增加该快速恢复值以得到所述第一拥塞窗口。需说明的是，本实施例对慢启动以及对应的慢启动算法均不做限定，可采用现有慢启动及其慢启动算法实现。
如果检测到的所述第一往返时延已达到所述RTO，代表所述第一往返时延反映的当前网络状况已出现严重拥塞，这时第一算法将拥塞窗口的增长步幅取值为1个MSS；这种情况下，即使成功发送一轮拥塞窗口的TCP数据包，也仅对当前的拥塞窗口增加1个MSS来获得所述第一拥塞窗口，以所述第一拥塞窗口更新替换当前的拥塞窗口。
如果检测到的所述第一往返时延属于所述网络轻载的往返时延和所述网络中所述TCP的超时重传RTO区间，第一算法相应地将拥塞窗口的增长步幅取值在1个MSS和所述快速恢复值之间，但根据第一算法确定的该增长步幅与所述第一往返时延是负相关的；这种情况下，即使成功发送一轮拥塞窗口的TCP数据包，对当前的拥塞窗口增加该增长步幅来获得所述第一拥塞窗口。
本发明一实施例，基于上述的本发明实施例和实施例，对所述第二算法作进一步可选细化，所述以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口，具体包括：
根据所述目标吞吐率和所述第一往返时延计算目标窗口，将所述拥塞窗口的增长步幅取值为所述目标窗口与在所述网络所述TCP的当前拥塞窗口的差值来确定所述第一拥塞窗口。
具体地，如果所述第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，代表所述第一往返时延反映的网络状况良好，网络带宽大于或等于该目标吞吐率，可增大拥塞窗口来提高为该业务提供的吞吐率；为了一次性将当前拥塞窗口增大到能够当前网络状况下提供目标吞吐率的目标窗口，将拥塞窗口的增长步幅取值为：所述目标窗口与在所述网络所述TCP的当前拥塞窗口的差值。这样，将检测所述第一往返时延时的拥塞窗口增加该增长步幅而得到的第一拥塞窗口直接等于目标窗口；从而能够直接在当前网络状况下直接以尽量满足业务的目标吞吐率的目标窗口控制TCP数据包的发送，尽最大可能地提供该业务。
本发明一实施例，基于上述的本发明实施例和实施例作进一步可选细化，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定。
具体以图1B为例，在服务器向终端提供业务的过程中，服务器可解析其向终端提供每个业务分别所需的比特率，再根据解析到的比特率计算出服务器向终端提供每个业务分别所需的该目标吞吐率，对于解析的具体实现方式，本发明实施例不做限定。举例说明，通常每个业务都有标准的对应比特率，根据与该比特率对应确定发送载有该业务的TCP数据包所需的目标吞吐率，与该业务对应的目标吞吐率的值大于该业务的比特率的值，这样，服务器以该目标吞吐率向终端提供业务时，终端从该TCP数据包中解析出的比特率满足该业务所需该比特率，即终端解析出的业务的比特率大于或等于与该业务对应标准的比特率。
可选地，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定的算法为：所述目标吞吐率等于所述业务的比特率乘以扩大系数，其中，所述扩大系数大于1。
图5为更新目标吞吐率的一种工作流程，但为了便于描述，图5仅示出了与实施例相关的部分。
本发明一实施例，基于上述的本发明实施例和实施例，从根据当前的网络状况更新目标吞吐率的角度作进一步可选细化，参见图5，所述方法还包括步骤D501、步骤D502、步骤D503。
步骤D501，检测在所述网络发送所述TCP数据包的实际吞吐率；
步骤D502，如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值大于第一阈值、且所述网络发送所述TCP数据包的第四往返时延与网络轻载时检测到的往返时延的差值小于第二阈值，则增大所述目标吞吐率；
步骤D503，如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值小于第三阈值、且所述第四往返时延与所述网络轻载时检测到的往返时延的差值大于第四阈值，则减小所述目标吞吐率。
需说明的是，所述第三阈值小于所述第一阈值，所述第二阈值小于所述所述第四阈值。
具体地，在所述网络发送该业务的TCP数据包的过程中，可根据该目标吞吐率调整与该业务对应的TCP流的拥塞窗口，使得以调整出的拥塞窗口发送该业务的TCP数据包时能够尽可能满足该业务所需的该目标吞吐率。但上述实施例在确定所述目标吞吐率时仅引入了业务的比特率这一参数，并未考虑网络状况这一因素，本实施例在确定目标吞吐率时不但考虑业务的比特率，还考虑当前的网络状况。
具体地，在所述网络发送所述TCP数据包的过程中，检测当前发送TCP数据包的RTT，将当前检测到的RTT作为第四往返时延，检测当前在所述网络发送所述TCP数据包的吞吐率，该当前检测到的吞吐率为所述实际吞吐率。其中，决定该实际吞吐率的因素包括网络状况、发送端的吞吐率和接收端的吞吐率；以图1A所示的系统为例，决定该实际吞吐率的因素包括网络103的网络状况、服务器101的吞吐率和终端102的吞吐率；以图1B所示的系统为例，决定该实际吞吐率的因素包括网络203的网络状况、第一代理设备204的吞吐率和终端202的吞吐率；以图1C所示的系统为例，决定该实际吞吐率的因素包括网络303的网络状况、第一代理设备304的吞吐率和第二代理设备305的吞吐率。另值得说明的是，本实施例对同时检测第四往返时延和实际吞吐率的频次和时间不做限定，如可每间隔一定时间同时检测一次第四往返时延和实际吞吐率。
计算所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值，计算所述第四往返时延与基准往返时延(即在所述网络处于网络轻载的网络状况下发送所述TCP数据包时检测到的RTT)的差值。
如果该比值大于第一阈值、并且该差值小于第二阈值，代表网络状况良好，网络的物理带宽大于目标吞吐率，可执行步骤D502增大所述目标吞吐率，并在所述TCP的协议栈中更新所述目标吞吐率的赋值；可选地，第一阈值为接近于1的值，例如第一阈值为90％；可选地，第二阈值为接近于0的值；可选地，保证执行步骤D502增大后的所述目标吞吐率小于网络带宽的情况下，对于步骤D502增大所述目标吞吐率的步长大小不做限定。
如果该比值小于第三阈值、并且该差值大于第四阈值，代表网络状况差，网络的物理带宽小于目标吞吐率，可执行步骤D503减小所述目标吞吐率，并在所述TCP的协议栈中更新所述目标吞吐率的赋值；可选地，第三阈值为小于或等于50％，例如第一阈值为20％；可选地，第二阈值为较大的延迟值；可选地，保证执行步骤D502减小后的所述目标吞吐率小于网络带宽的情况下，对于步骤D503减小所述目标吞吐率的步长大小不做限定。
本实施例在根据业务所需的比特率确定发送该业务的TCP数据包所需的目标吞吐率的基础上，还考虑当前的网络状况，实时根据当前的网络状况调整协议栈中的目标吞吐率的值，从而能够避免因根据过大的目标吞吐率确定的拥塞窗口增大TCP数据包丢失的概率，还能够将过小的目标吞吐率增大以增大拥塞窗口，有效利用网络的物理带宽。
作为本发明一实施例，基于上述的本发明实施例和实施例，作为一可选实施方式，所述目标吞吐率通过目标吞吐率参数传递到TCP协议栈中。具体地，对于基于图1A提供的系统，在图1A中的服务器101的TCP协议栈中添加目标吞吐率参数，并对该目标吞吐率参数赋值为该目标吞吐率。对于图1B提供的系统，在第一代理服务器204的TCP协议栈中添加目标吞吐率参数，并对该目标吞吐率参数赋值为该目标吞吐率。对于图1C提供的系统，在第一代理服务器304的TCP协议栈中添加目标吞吐率参数，并对该目标吞吐率参数赋值为该目标吞吐率。
需说明的是，上述发明实施例和实施例都是基于图1A提供的系统为例进行的描述，其中上述发明实施例和实施例适用于图1A中的服务器101；须知的是，对于图1B提供的系统，上述发明实施例和实施例适用于第一代理服务器204；须知的是，对于图1C提供的系统，上述发明实施例和实施例适用于第一代理服务器304。
作为本发明一实施例，本实施例在基于所述方法应用于图1A中服务器101的基础上，对上述的发明实施例和实施例作进一步可选细化；所述方法包括：
服务器从所述TCP数据包的报文中解析出所述业务的比特率，将所述比特率乘以扩大系数得到所述目标吞吐率。
具体地，服务器向终端提供业务的过程中，对于其向终端发送的载有该业务的TCP数据包，服务器在该TCP数据包包括的报文中确定字段，在该字段记录该业务所需的比特率，如果终端从该TCP数据包解析出的业务能够满足该业务所需的比特率，则代表服务器正常地成功向该终端提供了该业务。
需说明的是，因是在TCP数据包包括的报文中添加该业务，具体是在该报文中添加该业务相关的数据，因此从数值上看，根据第三算法算出的目标吞吐率的值大于该业务所需的比特率的值。
在本发明一实施例中，如果图1A中服务器101不支持对其上的TCP的协议栈修改(包括不支持将目标吞吐率添写到该TCP的协议栈)，则图1B中采用第一代理设备204代理该服务器201，该第一代理设备204支持对其上的TCP的协议栈修改(包括支持将目标吞吐率添写到该TCP的协议栈)。如图1B所示，在网络中添加第一代理设备204，由该第一代理设备204代理服务器201向终端202发送载有业务的TCP数据包；这时，在图1B中，上述基于所述方法应用于图1A中服务器101为例来描述的发明实施例和实施例，不再应用于图1B中的服务器201，而是应用于图1B中的第一代理设备204。
将以所述方法应用于图1A中服务器101为例来描述的发明实施例和实施例应用于图1B中的第一代理设备204时，除了由终端202计算目标吞吐率这一区别之外，其他步骤中的服务器替换为第一代理设备204之后，上述发明实施例和实施例即可应用于第一代理设备204；区别具体详述如下：
上述发明实施例和实施方式提供TCP数据包的发送方法应用于第一代理设备，所述第一代理设备代理服务器向终端发送所述TCP数据包；所述目标吞吐率由所述终端确定，确定的方法包括：从所述TCP数据包的报文中解析出所述业务的比特率，将所述比特率乘以扩大系数得到所述目标吞吐率；第一代理设备从所述终端获取所述目标吞吐率。
具体地，服务器具有不支持修改的TCP的协议栈，第一代理设备具有支持修改的TCP的协议栈，终端具有TCP的协议栈。服务器可根据其的所述TCP的协议栈生成载有业务的TCP数据包，在服务器与第一代理设备之间基于TCP/IP协议进行TCP数据包的交互。第一代理设备对于其从服务器接收到的载有业务的TCP数据包，基于其TCP的协议栈修改该TCP数据包(可不修改该TCP数据包包括的报文所载有的业务)，将修改后的TCP数据包向终端发送，终端基于其TCP的协议栈对该TCP数据包进行解析，解析出载有该业务的报文，在从该报文中解析出与该业务相关的数据。
其中，该报文还记载有该业务所需的比特率，终端从该TCP数据包中解析出报文之后，可从该报文中解析出该业务所需的比特率，将所述比特率乘以扩大系数得到所述目标吞吐率；
然后，终端对TCP的套接口进行修改，增添目标吞吐率参数这一参数，并以该目标吞吐率对该目标吞吐率参数赋值，通过该套接口将该目标吞吐率参数及其赋值(该目标吞吐率)传输至终端的TCP的协议栈；举例说明，在“setsockopt( )”这一套接口函数中添加“target_throughput”这一目标吞吐率参数，根据所述比特率和扩大系数计算得到所述目标吞吐率之后，以计算出的目标吞吐率对该“target_throughput”赋值，通过“setsockopt( )”将“target_throughput”及其赋值传输至终端的TCP的协议栈；
终端生成一报文，对该报文的TCP的选项进行扩展，在该TCP的选项中添加目标吞吐率参数及其赋值(套接口传输至TCP的协议栈的目标吞吐率参数及其赋值)；终端通过向第一代理设备发送TCP数据包(该TCP数据包包括具有该TCP的选项(具有该目标吞吐率参数及其赋值)的该报文)，第一代理设备可对该TCP数据包解析后，获取该报文中该TCP的选项包括的该目标吞吐率参数及其赋值；进而，第一代理服务器可在其TCP的协议栈中添加该目标吞吐率参数及其赋值。
可选地，如果终端的TCP的协议栈支持修改，本实施例可以在通过套接口接收到该目标吞吐率参数及其赋值之后，将“目标吞吐率参数及其赋值添写到终端的所述TCP的协议栈中；当然，即使在通过套接口接收到该目标吞吐率参数及其赋值之后，本实施例可以不在终端的TCP的协议栈中添加该目标吞吐率参数及其赋值，而直接生成报文(该报文的TCP的选项中添加该目标吞吐率参数及其赋值)，终端向第一代理设备发送载有该报文的TCP数据包，使得第一代理设备将该目标吞吐率参数及其赋值添加到其的TCP的协议栈中。
作为本发明一实施例，对于上述基于所述方法应用于图1A中服务器101为例来描述的发明实施例和实施例作可选优化，如果图1A中服务器101不支持对其上的TCP的协议栈修改(包括不支持将目标吞吐率添写到该TCP的协议栈)，则图1C中采用第一代理设备304代理该服务器101，该第一代理设备304支持对其上的TCP的协议栈修改(包括即支持将目标吞吐率添写到该TCP的协议栈)；另外，还可以在网络中添加第二代理设备305，如图1C，由该第二代理设备305代理终端302与第一代理设备304进行TCP数据包的交互。添加第二代理设备305的一个原因是，第一代理设备304与第二代理设备305共享TCP的协议栈，包括第二代理设备305将载有目标吞吐率参数及其赋值的报文以TCP数据包的方法发送至第一代理设备304；添加第二代理设备305的又一个原因是，多个终端302由同一第二代理设备305代理，由该第二代理设备305代理每个终端302与第一代理设备304进行TCP数据包的交互。
这时，在图1C中，上述基于所述方法应用于图1A中服务器101为例来描述的发明实施例和实施例，不再应用于图1C中的服务器101，而是应用于图1C中的第一代理设备304；将以所述方法应用于图1A中服务器101为例来描述的发明实施例和实施例应用于图1C中的第一代理设备304时，除了由终端备302计算目标吞吐率这一区别之外，其他步骤中的服务器替换为第一代理设备304之后，上述发明实施例和实施例即可应用于第一代理设备304；区别具体详述如下：
上述发明实施例和实施方式提供TCP数据包的发送方法应用于第一代理设备；所述第一代理设备代理服务器向第二代理设备发送所述TCP数据包，以由所述第二代理设备将所述TCP数据包转发至终端。然后，所述终端确定所述目标吞吐率并发送所述目标吞吐率至所述第二代理设备，确定所述目标吞吐率的方法包括：从所述TCP数据包的报文中解析出所述业务的比特率，将所述比特率乘以扩大系数得到所述目标吞吐率。再然后，第一代理设备从所述第二代理设备获取所述目标吞吐率。
具体地，服务器具有不支持修改的TCP的协议栈，第一代理设备具有支持修改的TCP的协议栈，第二代理设备具有TCP的协议栈，终端具有TCP的协议栈。服务器可根据其的所述TCP的协议栈生成载有业务的TCP数据包，在服务器与第一代理设备之间基于TCP/IP协议进行TCP数据包的交互。第一代理设备对于其从服务器接收到的载有业务的TCP数据包，基于其TCP的协议栈修改该TCP数据包(可不修改该TCP数据包包括的报文所载有业务)，将修改后的TCP数据包向第二代理设备发送；第二代理设备基于其TCP的协议栈对该TCP数据包进行再次修改，将再次修改的TCP数据包发送至终端，终端对该再次修改的TCP数据包解析，解析出载有该业务的报文，在从该报文中解析出与该业务相关的数据。
其中，该报文还记载有该业务所需的比特率，终端从该TCP数据包中解析出报文之后，可从该报文中解析出该业务所需的比特率，将所述比特率乘以扩大系数得到所述目标吞吐率；
然后，终端对TCP的套接口进行修改，增添目标吞吐率参数这一参数，并以根据业务所需的比特率计算出的该目标吞吐率对该目标吞吐率参数赋值，通过该套接口将该目标吞吐率参数及其赋值(该目标吞吐率)传输至终端的TCP的协议栈；举例说明，在“setsockopt( )”这一套接口函数中添加“target_throughput”这一目标吞吐率参数，待根据终端根据业务所需的吞吐率计算出目标吞吐率之后，以计算出的目标吞吐率对该“target_throughput”赋值，通过“setsockopt( )”将“target_throughput”及其赋值传输至终端的TCP的协议栈；
终端生成第一报文，对该第一报文的TCP的选项进行扩展，在该TCP的选项中添加目标吞吐率参数及其赋值(通过套接口传输至TCP的协议栈的目标吞吐率参数及其赋值)；终端通过向第二代理设备发送TCP数据包(该TCP数据包包括具有该TCP的选项(具有该目标吞吐率参数及其赋值)的该第一报文)；
第二代理设备可对该TCP数据包解析后，获取该第一报文中该TCP的选项包括的该目标吞吐率参数及其赋值；第二代理设备生成第二报文，对该第二报文的TCP的选项进行扩展，在该TCP的选项中添加目标吞吐率参数及其赋值(第一报文中的目标吞吐率参数及其赋值)；第二代理设备通过向第一代理设备发送TCP数据包(该TCP数据包包括具有该TCP的选项(具有该目标吞吐率参数及其赋值)的该第二报文)；
第一代理设备对从第二代理设备接收的TCP数据包进行解析，解析出第二报文；再从第二报文中获取该目标吞吐率参数及其赋值，在第一代理设备的TCP的协议栈中添加该目标吞吐率参数及其赋值；
可选地，第二代理设备从第一报文获取到目标吞吐率参数及其赋值之后，可以将该目标吞吐率参数及其赋值添加到第二代理设备的TCP的协议栈中；当然，第二代理设备从第一报文获取到目标吞吐率参数及其赋值之后，本实施例可以不修改第二代理设备的TCP的协议栈(即在第二代理设备的TCP的协议栈中添加该目标吞吐率参数及其赋值)，而直接生成第二报文(该第二报文的TCP的选项中添加该目标吞吐率参数及其赋值)，第二代理设备向第一代理设备发送载有该报文的TCP数据包，使得第一代理设备将该目标吞吐率参数及其赋值添加到其的TCP的协议栈中。
值得说明的是，添加第二代理设备，因第一代理设备与第二代理设备的路由路径是确定的，所以在网络处于轻载时，TCP数据包从第一代理设备到第二代理设备的RTT是基本不变的。从而，当第二代理设备代理一个多个终端时，在已确定第二代理设备与第一代理设备之间已有的TCP流在所述网络轻载时的RTT，确定与该已有的TCP流对应的时延区间的下界(已有的TCP流在所述网络轻载时的RTT)；如果在第二代理设备与第一代理设备之间新添加某个业务的TCP流，不需要经过一轮拥塞窗口的RTT，筛选该轮拥塞窗口的RTT中的最小的RTT作为新添的该条TCP流对应的时延区间的下界，而是直接将与该已有的TCP流对应的时延区间的下界作为：与新添的该个业务的TCP流对应的时延区间的下界；即，直接采用已有的TCP流在所述网络轻载时的RTT作为：新添的该个业务的TCP流在所述网络轻载时的RTT。
作为本发明一实施例，基于上述发明实施例和实施例，无论所述方法应用于图1A中的服务器101或者应用于图1B的第一代理设备204或者图1C中的第一代理设备304，都会基于业务的比特率计算目标吞吐率(将所述比特率乘以扩大系数得到所述目标吞吐率)，本实施例对所述业务做如下细化：
如果所述业务为音频业务，则所述业务的比特率为所述音频业务的音频比特率；
如果所述业务为视频业务，则所述业务的比特率为所述视频业务的视频码率；
如果所述业务为音视频业务，则所述业务的比特率为所述音视频业务的音视频比特率。
具体地，服务器向终端提供业务时，会生成载有该业务的报文；同时，在该报文中确定一字段，在该字段中记录该业务所需的比特率。其中，如果所述业务为音频业务，则在报文的该字段中记录该音频业务所需的音频比特率；其中，如果所述业务为视频业务，则在报文的该字段中记录所述视频业务所需的视频码率；其中，如果所述业务为音视频业务，则在报文的该字段中记录该音视频业务所需的音视频比特率。
作为本发明一实施例，图6是依据本发明一实施例的传输控制协议TCP数据包的发送装置600的逻辑结构示意图，如图6所示，所述装置600至少包括：时延确定单元601、窗口调整单元602和数据包发送单元603。
时延确定单元601，用于获取在网络中发送TCP数据包的第一往返时延，确定第二往返时延，所述第二往返时延为按照第一算法确定的拥塞窗口与按照第二算法确定的拥塞窗口具有同等大小时的往返时延，其中，所述第一算法根据所述第一往返时延确定拥塞窗口的增长步幅，所述第二算法根据所述第一往返时延和目标吞吐率确定拥塞窗口的增长步幅，所述目标吞吐率为所述TCP数据包对应的业务所期望获得的吞吐率；
窗口调整单元602，用于如果所述第一往返时延大于所述第二往返时延，则以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口，如果所述第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，则以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口；
数据包发送单元603，用于将所述TCP数据包以所述第一拥塞窗口进行发送。
可选地，所述第二算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述目标吞吐率正相关、与所述第一往返时延负相关，所述第一算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述第一往返时延负相关。
可选地，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定。
可选地，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定的算法为：所述目标吞吐率等于所述业务的比特率乘以扩大系数，其中，所述扩大系数大于1。
可选地，所述窗口调整单元602，还用于如果在发送所述TCP数据包的过程中发生丢包，则按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，其中，所述第二拥塞窗口根据所述TCP数据包发生丢包时的第三往返时延确定，且所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口的降低步幅与所述第三往返时延负相关；
所述数据包发送单元603，还用于将所述TCP数据包以所述第二拥塞窗口进行发送。
可选地，所述窗口调整单元602，还用于按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，具体为：
所述窗口调整单元602，用于如果所述第三往返时延等于时延区间的下限，则将所述TCP数据包发生丢包时的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，如果所述第三往返时延等于所述时延区间的上限，则将预设的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，其中，所述时延区间的上限为在所述网络中所述TCP的超时重传RTO，所述时延区间的下限为在所述网络轻载时的往返时延。
可选地，所述窗口调整单元602，用于以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口，具体包括：
所述窗口调整单元602，用于若所述第一往返时延等于所述网络轻载的往返时延，将拥塞窗口的增长步幅取值为快速恢复值来获得所述第一拥塞窗口，所述快速恢复值与慢启动的数量级相同；
所述窗口调整单元602，用于若所述第一往返时延等于所述网络中所述TCP的超时重传RTO，将拥塞窗口的增长步幅取值为1个最大报文段长度MSS来获得所述第一拥塞窗口；
所述窗口调整单元602，用于若所述第一往返时延在所述网络轻载的往返时延和所述网络中所述TCP的超时重传RTO区间变化时，将拥塞窗口的增长步幅取值在1个MSS和所述快速恢复值之间且与所述第一往返时延负相关来获得所述第一拥塞窗口。
可选地，所述窗口调整单元602，用于以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口，具体为：
所述窗口调整单元602，用于根据所述目标吞吐率和所述第一往返时延计算目标窗口，将所述拥塞窗口的增长步幅取值为所述目标窗口与在所述网络所述TCP的当前拥塞窗口的差值来确定所述第一拥塞窗口。
可选地，从根据网络状况更新目标吞吐率的对装置作一可选优化，参见图7，所述装置还包括吞吐率检测单元604和目标吞吐率调整单元605。
吞吐率检测单元604，用于检测在所述网络发送所述TCP数据包的实际吞吐率；
目标吞吐率调整单元605，用于如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值大于第一阈值、且所述网络发送所述TCP数据包的第四往返时延与网络轻载时检测到的往返时延的差值小于第二阈值，则增大所述目标吞吐率，如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值小于第三阈值、且所述第四往返时延与所述网络轻载时检测到的往返时延的差值大于第四阈值，则减小所述目标吞吐率。
可选地，所述目标吞吐率通过目标吞吐率参数传递到TCP协议栈中。
作为本发明一实施例，图8是本实施例提供的传输控制协议TCP数据包的发送装置800的硬件结构示意图，示出了所述发送装置800的一种硬件结构。如图8所示，所述所述发送装置800包括处理器801、存储器802和网络接口804，所述处理器801分别与所述存储器802和所述网络接口804通过所述总线803连接；所述所述发送装置800通过所述网络接口804接入所述网络103以发送/接收所述TCP数据包；
所述存储器802用于存储计算机执行指令，当所述所述发送装置800运行时，所述处理器801读取所述存储器802存储的所述计算机执行指令，以执行应用于所述发送装置800的上述发明实施例和实施例提供的传输控制协议TCP数据包的发送方法。
其中，处理器801可以采用通用的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器，应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本发明实施例所提供的技术方案，包括执行上述发明实施例和实施例提供的传输控制协议TCP数据包的发送方法。
其中，存储器802可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)，静态存储设备，动态存储设备或者随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)。存储器802可以存储操作系统和其他应用程序。在通过软件或者固件来实现本发明实施例提供的技术方案时，用于实现本发明实施例提供的技术方案的程序代码保存在存储器802中，包括将应用于所述发送装置800的上述发明实施例和实施例提供的传输控制协议TCP数据包的发送方法的程序代码保存在存储器802中，并由处理器801来执行。
其中，网络接口804使用例如但不限于收发器一类的收发装置，来实现所述发送装置800与其他设备或通信网络之间的网络通信；可选地，网络接口804可以是用于接入网络的各种接口，如用于接入以太网的以太网接口，该以太网接口包括但不限于RJ-45接口、RJ-11接口、SC光纤接口、FDDI接口、AUI接口、BNC接口和Console接口等。
其中，总线803可包括一通路，用于在所述发送装置800中各个部件(例如处理器801、存储器802和网络接口804)之间传送信息。
可选地，所述发送装置800还包括输入/输出接口805，输入/输出接口805用于接收输入的数据和信息，输出操作结果等数据。
应注意，尽管图8所示的所述发送装置800仅仅示出了处理器801、存储器802、网络接口804以及总线803，但是在具体实现过程中，本领域的技术人员应当明白，所述发送装置800还包含实现正常运行所必须的其他器件。同时，根据具体需要，本领域的技术人员应当明白，所述发送装置800还可包含实现其他附加功能的硬件器件。此外，本领域的技术人员应当明白，所述发送装置800也可仅仅包含实现本发明实施例所必须的器件，而不必包含图8中所示的全部器件。
作为本发明一实施例，提供一种系统100，参见图1A，所述系统100包括服务器101和终端102，所述服务器101通过网络103与所述终端102通信连接，所述服务器101为上述的传输控制协议TCP数据包的发送装置800，通过所述网络103向所述终端102发送TCP数据包。
作为本发明一实施例，提供一种系统200，参见图1B，所述系统200包括服务器201、第一代理设备204和终端202，所述第一代理设备204分别与所述服务器201和所述终端202通信连接；所述服务器201，用于经所述第一代理设备204代理向所述终端202发送TCP数据包；
所述第一代理设备204为上述的传输控制协议TCP数据包的发送装置800，用于接收所述服务器201向所述终端202发送的所述TCP数据包，并代理所述服务器201向所述终端202发送所述TCP数据包。
可选地，所述终端202，用于将目标吞吐率通过目标吞吐率参数由所述终端202的TCP协议栈传递给所述第一代理设备204的TCP协议栈。
作为本发明一实施例，提供一种系统300，参见图1C所述系统300包括服务器301、第一代理设备304、第二代理设备305和终端302，所述第一代理设备304分别与服务器301和第二代理设备305通信连接；所述服务器301，用于经所述第一代理设备304代理向所述终端302发送TCP数据包；
所述第一代理设备304为上述的传输控制协议TCP数据包的发送装置800，用于接收所述服务器301向所述终端302发送的所述TCP数据包，并代理所述服务器301向所述第二代理设备305发送所述TCP数据包；
所述第二代理设备305，用于接收所述TCP数据包并转发至所述终端302。
可选地，所述终端302，用于将目标吞吐率通过目标吞吐率参数由所述终端302的TCP协议栈中传递给所述第二代理设备305的TCP协议栈中；
所述第二代理设备305，还用于将所述目标吞吐率通过所述目标吞吐率参数由所述第二代理设备305的TCP协议栈中传递给所述第一代理设备304的TCP协议栈中。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块和单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
上述以软件功能模块的形式实现集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称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保护范围。

Claims (26)

1.一种传输控制协议TCP数据包的发送方法,其特征在于，所述方法包括：
获取在网络中发送TCP数据包的第一往返时延；
确定第二往返时延，所述第二往返时延为按照第一算法确定的拥塞窗口与按照第二算法确定的拥塞窗口具有同等大小时的往返时延，其中，所述第一算法根据所述第一往返时延确定拥塞窗口的增长步幅，所述第二算法根据所述第一往返时延和目标吞吐率确定拥塞窗口的增长步幅，所述目标吞吐率为所述TCP数据包对应的业务所期望获得的吞吐率；
如果所述第一往返时延大于所述第二往返时延，则以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口；
如果所述第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，则以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口；
将所述TCP数据包以所述第一拥塞窗口进行发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述目标吞吐率正相关、与所述第一往返时延负相关，所述第一算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述第一往返时延负相关。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定的算法为：所述目标吞吐率等于所述业务的比特率乘以扩大系数，其中，所述扩大系数大于1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果在发送所述TCP数据包的过程中发生丢包，则按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，其中，所述第二拥塞窗口根据所述TCP数据包发生丢包时的第三往返时延确定，且所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口的降低步幅与所述第三往返时延负相关；
将所述TCP数据包以所述第二拥塞窗口进行发送。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，具体包括：
如果所述第三往返时延等于时延区间的下限，则将所述TCP数据包发生丢包时的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，如果所述第三往返时延等于所述时延区间的上限，则将预设的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，其中，所述时延区间的上限为在所述网络中所述TCP的超时重传RTO，所述时延区间的下限为在所述网络轻载时的往返时延。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口，具体包括：
若所述第一往返时延等于所述网络轻载的往返时延，将拥塞窗口的增长步幅取值为快速恢复值来获得所述第一拥塞窗口，所述快速恢复值与慢启动的数量级相同；
若所述第一往返时延等于所述网络中所述TCP的超时重传RTO，将拥塞窗口的增长步幅取值为1个最大报文段长度MSS来获得所述第一拥塞窗口；
若所述第一往返时延在所述网络轻载的往返时延和所述网络中所述TCP的超时重传RTO区间变化时，将拥塞窗口的增长步幅取值在1个MSS和所述快速恢复值之间且与所述第一往返时延负相关来获得所述第一拥塞窗口。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口，具体包括：
根据所述目标吞吐率和所述第一往返时延计算目标窗口，将所述拥塞窗口的增长步幅取值为所述目标窗口与在所述网络所述TCP的当前拥塞窗口的差值来确定所述第一拥塞窗口。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
检测在所述网络发送所述TCP数据包的实际吞吐率；
如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值大于第一阈值、且所述网络发送所述TCP数据包的第四往返时延与网络轻载时检测到的往返时延的差值小于第二阈值，则增大所述目标吞吐率；
如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值小于第三阈值、且所述第四往返时延与所述网络轻载时检测到的往返时延的差值大于第四阈值，则减小所述目标吞吐率。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述目标吞吐率通过目标吞吐率参数传递到TCP协议栈中。
11.一种传输控制协议TCP数据包的发送装置,其特征在于，所述装置包括：
时延确定单元，用于获取在网络中发送TCP数据包的第一往返时延，确定第二往返时延，所述第二往返时延为按照第一算法确定的拥塞窗口与按照第二算法确定的拥塞窗口具有同等大小时的往返时延，其中，所述第一算法根据所述第一往返时延确定拥塞窗口的增长步幅，所述第二算法根据所述第一往返时延和目标吞吐率确定拥塞窗口的增长步幅，所述目标吞吐率为所述TCP数据包对应的业务所期望获得的吞吐率；
窗口调整单元，用于如果所述第一往返时延大于所述第二往返时延，则以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口，如果所述第一往返时延小于或等于所述第二往返时延，则以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口；
数据包发送单元，用于将所述TCP数据包以所述第一拥塞窗口进行发送。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述目标吞吐率正相关、与所述第一往返时延负相关，所述第一算法中所确定的拥塞窗口的增长步幅与所述第一往返时延负相关。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述目标吞吐率根据从所述TCP数据包的报文中解析出的所述业务的比特率确定的算法为：所述目标吞吐率等于所述业务的比特率乘以扩大系数，其中，所述扩大系数大于1。
15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
所述窗口调整单元，还用于如果在发送所述TCP数据包的过程中发生丢包，则按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，其中，所述第二拥塞窗口根据所述TCP数据包发生丢包时的第三往返时延确定，且所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口的降低步幅与所述第三往返时延负相关；
所述数据包发送单元，还用于将所述TCP数据包以所述第二拥塞窗口进行发送。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述窗口调整单元，还用于按照第三算法将所述TCP数据包传输的拥塞窗口调整为第二拥塞窗口，具体为：
所述窗口调整单元，用于如果所述第三往返时延等于时延区间的下限，则将所述TCP数据包发生丢包时的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，如果所述第三往返时延等于所述时延区间的上限，则将预设的拥塞窗口作为所述第二拥塞窗口，其中，所述时延区间的上限为在所述网络中所述TCP的超时重传RTO，所述时延区间的下限为在所述网络轻载时的往返时延。
17.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述窗口调整单元，用于以第一算法确定的拥塞窗口作为第一拥塞窗口，具体包括：
所述窗口调整单元，用于若所述第一往返时延等于所述网络轻载的往返时延，将拥塞窗口的增长步幅取值为快速恢复值来获得所述第一拥塞窗口，所述快速恢复值与慢启动的数量级相同；
所述窗口调整单元，用于若所述第一往返时延等于所述网络中所述TCP的超时重传RTO，将拥塞窗口的增长步幅取值为1个最大报文段长度MSS来获得所述第一拥塞窗口；
所述窗口调整单元，用于若所述第一往返时延在所述网络轻载的往返时延和所述网络中所述TCP的超时重传RTO区间变化时，将拥塞窗口的增长步幅取值在1个MSS和所述快速恢复值之间且与所述第一往返时延负相关来获得所述第一拥塞窗口。
18.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述窗口调整单元，用于以第二算法确定的拥塞窗口作为所述第一拥塞窗口，具体为：
所述窗口调整单元，用于根据所述目标吞吐率和所述第一往返时延计算目标窗口，将所述拥塞窗口的增长步幅取值为所述目标窗口与在所述网络所述TCP的当前拥塞窗口的差值来确定所述第一拥塞窗口。
19.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
吞吐率检测单元，用于检测在所述网络发送所述TCP数据包的实际吞吐率；
目标吞吐率调整单元，用于如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值大于第一阈值、且所述网络发送所述TCP数据包的第四往返时延与网络轻载时检测到的往返时延的差值小于第二阈值，则增大所述目标吞吐率，如果所述实际吞吐率与所述目标吞吐率的比值小于第三阈值、且所述第四往返时延与所述网络轻载时检测到的往返时延的差值大于第四阈值，则减小所述目标吞吐率。
20.根据权利要求11至19任一项所述的装置，其特征在于，所述目标吞吐率通过目标吞吐率参数传递到TCP协议栈中。
21.一种传输控制协议TCP数据包的发送装置，其特征在于，所述发送装置包括处理器、存储器和网络接口，所述处理器分别与所述存储器和所述网络接口通过总线连接；
所述存储器用于存储计算机执行指令，当所述发送装置运行时，所述处理器读取所述存储器存储的所述计算机执行指令，以执行权利要求1至10任一项所述的传输控制协议TCP数据包的发送方法。
22.一种用于实现传输控制协议TCP数据包发送的系统，所述系统包括服务器和终端，所述服务器通过网络与所述终端通信连接，其特征在于，
所述服务器为权利要求11至21任一项所述的传输控制协议TCP数据包的发送装置，通过所述网络向所述终端发送TCP数据包。
23.一种用于实现传输控制协议TCP数据包发送的系统，所述系统包括服务器、第一代理设备和终端，所述第一代理设备分别与所述服务器和所述终端通信连接；其特征在于，
所述服务器，用于经所述第一代理设备代理向所述终端发送TCP数据包；
所述第一代理设备为权利要求11至21任一项所述的传输控制协议TCP数据包的发送装置，用于接收所述服务器向所述终端发送的所述TCP数据包，并代理所述服务器向所述终端发送所述TCP数据包。
24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述终端，用于将目标吞吐率通过目标吞吐率参数由所述终端的TCP协议栈传递给所述第一代理设备的TCP协议栈。
25.一种用于实现传输控制协议TCP数据包发送的系统，所述系统包括服务器、第一代理设备、第二代理设备和终端，所述第一代理设备分别与服务器和第二代理设备通信连接；其特征在于，
所述服务器，用于经所述第一代理设备代理向所述终端发送TCP数据包；
所述第一代理设备为权利要求11至21任一项所述的传输控制协议TCP数据包的发送装置，用于接收所述服务器向所述终端发送的所述TCP数据包，并代理所述服务器向所述第二代理设备发送所述TCP数据包；
所述第二代理设备，用于接收所述TCP数据包并转发至所述终端。
26.根据权利要求25所述的系统，其特征在于，
所述终端，用于将目标吞吐率通过目标吞吐率参数由所述终端的TCP协议栈中传递给所述第二代理设备的TCP协议栈中；
所述第二代理设备，还用于将所述目标吞吐率通过所述目标吞吐率参数由所述第二代理设备的TCP协议栈中传递给所述第一代理设备的TCP协议栈中。
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