CN109167704A - 空间链路增强的传输协议tcp+监测方法 - Google Patents

空间链路增强的传输协议tcp+监测方法 Download PDF

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protocol tcp
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黄友俊
李星
吴建平
黄海燕
郝健
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/18—Protocol analysers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/163—In-band adaptation of TCP data exchange; In-band control procedures

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

本公开提出了一种空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，包括以下步骤：S1，两个终端按照MPTCP+流程，建立所有可能的子流；S2，在所述两个终端中的发送端比较各子流的RTT值，根据RTT值进行数据流量分配；S3，确定是否处理完所有的子流，若已处理完所有的子流，则进入下一步，否则返回步骤S2；S4，计算每条子流的到达时间是否相同，若相同，则轮循平均分配每条子流的数据流量至数据传输完成，若不同，则返回步骤S2。本公开空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，提高了链路的利用率，获得了更好的吞吐量性能。

Description

空间链路增强的传输协议TCP+监测方法
技术领域
本公开涉及计算机网络的技术领域，尤其涉及一种空间链路增强的传输协议TCP+监测方法。
背景技术
近年来，天地一体化信息网络主要依赖天基网络，如图1所示。然而，由于依赖天基网络，在不同的场景下，传输时延、误码率存在较大的动态范围，这对协议传输性能带来了巨大的挑战。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本公开提供了一种空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，以至少部分解决以上所存在的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面，提供了一种空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，包括以下步骤：
S1，两个终端按照MPTCP+流程，建立所有可能的子流；
S2，在所述两个终端中的发送端比较各子流的RTT值，根据RTT值进行数据流量分配；
S3，确定是否处理完所有的子流，若已处理完所有的子流，则进入下一步，否则返回步骤S2；
S4，计算每条子流的到达时间是否相同，若相同，则轮循平均分配每条子流的数据流量至数据传输完成，若不同，则返回步骤S2。
在一些实施例中，所述步骤S2包括：
S21，在两个终端中的发送端比较两条子流的RTT值；
S22，根据两条子流的RTT值确定数据流量分配方式；
S23，根据确定的数据流量分配方式进行数据流量分配；以及
S24，重复步骤S21～S23至所有子流的RTT值比较及数据流量分配完成。
在一些实施例中，在所述步骤S1中，所述可能的子流全部运行TCP+优化方案。
在一些实施例中，在所述步骤S2中，若各子流的RTT的值大于0，则选择所述各子流中平衡系数最小的子流，向该平衡系数最小的子流分配最大可发送的数据流量，并更新平衡系数；否则，轮循平均分配每条子流的数据流量。
在一些实施例中，每个子流具有一可传输的数据流量阈值；在向该平衡系数最小的子流分配最大可发送的数据流量的步骤中，所述最大可发送的数据流量为该平衡系数最小的子流的可传输的数据流量阈值。
在一些实施例中，所述平衡系数为T{a，n}，表示在计算得到的两个终端中的接收端接收到路径a上的第n个数据包的时间。
在一些实施例中，在所述步骤S4之后，还包括，数据传输结束按照MPTCP+流程断开连接。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开空间链路增强的传输协议TCP+监测方法至少具有以下有益效果其中之一：
(1)本公开空间链路增强的传输协议TCP+监测方法时延小，传输效率高，易于实现。
(2)客户端和服务器端之间运行MPTCP+实现多条路径(子流)并发传输，每条子流运行TCP+优化方案，从而提高链路的利用率。
(3)本公开使用MPTCP+进行通信，所建立的子流都运行TCP+优化方案，从而获得更好的吞吐量性能，提高传输性能。
附图说明
图1是本公开的空间链路增强的传输协议TCP+监测方法的网络拓扑图；
图2是本公开的在两个终端建立的所有可能的子流示意图；
图3是本公开的空间链路增强的传输协议TCP+监测方法流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
针对空间网络存在的大时延和高误码问题，基于端到端传输优化方案TCP+，可有效提升端到端的传输速率，如丢包率为2％时，传输吞吐率能提升10倍以上。空间链路增强的传输协议TCP+，针对BGP+的传输和连接维持需求，减少连接中断概率，提高了路由更新传输的吞吐率。
Multipath TCP+(MPTCP+)是一种有前途的基于传输层的技术，可以满足实时数据服务和特定QoS要求，实现最佳网络资源利用之间的平衡。本公开提供了一种多路径TCP+传输监测方法，客户端和服务器端运行MPTCP+实现多路径(子流)并发传输，每条子流运行TCP+优化方案，从而提高链路的利用率。多路径TCP+每个子流通过设置平衡系数来控制公平性，平衡系数可以用于MPTCP+连接的子流间的涌塞均衡，有利于保证各子流公平的利用共享链路上的资源。
所述空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，包括以下步骤：
S1，两个终端按照MPTCP+流程，建立所有可能的子流；
S2，在两个终端中的发送端比较各子流的RTT值，根据RTT值进行数据流量分配；
S3，确定是否处理完所有的子流，若已处理完所有的子流，则进入下一步，否则返回步骤S2，
S4，计算每条子流的到达时间是否相同，若相同，则轮循平均分配每条子流的数据流量至数据传输完成，若不同，则返回步骤S2。
其中，所述步骤S2包括：
S21，在两个终端中的发送端比较两条子流的RTT值；
S22，根据两条子流的RTT值确定数据流量分配方式；
S23，根据确定的数据流量分配方式进行数据流量分配；以及
S24，重复步骤S21～S23至所有子流的RTT值比较及数据流量分配完成。
可选的，在两个终端中的发送端每次比较两条子流的RTT值，当然也可以比较更多条子流的RTT值，根据RTT值进行数据流量分配。
请参照图3所示，在一实施例中，所述多路径TCP+传输监测方法包括以下步骤：
S1，两个终端按照MPTCP+的正常流程，建立所有可能的子流，且这些可能子流全部运行TCP+优化方案，如图2所示；
S2，在两个终端中的发送端比较各路径的RTT值，如果RTT的值小于或等于0(至少其中一条子流的RTT的值小于或等于0)，表示发出的数据还未收到，则轮循平均分配每条路径的数据流量；如果RTT的值大于0(所有子流的RTT的值大于0)，则选择平衡系数最小的路径，向该路径分配最大可发送的数据流量，然后更新平衡系数，重复RTT值大于0的步骤；
所述平衡系数可以为任意空间网络参数，也可以为自定义参数，本公开对此不作限定。本实施例以平衡系数T{a，n}为例进行说明，T{a，n}表示在接收端收到a路径上的第n个数据包的估算时间；T{a，0}为第一个数据包的估算时间，所以第一个最小路径为T{1，0}，更新后为T{a，1})，
S3，确定是否处理完所有的路径(数据流量全部分配完毕)，若已处理完所有的路径，则进入下一步，否则返回步骤S2；
S4，计算每条路径的到达时间相同，如果更新完之后每条路径的到达时间相同，则直接按照简单的轮循分配给所有子流，若不同，则返回步骤S2；
其中，在计算每条路径的到达时间的步骤中，一种可选的计算方式如下：T{a，n}＝RTTa/2+2Ta，Ta＝Length/Ba；在n取最大值时，即可得到路径a的到达时间，RTTa表示路径a的RTT值，length表示每个数据包的固定长度，Ba表示带宽。
S5，两个通信终端子流全部运行TCP+传输数据，并在数据传输结束后，按照正常的MPTCP+流程断开连接。
本公开改进了预测时延的流量调度算法，并且在瓶颈链路上和TCP+流共享瓶颈带宽，在时延较小的路径上优先发送一定量的数据包，以使得多条路径后续的数据能够按序到达。这样就能保证整个传输的速率，提高传输效率，充分利用多路径TCP+的优势。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开有了清楚的认识。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
当然，根据实际需要，本公开方法还包含其他的步骤，由于同本公开的创新之处无关，此处不再赘述。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，包括以下步骤：
S1，两个终端按照MPTCP+流程，建立所有可能的子流；
S2，在所述两个终端中的发送端比较各子流的RTT值，根据RTT值进行数据流量分配；
S3，确定是否处理完所有的子流，若已处理完所有的子流，则进入下一步，否则返回步骤S2；
S4，计算每条子流的到达时间是否相同，若相同，则轮循平均分配每条子流的数据流量至数据传输完成，若不同，则返回步骤S2。
2.根据权利要求1所述的空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，其中，所述步骤S2包括：
S21，在两个终端中的发送端比较两条子流的RTT值；
S22，根据两条子流的RTT值确定数据流量分配方式；
S23，根据确定的数据流量分配方式进行数据流量分配；以及
S24，重复步骤S21～S23至所有子流的RTT值比较及数据流量分配完成。
3.根据权利要求1所述的空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，其中，在所述步骤S1中，所述可能的子流全部运行TCP+优化方案。
4.根据权利要求1所述的空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，其中，在所述步骤S2中，若各子流的RTT的值大于0，则选择所述各子流中平衡系数最小的子流，向该平衡系数最小的子流分配最大可发送的数据流量，并更新平衡系数；否则，轮循平均分配每条子流的数据流量。
5.根据权利要求4所述的空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，其中，每个子流具有一可传输的数据流量阈值；在向该平衡系数最小的子流分配最大可发送的数据流量的步骤中，所述最大可发送的数据流量为该平衡系数最小的子流的可传输的数据流量阈值。
6.根据权利要求4所述的空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，其中，所述平衡系数为T{a，n}，表示在计算得到的两个终端中的接收端接收到路径a上的第n个数据包的时间。
7.根据权利要求1所述的空间链路增强的传输协议TCP+监测方法，在所述步骤S4之后，还包括，数据传输结束按照MPTCP+流程断开连接。
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