CN106470167A

CN106470167A - 网络传输速度的控制方法和装置

Info

Publication number: CN106470167A
Application number: CN201510506043.1A
Authority: CN
Inventors: 叶成旭
Original assignee: Alibaba Group Holding Ltd
Current assignee: Taobao China Software Co Ltd
Priority date: 2015-08-17
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2035-08-17
Also published as: CN106470167B

Abstract

本申请公开了一种网络传输速度的控制方法和装置，本发明实施例在检测到当前网络数据传输的实际速度与速度阈值之间存在差值时，通过比例常数对上述差值进行偏差减少处理，由于比例常数K_p可以快速消除实际速度与阈值之间的差值，当比例常数越大时，差值调节的反应速度越快，可以快速调节网络数据的传输速度，提高了网络数据传输速度的调整效率，因此可以解决现有的网络传输速度控制方法存在调整效率低的问题。

Description

网络传输速度的控制方法和装置

技术领域

本发明应用于互联网传输技术领域，涉及一种网络传输速度的控制方法和装置。

背景技术

通常情况下，网络服务端给客户端是正常传输网络数据的，但是，当用户突然增加时，会导致发送的网络数据过多，从而使得网络数据的流量高于预设的网络数据流量阈值，造成网络堵塞。为了缓解网络堵塞，现有技术中，可以通过暂时停止一段时间(暂停时间)发送网络数据，使得网络实际发送的数据流量降低。当网络数据流量降低到网络数据流量阈值之下，将上述暂停发送取消掉或者将暂停时间减小。这里的暂停时间又可以成为发送数据的间隔时间。

由于间隔时间是人为设置的经验值，非常有可能在间隔时间内，实际的网络数据流量又远远小于网络数据流量阈值，因此，不能充分利用网络带宽资源而导致网络数据传输效率降低；进一步地，现有技术的通过人为设置的间隔时间对流量调整时，存在调整速度太慢或调整幅度过大，到网络传输最终稳定下来所用的时间太长。

因此，现有的网络传输速度控制技术存在调整效率低的问题，从而不能充分利用网络带宽资源。

发明内容

本发明提供一种网络传输速度的控制方法和装置，可以解决现有的网络传输速度控制方法存在调整效率低的问题，可以提高网络带宽资源的利用率。

本申请的一个目的在于提出一种网络传输速度的控制方法，包括：

在一个调整周期内，检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值；

根据比例常数，对所述差值进行偏差减小处理，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间，所述间隔时间为所述调整周期内的前后两次网络数据传输之间的时间间隔。

可选地，检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值，且所述当前网络数据传输的实际速度大于预设的网络数据传输速度阈值，则所述方法还包括：

根据比例常数和积分时间常数，对所述差值进行比例处理和积分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

根据比例常数、积分时间常数和微分时间常数，对所述差值进行比例处理、积分处理和微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

可选地，根据比例常数，对所述差值进行偏差减小处理，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间，具体包括：

根据比例计算公式：u(k)＝K_p{e(k)}，对所述差值进行偏差减小处理，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间；

其中，K_p为比例常数，k为第k次网络数据传输速度的采样，e(k)是指第k次采样时检测到的网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间的差值。

可选地，根据比例常数和积分时间常数，对所述差值进行比例处理和积分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间，包括：

根据比例积分计算公式：对所述差值进行比例处理和积分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间；

其中，K_p为比例常数，k为第k次网络数据传输速度的采样，e(k)是指第k次采样时检测到的网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间的差值，T表示所述调整周期，T_i表示所述积分时间常数，j为第j次网络数据传输速度的采样，e(j)是第j次采样时检测到的网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间的差值。

可选地，根据比例常数、积分时间常数和微分时间常数，对所述差值进行比例处理、积分处理和微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间，包括：

根据比例积分微分计算公式：对所述差值进行比例处理、积分处理和微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间；

本发明还提供一种网络传输速度的控制装置，包括：

检测模块，用于在一个调整周期内，检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值；

处理模块，用于根据比例常数，对所述差值进行偏差减小处理，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间，所述间隔时间为所述调整周期内的前后两次网络数据传输之间的时间间隔。

可选地，当所述检测模块检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值，且所述当前网络数据传输的实际速度大于预设的网络数据传输速度阈值；

所述处理模块，还用于根据比例常数和积分时间常数，对所述差值进行比例处理和积分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

可选地，所述处理模块，还用于在所述检测模块检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值之后，根据比例常数、积分时间常数和微分时间常数，对所述差值进行比例处理、积分处理和微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

可选地，所述处理模块具体用于：

可选地，所述处理模块具体还用于：

本发明实施例在检测到当前网络数据传输的实际速度大于速度阈值时，通过比例常数和积分时间常数，对上述当前网络数据传输的实际速度与速度阈值之间的差值进行偏差比例积分处理，直至差值为0，得到调整周期内的网络数据传输的间隔时间。由于通过积分偏差的处理，能够自动学习到系统中的静态误差，可以消除静态误差，从而达到非常高的精确性，理论上是可以达到0误差；同时，也可以适应各种不同的网络类型，当网络环境变换时，比如从百兆网络换成千兆网络，比例和积分的处理不需要任何变化，会自动计算出合适的间隔时间，并且精确性不受影响，因为本发明实施例所述方法自适应性强；

进一步地，在消除静态误差后，网络数据传输的速度基本上是平稳的，不会出现忽高忽低的情况，因此本发明实施例所述方法的网络数据传输速度调整的稳定性较高；

进一步地，在每个调整周期内，都会对差值进行比例和积分计算，滞后时间可控(通常是为一个调整周期)，因此，本发明实施例所述的方法可以使得网络数据传输速度的控制程序非常灵敏，实时性高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种网络数据传输速度的控制方法的实施例一的流程示意图；

图2为本发明一种网络数据传输速度的控制方法的实施例二的流程示意图；

图3为本发明一种网络数据传输速度的控制方法的实施例三的流程示意图；

图4为本发明一种网络数据传输速度的控制方法的实施例四的流程示意图；

图5为本发明一种网络数据传输速度的控制装置的实施例一的结构示意图；

图6为图4所示实施例所述的网络数据传输速度的控制方法的运行结果示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

图1为本发明一种网络数据传输速度的控制方法的实施例一的流程示意图，如图1所示，包括：

步骤101、在一个调整周期内，检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值。

其中，调整周期为是指每隔一定的周期去检测当前网络数据传输的实际速度，通常，调整周期是预先设定好的，例如可以根据经验值设定的，由于调整周期关系到响应速度，调整周期越小，响应速度就越快。但也不能太小，因为从发送数据到检测实际的网络数据传输速度之间存在一点延迟，要大于这个延迟比较好。对于网络数据传输这种变化较快的场景，建议调整周期为0.1秒左右。

步骤101具体实现时，举例来说，启动发送网络数据程序，可以通过配置文件，或者程序的接口设置网络数据传输速度的阀值；因为一般在程序刚启动时，发送的数据流量比较少，可以把发送网络数据的时间间隔设置为0。

获取当前的网络数据传输速度，例如在linux操作系统下可以通过sar命令获取当前网络数据传输的实际速度，计算实际速度与阀值之间的差值e，或者还可以采用其它系统调用的方法，获取当前网络数据传输的实际速度，计算实际速度与阀值之间的差值e。

步骤102、根据比例常数，对所述差值进行偏差减小处理，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

其中，所述间隔时间为所述调整周期内的前后两次网络数据传输之间的时间间隔。具体可以是指应用程序发送数据的时间间隔，本发明实施例通过得到的时间间隔来达到控制网络数据传输速度的目的。

进一步地，将计算出的间隔时间设置为网络发送数据的间隔时间，之后，例如可以发送网络数据的线程，接收到此间隔时间后，按照此间隔时间来发送网络数据。

步骤102具体实现时，例如,根据比例计算公式：u(k)＝K_p{e(k)}，对所述差值进行偏差减小处理，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间；

上述比例常数K_p的主要功能是快速消除实际速度与阈值之间的差值，当比例常数越大时，差值调节的反应速度越快。

其中，在设置比例常数K_p，可以把K_p值从0开始慢慢增大，观察网络数据传输速度差值调节的反应速度是否在预设的要求之内；当调节的反应速度达到预设的要求，停止增大K_p值。

本发明实施例在检测到当前网络数据传输的实际速度与速度阈值之间存在差值时，通过比例常数对上述差值进行偏差减少处理，由于比例常数K_p是快速消除实际速度与阈值之间的差值，当比例常数越大时，差值调节的反应速度越快，可以快速调节网络数据的传输速度，提高了网络数据传输速度的调整效率，因此可以解决现有的网络传输速度控制方法存在调整效率低的问题。

图2为本发明一种网络数据传输速度的控制方法的实施例二的流程示意图，如图2所示，包括：

步骤201、检测到当前网络数据传输的实际速度大于预设的网络数据传输速度阈值。

具体地，检测到当前网络数据传输的实际速度可以参考图1所示实施例步骤101中所述的方法，不再赘述。

步骤202、根据比例常数和积分时间常数，对所述差值进行比例处理和积分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

其中，所述间隔时间为所述调整周期内的前后两次网络数据传输之间的时间间隔。具体可以是指应用程序发送数据的时间间隔，本发明实施例通过得到的时间间隔来达到控制网络数据传输速度的目的。进一步地，将计算出的间隔时间设置为网络发送数据的间隔时间，之后，例如可以发送网络数据的线程，接收到此间隔时间后，按照此间隔时间来发送网络数据。

在一种实施方式中，步骤202具体实现时，例如根据比例积分计算公式：对所述差值进行偏差的比例积分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间；

上述积分时间常数的主要功能是去除静态误差，积分时间常数也是一个经验值，根据不同的网络环境进行设定。例如，在上述设置好的比例常数的基础上减少10％，将积分时间常数值从0开始慢慢增大；当网络数据传输速度差值调节的反应速度开始波动，停止增大积分时间常数。

在一个可选的实施方式中，例如，在控制网络流量这一场景下，由于网络流量这一指标的变化趋势和幅度往往不可预测，且变化有可能很频繁，从而产生毛刺，所以上述算法中，对差值不作微分处理以避免输入数据过多的被毛刺影响。但是，在其他情况下，例如没有毛刺的情况下，本发明实施例还可以对上述差值进行微分处理，因为通过微分处理可以预判差值变化的趋势，使差值在萌芽状态被抑制。

图3为本发明一种网络数据传输速度的控制方法的实施例三的流程示意图，如图3所示，包括：

步骤301、检测到当前网络数据传输的实际速度大于预设的网络数据传输速度阈值。

步骤302、根据比例常数、积分时间常数和微分时间常数，对所述差值进行比例处理、积分处理和微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

在一种实施方式中，步骤302具体实现时，例如根据比例积分计算公式：

根据比例积分微分计算公式：对所述差值进行偏差的比例积分微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间；

其中，在设置微分时间常数时，在上述设置的积分时间常数的基础上减少10％；将微分时间常数从0开始慢慢增大，观察网络数据传输速度的调整反应速度是否在预设要求内，当调整的反应速度达到预设的要求，停止增大微分时间常数。

本发明实施例通过微分处理，可以预判上述当前网络数据传输速度与速度阈值之间差值的变化趋势，使差值在萌芽状态被抑制，可以快速对网络数据传输速度进行调整。

下面采用具体的实施例，对上述图2所示方法实施例的技术方案进行详细说明。

其中,本实施例采用的工作参数为：

参数名称	取值
		采样时间T	0.1s
比例常数K_p	0.3
		积分时间常数T_i	0.08
微分时间常数T_d	0

图4为本发明一种网络数据传输速度的控制方法的实施例四的流程示意图，本实施例采用的测试方法为：

a.首先设定流量的阀值为30M/s；

b.突然业务量增加时，测试PID自动调节的能力；

c.在正常调节流量时，突然增加额外的流量干扰，测试其自主调节的能力；

d.在流量干扰突然撤销时，测试其自主调节的能力；

如图4所示，所述方法包括：

步骤401、启动发送网络数据程序，设置网络传输速度阀值，每次发送数据时间间隔设置为0；

例如，可以通过配置文件或者程序的接口设置网络传输速度的阀值，一般在程序刚启动时，发送的数据流量比较少，可以把发送数据的时间间隔设置为0。

步骤402、获取当前的网络数据传输的实际速度；

例如，可以通过系统调用的方式，获取当前网络的传输速度。

步骤403、计算网络数据传输的实际速度与网络传输速度阀值之间的差值；

步骤404、对差值进行比例、积分的偏差处理，计算得到发送网络数据的间隔时间；

其中，比例积分的偏差处理的计算公式为：

由于上述公式中的Σe为一个差值的累计值。在步骤402、403、404中循环时累加。

步骤405、将计算出的间隔时间设置为网络发送数据的间隔时间，发送网络数据的线程，接收到此间隔时间后，按照此间隔时间来发送网络数据。

图6为图4所示实施例所述的网络数据传输速度的控制方法的运行结果示意图，如图6所示，横轴为时间轴(秒)，纵轴为网络流量值(M/s)，所述运行结果包括：

a.程序刚启动，设定流量的阀值为30M/s；

b.从刚开始到第5.5秒，业务流量几乎为0，模拟业务量较少的状态；

c.第5.5秒时，突然增加业务量，最高窜至44M/s，两秒钟后，流量被调节为30M左右，并维持住基本平稳的状态；

d.第15.5秒时，突然增加额外的流量干扰，干扰流量最大为10M/s，大约1.5秒后，即调节为平衡状态；

e.第25秒时，突然将干扰流量撤掉，大约2秒后，状态回归平稳。

本发明实施例所述方法的实现原理和技术效果与图2所示实施例类似，此处不再赘述。

图5为本发明一种网络数据传输速度的控制装置的实施例一的结构示意图，如图5所示，包括：

检测模块51，用于在一个调整周期内，检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值；

处理模块52，用于根据比例常数，对所述差值进行偏差减小处理，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间，所述间隔时间为所述调整周期内的前后两次网络数据传输之间的时间间隔。

所述处理模块52，还用于根据比例常数和积分时间常数，对所述差值进行比例处理和积分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

可选地，所述处理模块52，还用于在所述检测模块检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值之后，根据比例常数、积分时间常数和微分时间常数，对所述差值进行比例处理、积分处理和微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

可选地，所述处理模块52具体用于：

可选地，所述处理模块52具体还用于：

本发明实施例所述装置可以执行图1-图4中任一实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种网络传输速度的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值，且所述当前网络数据传输的实际速度大于预设的网络数据传输速度阈值，则所述方法还包括：

根据所述比例常数和积分时间常数，对所述差值进行比例处理和积分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值，且所述当前网络数据传输的实际速度大于预设的网络数据传输速度阈值，则所述方法还包括：

根据所述比例常数、所述积分时间常数和微分时间常数，对所述差值进行比例处理、积分处理和微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据比例常数，对所述差值进行偏差减小处理，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间，具体包括：

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述比例常数和积分时间常数，对所述差值进行比例处理和积分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间，包括：

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述比例常数、所述积分时间常数和微分时间常数，对所述差值进行比例处理、积分处理和微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间，包括：

根据比例积分微分计算公式：

u (k) = K_{p} {e (k) + \frac{T}{T_{i}} Σ_{j = 0}^{k} e (j) + \frac{T_{d}}{T} [e (k) - s (k - 1)]}

对所述差值进行比例处理、积分处理和微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间；

7.一种网络传输速度的控制装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，当所述检测模块检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值，且所述当前网络数据传输的实际速度大于预设的网络数据传输速度阈值；

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理模块，还用于在所述检测模块检测到当前网络数据传输的实际速度与预设的网络数据传输速度阈值之间存在差值之后，根据比例常数、积分时间常数和微分时间常数，对所述差值进行比例处理、积分处理和微分处理，直至所述差值为0时，得到所述调整周期内的网络数据传输的间隔时间。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理模块具体用于：

11.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述处理模块具体还用于：

12.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理模块具体还用于：

根据比例积分微分计算公式：

u (k) = K_{p} {e (k) + \frac{T}{T_{i}} Σ_{j = 0}^{k} e (j) + \frac{T_{d}}{T} [e (k) - s (k - 1)]}