CN112422356B - 确定网络状态的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种确定网络状态的方法及装置；方法包括：当工作状态为测量状态时，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率；基于所述传输码率，发送第一数量的数据包；基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所述第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，所述目标网络参数包括以下参数至少之一：平均往返时延(RTT)、丢包率；当所述工作状态切换至稳定状态时，获取所述目标网络参数的第二参数值；将所述目标网络参数的所述第一参数值与所述第二参数值进行比较，得到比较结果；基于所述比较结果，确定所述网络的网络状态，所述网络状态包括：拥塞状态及非拥塞状态。通过本发明，能够准确地确定网络的网络状态。

Description

确定网络状态的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种确定网络状态的方法及装置。

背景技术

相关技术中，采用BBR(Bottleneck Bandwidth and RTT)拥塞控制算法对网络拥塞问题进行控制，如果网络处于拥塞状态，BBR拥塞控制算法的机制能够很好的保证数据的传输，然而，BBR拥塞控制算法本身并无法确定网络是否处于拥塞状态。

发明内容

本发明实施例提供一种确定网络状态的方法及装置，能够准确的确定网络的网络状态。

本发明实施例提供一种确定网络状态的方法，包括：

当工作状态为测量状态时，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率；

基于所述传输码率，发送第一数量的数据包；

基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所述第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，所述目标网络参数包括以下参数至少之一：平均往返时延RTT、丢包率；

当所述工作状态切换至稳定状态时，获取所述目标网络参数的第二参数值；

将所述目标网络参数的所述第一参数值与所述第二参数值进行比较，得到比较结果；

基于所述比较结果，确定所述网络的网络状态，所述网络状态包括：拥塞状态及非拥塞状态。

本发明实施例还提供一种确定网络状态的装置，包括：

第一确定单元，用于当工作状态为测量状态时，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率；

发送单元，用于基于所述传输码率，发送第一数量的数据包；

第二确定单元，用于基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所述第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，所述目标网络参数包括以下参数至少之一：平均往返时延RTT、丢包率；

获取单元，用于当所述工作状态切换至稳定状态时，获取所述目标网络参数的第二参数值；

比较单元，用于将所述目标网络参数的所述第一参数值与所述第二参数值进行比较，得到比较结果；

第三确定单元，用于基于所述比较结果，确定所述网络的网络状态，所述网络状态包括：拥塞状态及非拥塞状态。

上述方案中，所述第一确定单元，还用于获取第二测量周期内第二数量的数据包中各数据包的RTT；

基于所述各数据包的RTT及所述第一测量周期内的网络带宽，确定所述第一测量周期内所述网络对应的拥塞系数；所述第二测量周期为所述第一测量周期的前一测量周期；

基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的传输码率。

上述方案中，所述第一确定单元，还用于基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的降低系数；所述降低系数用于调整所述传输码率的大小；

基于所述降低系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的传输码率。

上述方案中，所述装置还包括切换单元，

所述切换单元，用于基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期对应的状态测量时长；

当所述工作状态处于所述测量状态的时长超过所述状态测量时长时，将所述工作状态从测量状态切换至稳定状态。

上述方案中，当所述目标网络参数为平均RTT时，所述第二确定单元，还用于基于接收到的对应所述数据包的响应，获取各数据包的RTT；

基于所述各数据包的RTT，确定所述第一测量周期内所述第一数量的数据包的平均RTT。

上述方案中，当所述目标网络参数为丢包率时，所述第二确定单元，还用于基于接收到的对应所述数据包的响应，确定接收到的所述响应的数量；

基于所述响应的数量与所述第一数量的比值，确定本次测量过程中的丢包率。

上述方案中，所述获取单元，还用于响应于所述稳定状态下的测量触发事件，发送第二数量的数据包；

基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所处网络下的丢包率或平均RTT。

上述方案中，所述比较单元，还用于当所述比较结果表征所述第二参数值大于对应所述第一测量周期内的第三参数值时，确定所述网络状态为拥塞状态；所述第三参数值为采用预设的第一加权系数对所述目标网络参数的第一参数值进行加权处理而得。

上述方案中，所述装置还包括得到单元，

所述得到单元，用于基于所述第一测量周期内所述目标网络参数的第一参数值，得到预测的网络带宽；

获取所述稳定状态下的网络带宽；

采用预设的第二加权系数对所述稳定状态下的所述网络带宽进行加权处理，得到加权后的网络带宽；

当确定所述网络状态为拥塞状态时，从所述预测的网络带宽及所述加权后的网络带宽中，获取网络带宽值最小的带宽为所处网络的带宽。

本发明实施例还提供一种确定网络状态的装置，包括：

存储器，用于存储可执行指令；

处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现本发明实施例提供确定网络状态的方法。

本发明实施例还提供一种存储介质，存储有可执行指令，用于引起处理器执行时，实现本发明实施例提供确定网络状态的方法。

本发明实施例具有以下有益效果：

通过将测量状态下测量得到的目标网络参数的第一参数值，与稳定状态下实时测量到的目标网络参数的第二参数值进行比较，得到比较结果；基于比较结果，确定网络的网络状态处于拥塞状态或非拥塞状态；如此，通过测量状态下及稳定状态下的目标网络参数的参数值的比较，能够准确地确定网络的网络状态。

附图说明

图1为相关技术中的BBR拥塞控制算法运行状态转换示意图；

图2为相关技术中的BBR拥塞控制算法的状态机运行示意图；

图3为本发明实施例提供的确定网络状态的系统的一个可选的架构示意图；

图4为本发明实施例提供的确定网络状态的系统的一个可选的架构示意图；

图5为本发明实施例提供的拥塞控制方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的确定网络状态的装置的硬件结构示意图；

图7为本发明实施例提供的确定网络状态的方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的确定网络状态的状态机运行示意图；

图9为本发明实施例提供的确定网络状态的方法流程示意图；

图10为本发明实施例提供的测量状态下的测量方法流程示意图；

图11为本发明实施例提供的带宽预测方法流程图；

图12为本发明实施例提供的确定网络状态的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本发明的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。

对本发明实施例进行进一步详细说明之前，对本发明实施例中涉及的名词和术语进行说明，本发明实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。

1)网络拥塞，指在分组交换网络中传送分组的数目太多时，由于存储转发节点的资源有限而造成网络传输性能下降的情况；

2)响应于，用于表示所执行的操作所依赖的条件或者状态，当满足所依赖的条件或状态时，所执行的一个或多个操作可以是实时的，也可以具有设定的延迟；在没有特别说明的情况下，所执行的多个操作不存在执行先后顺序的限制。

图1为相关技术中的BBR拥塞控制算法运行状态转换示意图，BBR拥塞控制算法是基于链路容量的拥塞控制，其通过实时测量网络带宽和往返时延(RTT，Round Trip Time)，认为网络上的数据包总量大于最大带宽(max_band_width)和最小RTT的乘积时出现了拥塞。

参见图1，BBR拥塞控制算法有4个运行状态，第一个运行状态为慢启动状态(STARTUP)，BBR刚进入STARTUP状态时会进行慢启动，在慢启动状态下不断地增加带宽直到带宽不再增长，当拥塞控制窗口(BDP，Bandwidth-Delay Product)已满或者发生丢包现象时，进行排空状态(DRAIN)，排空状态会在发送数据小于BDP时进入重新评估带宽的过程，当BDP未超载时，进入稳定状态(PROBE_BW)，如果持续一定周期(比如10秒内)还没探测到最小RTT的值，则进入探测状态(PROBE_RTT)进行最小RTT的探测工作，在PROBE_RTT状态，BBR将窗口设置为4个最大数据分段(MSS，Max Segment Size)大小或者保留3/4的大小持续200ms以排空链路上的数据包，并估算最小RTT，估算结束后回到STARTUP状态。

需要说明的是，以上STARTUP、DRAIN和PROBE_BW等状态都有可能进入PROBE_RTT状态，超过10秒没有估测到更小的RTT时，进入PROBE_RTT状态，降低发包量。

在此过程中，在一个RTT时间内以4MSS速率发送可能会造成抖动，特别是长RTT场景，图2为相关技术中的BBR拥塞控制算法的状态机运行示意图，参见图2，在一个RTT时间内以4MSS速率发送网络有明显的抖动，当网络有明显的抖动或丢包时，会减少接收到的带宽，BBR根据接收端估计带宽的策略将不准确，导致BBR的性能大大下降，然而，BBR本身并无法确定网络是否处于抖动或丢包导致的拥塞状态。

为此，本发明通过测量状态下测量得到的目标网络参数的第一参数值，及BBR稳定状态下实时测量到的目标网络参数的第二参数值；将目标网络参数的第一参数值与第二参数值进行比较，得到比较结果；基于比较结果，确定网络的网络状态处于拥塞状态或非拥塞状态；如此，能够准确地确定网络的网络状态。

下面说明实现本发明实施例的装置的示例性应用，本发明实施例提供的装置可以实施为智能手机、平板电脑、笔记本电脑等各种类型的用户终端，也可以实施为台服务器。下面，将说明装置实施为终端时涵盖终端的示例性应用。

参见图3，图3是本发明实施例提供的确定网络状态的系统100的一个可选的架构示意图，为实现支撑一个示例性应用，终端400(示例性示出了终端400-1和终端400-2)通过网络300连接接口机200，网络300可以是广域网或者局域网，又或者是二者的组合，使用无线链路实现数据传输。

BBR拥塞控制模块及测量模块运行于终端400(如终端400-1)上，终端用于当工作状态为测量状态时，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率；基于传输码率，发送第一数量的数据包至接口机200；

接口机200返回响应的数据包至终端，终端还用于基于接收到的对应数据包的响应，确定第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，其中，目标网络参数包括以下参数至少之一：平均往返时延RTT、丢包率；当终端中的BBR的工作状态切换至稳定状态时，获取目标网络参数的第二参数值；将目标网络参数的所述第一参数值与所述第二参数值进行比较，得到比较结果；基于比较结果，确定网络的网络状态。

在实际实施时，参见图4，图4是本发明实施例提供的确定网络状态的系统100的一个可选的架构示意图，BBR拥塞控制过程和测量过程运行于客户端上，当客户端的工作状态为测量状态时，客户端用于确定第一测量周期内所处网络下的传输码率，并基于传输码率，通过发送第一数量的数据包至接收端，接收端的接口机返回响应的数据包至客户端，客户端还用于基于接收到的对应数据包的响应，确定第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，其中，目标网络参数包括以下参数至少之一：平均往返时延RTT、丢包率；当客户端中的BBR的工作状态切换至稳定状态时，客户端获取目标网络参数的第二参数值，并将目标网络参数的所述第一参数值与所述第二参数值进行比较，得到比较结果；基于比较结果，确定网络的网络状态。

在实际实施时，本发明实施例提供的确定网络状态的方法可以应用于实时视频传输中的BBR拥塞控制，图5为本发明实施例提供的拥塞控制方法的流程示意图，参见图5，在实际实施时，客户端将视频数据通过编码器编码生存视频码流数据，发送缓冲区将视频码流数据分成大小为MSS的块并放入发送队列，发送器将发送队列中的视频码流数据块通过网络协议发送给接口机以后，获得接口机返回的ACK信息直接输入BBR，BBR通过一系列状态机计算出带宽和发送码率，从而实现对发送器的控制。

本发明实施例提供的装置可以实施为硬件或者软硬件结合的方式，下面说明本发明实施例提供的装置的各种示例性实施。

图6为本发明实施例提供的确定网络状态的装置的硬件结构示意图，可以理解，图6仅仅示出了确定网络状态的装置的示例性结构而非全部结构，根据需要可以实施图6示出的部分结构或全部结构。参见图6，本发明实施例提供的确定网络状态的装置包括：至少一个处理器601、存储器602、用户接口603和至少一个网络接口604。服务器中的各个组件通过总线系统605耦合在一起。可以理解，总线系统605用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统605除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图6中将各种总线都标为总线系统605。

其中，用户接口603可以包括显示器、键盘、鼠标、轨迹球、点击轮、按键、按钮、触感板或者触摸屏等。

可以理解，存储器602可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。

本发明实施例中的存储器602用于存储各种类型的数据以支持服务器的操作。这些数据的示例包括：用于在服务器上操作的任何可执行指令，如可执行指令，实现本发明实施例的方法的程序可以包含在可执行指令中。

本发明实施例揭示的确定网络状态的方法可以由处理器601实现。处理器601可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，视频处理方法的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器601可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器601可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所提供的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。计算机程序可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成本发明实施例提供的确定网络状态的方法的步骤。

将结合前述的实现本发明实施例的装置的示例性应用和实施，说明实现本发明实施例的方法。

参见图7，图7为本发明实施例提供的确定网络状态的方法的流程示意图，将结合图7示出的步骤进行说明。

步骤701：当终端的工作状态为测量状态时，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率。

在实际应用中，在网络正常，带宽足够时，进入测量状态(CHECK_BW)是没有意义的，只有当网络变差，才需要进入测量状态以测量网络参数，通过测量得到的网络参数的变化来判断网络是否变差，其中，网络参数至少包括：当前丢包率(cur_loss_rate)、当前的RTT(cur_rtt)、前次测量得到丢包率(prev_measure_loss_rate)、前次测量的最小RTT(prev_measure_min_rtt)、前次测量的平均RTT(prev_measue_avg_rtt)。

在实际实施时，终端只有在一定时间T内，检测到的测量状态触发事件满足进入测量状态条件时，终端的工作状态才进入测量状态，比如，当网络的丢包率发生变化，或测量的平均RTT与当前的最小RTT的比值大于第一比例阈值且当前RTT与测量的平均RTT的比值大于第二比例阈值，终端才进入测量状态。而在实际应用中，若在一定的时间T内，终端检测到的测量状态触发事件未满足上述条件，但满足一定的时间阈值(比如T>30s)时，终端也会进入测量状态，因此，终端进入测量状态的条件的伪代码可表示为：

bEventTrigger＝(cur_loss_rate>a*prev_measure_loss_rate

||cur_loss_rate<b*prev_measure_loss_rate

||(prev_measue_avg_rtt/prev_measure_min_rtt>c)&&(cur_rtt>d*prev_measue_avg_rtt))；

bEnterMeasure＝bEventTrigger＝True||T>30s；

其中，a、b、c和d的值是根据仿真及现网的统计得出，比如：a＝10％、b＝10％、c＝5、d＝5。

当终端进入测量状态之后，在一些实施例中，终端可通过如下方式确定第一测量周期内所处网络下的传输码率：

获取第二测量周期内第二数量的数据包中各数据包的RTT；基于各数据包的RTT及第一测量周期内的网络带宽，确定第一测量周期内网络对应的拥塞系数；第二测量周期为第一测量周期的前一测量周期；基于拥塞系数，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率。

这里，第一测量周期指当前测量周期，第二测量周期为前一测量周期，基于第二测量周期测量得到的最小RTT(prev_measure_min_rtt)、平均RTT(prev_measue_avg_rtt)、发送出去但还没有到达接收端的数据量flight及当前带宽bdp，可得网络的拥塞系数cc，可表示为：

flight’＝flight*(prev_measue_avg_rtt/prev_measure_min_rtt)^a1； (1)

cc＝flight’/bdp； (2)

其中，a1为权值系数，可根据仿真及现网的统计得出，比如，a1＝1.3。

在一些实施例中，终端通过如下方式基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的传输码率：

基于拥塞系数，确定第一测量周期内所处网络下的降低系数；降低系数用于调整所述传输码率的大小；基于降低系数，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率。

在实际应用中，降低系数k可表示为：

k＝a2*cc+b1； (3)

其中，a2和b1为权值系数，可根据仿真及现网的统计得出，比如，a2＝4，b1＝3。

基于上述得到的降低系数k，即可得到确定第一测量周期内所处网络下的传输码率bitrate为：

bitrate＝bitrate’/k； (4)

步骤702：基于传输码率，发送第一数量的数据包。

在实际应用中，终端基于上述得到的传输码率，发送第一数量的数据包至接口机。

步骤703：基于接收到的对应数据包的响应，确定第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，目标网络参数包括以下参数至少之一：平均RTT、丢包率。

在实际实施时，终端将发送队列中的第一数量的数据包通过网络协议发送给接口机以后，接口机会返回对应的ACK信息至终端，终端可基于获得接口机返回的ACK信息，确定第一测量周期内的平均RTT及丢包率等目标网络参数。

在一些实施例中，当目标网络参数为平均RTT时，终端可通过如下方式确定第一测量周期内目标网络参数的第一参数值：

基于接收到的对应数据包的响应，获取各数据包的RTT；基于各数据包的RTT，确定第一测量周期内数据包的平均RTT。

这里，终端基于接收到接口机返回的对应多个数据包的ACK信息中的RTT，通过求平均计算得到对应多个数据包的平均RTT。

在一些实施例中，当目标网络参数为丢包率时，终端可通过如下方式确定第一测量周期内目标网络参数的第一参数值：

基于接收到的对应数据包的响应，确定接收到的响应的数量；基于响应的数量与第一数量的比值，确定本次测量过程中的丢包率。

比如，在一次测量中，终端发送10个数据包至接口机，接收接口机响应返回的数据包为8个，则本次测量过程中的丢包率＝(10-8)/10*100％＝20％。

步骤704：当工作状态切换至稳定状态时，获取目标网络参数的第二参数值。

在一些实施例中，终端还可基于计算得到的拥塞系数，确定第一测量周期对应的状态测量时长；当工作状态处于测量状态的时长超过状态测量时长时，将工作状态从测量状态切换至稳定状态。

在一些实施例中，终端可基于上述得到的拥塞系数得到对应的状态测量时长，状态测量时长t可表示为：

t＝a3*cc+d； (5)

其中，a3和d为权值系数，可根据仿真及现网的统计得到。

在另一些实施例中，终端还可基于拥塞系数、丢包率及RTT得到对应的状态测量时长，状态测量时长t可表示为：

t＝a3*cc+b2*w1+c1*w2+d； (6)

其中，a3、b2、c1和d为权值系数，可根据仿真及现网的统计得到，w1∝丢包率，w2∝rtt。

可以理解的是，拥塞系数越大，丢包率越大或RTT越大，对应所需的状态测量时长就越大。

图8为本发明实施例提供的确定网络状态的状态机运行示意图，当测量状态持续(CHECK_BW)的时间满足条件时，终端的工作状态将由测量状态(CHECK_BW)切换至BBR，使BBR运行各个状态机，以实现对网络拥塞的控制。

需要说明的是，当终端的工作状态处于测量状态的时长未超过状态测量时长时，终端将继续以上述计算得到的传输码率，发送一定数量的数据包至接口机，此种情况下，在第一测量周期内可实现多次测量。

在一些实施例中，终端可通过如下方式获取稳定状态下的目标网络参数的第二参数值：

响应于稳定状态下的测量触发事件，发送第二数量的数据包；基于接收到的对应数据包的响应，确定所处网络下的丢包率或平均RTT。

这里，当终端的工作状态由测量状态切换至稳定状态后，当终端接收到测量出发事件时，将上述同样的方式发送第二数量的数据包至接口机，并基于接口机返回的ACK信息，实时统计稳定状态下网络的当前丢包率、平均RTT和接收带宽bw。

步骤705：将目标网络参数的第一参数值与第二参数值进行比较，得到比较结果。

在实际应用中，终端将测量状态下得到的目标网络参数的第一参数值与稳定状态下实时统计的目标网络的第二参数值进行比较，比如，将当前丢包率(cur_loss_rate)与固有丢包率(mean_loss)进行比较，或者将当前平均RTT(cur_avg_rtt)与固有平均RTT(avg_rtt)进行比较，得到相应的比较结果。

步骤706：基于比较结果，确定网络的网络状态，所述网络状态包括：拥塞状态及非拥塞状态。

在一些实施例中，终端可通过如下方式确定网络的网络状态：

当比较结果表征第二参数值大于对应第一测量周期内的第三参数值时，确定所述网络状态为拥塞状态；第三参数值为采用预设的第一加权系数对目标网络参数的第一参数值进行加权处理而得。

在实际实施时，当cur_loss_rate>a4*mean_loss(a4>0)或cur_avg_rtt>b3*avg_rtt(b3>0)时，则认为网络的网络状态为拥塞状态，否则，网络的网络状态为非拥塞状态。

在一些实施例中，终端还基于第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，得到预测的第一网络带宽，并获取稳定状态下的第二网络带宽，采用预设的第二加权系数对第二网络带宽进行加权处理，得到加权后的第三网络带宽；当确定网络状态为拥塞状态时，从第一网络带宽及第三网络带宽中，获取其中网络带宽值最小的带宽为所处网络的带宽。

在实际实施时，当终端接收到触发网络测量状态的事件时，终端将在测量状态下测量所处网络下的丢包率及RTT，并在测量状态持续的时间满足条件时，将工作状态由测量状态切换至BBR，并测量当前网络的目标网络参数，参见图8，当确定网络处于拥塞状态后，预测出的带宽est_bw，表示为：

est_bw＝bw/(1-loss_rate))*min rtt-flight’； (7)

根据预测出的带宽est_bw不能超过bw*c2(c2>＝1)，网络的带宽(即bdp)的计算公式可表示为：

bdp＝MIN(bw*c2，(bw/(1-loss_rate))*min rtt-flight’)； (8)

当网络处于低带宽时，就可以上述计算得到的带宽发送数据，能够保证数据的传输，使BBR根据接收端估计带宽的策略的准确性，从而保证BBR的性能不会下降。

继续对本发明实施例的确定网络状态的方法进行说明，图9为本发明实施例提供的确定网络状态的方法流程示意图，本发明实施例提供的确定网络状态的方法由终端实施，包括：

步骤901：终端检测到的测量状态触发事件。

步骤902：判断测量触发事件是否满足进入测量状态条件。

在实际应用中，在网络正常，带宽足够时，进入测量状态是没有意义的，只有当网络变差，才需要进入测量状态以测量网络参数，通过测量得到的网络参数的变化来判断网络是否变差，其中，网络参数至少包括：当前丢包率(cur_loss_rate)、当前的RTT(cur_rtt)、前次测量得到丢包率(prev_measure_loss_rate)、前次测量的最小RTT(prev_measure_min_rtt)、前次测量的平均RTT(prev_measue_avg_rtt)。

在实际实施时，终端只有在一定时间T内，检测到的测量状态触发事件满足进入测量状态条件时，终端的工作状态才进入测量状态，比如，当网络的丢包率发生变化，或测量的平均RTT与当前的最小RTT的比值大于第一比例阈值且当前RTT与测量的平均RTT的比值大于第二比例阈值，终端才进入测量状态。而在实际应用中，若在一定的时间T内，终端检测到的测量状态触发事件未满足上述条件，但满足一定的时间阈值(比如T>30s)时，终端也会进入测量状态。

当检测到的测量状态触发事件未满足进入测量状态条件时，终端执行步骤909，继续运行在BBR的各个状态机，以实现对网络拥塞的控制。

步骤903：进入测量状态，基于第二测量周期内各数据包的RTT及第一测量周期内的网络带宽，确定第一测量周期内所处网络的拥塞系数。

这里，第一测量周期指当前测量周期，第二测量周期为前一测量周期，在实际实施时，当终端进入测量状态之后，获取第二测量周期内第二数量的数据包中各数据包的RTT，基于各数据包的RTT及第二测量周期内的最小RTT、平均RTT、当前发送出去但还没有到达接收端的数据量flight，以及第一测量周期内的网络带宽，确定第一测量周期内网络对应的拥塞系数，具体可参见公式(1)-(2)。

步骤904：基于拥塞系数，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率。

在实际实施时，终端基于拥塞系数，确定第一测量周期内所处网络下的降低系数；降低系数用于调整所述传输码率的大小；基于降低系数，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率，具体可参见公式(3)-(4)。

步骤905：基于传输码率，发送第一数量的数据包至接口机。

在实际应用中，终端基于上述得到的传输码率，发送第一数量的数据包至接口机。

步骤906：基于接收到的对应数据包的响应，确定第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，目标网络参数包括以下参数至少之一：平均RTT、丢包率。

在实际实施时，终端将发送队列中的第一数量的数据包通过网络协议发送给接口机以后，接口机会返回对应的ACK信息至终端。终端可基于获得接口机返回的ACK信息，确定第一测量周期内的平均RTT及丢包率等目标网络参数。

在一些实施例中，当目标网络参数为平均RTT时，终端可通过如下方式确定第一测量周期内目标网络参数的第一参数值：

基于接收到的对应数据包的响应，获取各数据包的RTT；基于各数据包的RTT，确定第一测量周期内数据包的平均RTT。

这里，终端基于接收到接口机返回的对应多个数据包的ACK信息中的RTT，通过求平均计算得到对应多个数据包的平均RTT。

在一些实施例中，当目标网络参数为丢包率时，终端可通过如下方式确定第一测量周期内目标网络参数的第一参数值：

基于接收到的对应数据包的响应，确定接收到的响应的数量；基于响应的数量与第一数量的比值，确定本次测量过程中的丢包率。

步骤907：基于计算得到的拥塞系数，确定第一测量周期对应的状态测量时长。

在一些实施例中，终端可基于上述得到的拥塞系数得到对应的状态测量时长，具体可参见公式(5)；在另一些实施例中，终端还可基于拥塞系数、丢包率及RTT得到对应的状态测量时长，具体可参见公式(6)。

步骤908：判断工作状态处于测量状态的时长是否超过状态测量时长。

这里，在实际应用中，当终端的工作状态处于测量状态的时长未超过状态测量时长时，终端将执行步骤905继续以上述计算得到的传输码率，发送一定数量的数据包至接口机，此种情况下，在第一测量周期内可实现多次测量；当终端的工作状态处于测量状态的时长超过状态测量时长时，将执行步骤909工作状态从测量状态切换至稳定状态。

步骤909：进入稳定状态，获取稳定状态下的目标网络参数的第二参数值。

在实际实施时，终端响应于稳定状态下的测量触发事件，发送第二数量的数据包至接口机；接口机返回对应数据包的响应至终端，终端基于接收到的对应数据包的响应，确定所处网络下的丢包率或平均RTT。

这里，当终端的工作状态由测量状态切换至稳定状态后，当终端接收到测量出发事件时，将上述同样的方式发送第二数量的数据包至接口机，并基于接口机返回的ACK信息，实时统计稳定状态下网络的当前丢包率、平均RTT和接收带宽bw。

步骤910：将目标网络参数的第一参数值与第二参数值进行比较，得到比较结果。

在实际应用中，终端将测量状态下得到的目标网络参数的第一参数值与稳定状态下实时统计的目标网络的第二参数值进行比较，比如，将当前丢包率(cur_loss_rate)与固有丢包率(mean_loss)进行比较，或者将当前平均RTT(cur_avg_rtt)与固有平均RTT(avg_rtt)进行比较，得到相应的比较结果。

步骤911：基于比较结果，确定网络的网络状态，所述网络状态包括：拥塞状态及非拥塞状态。

在一些实施例中，终端可通过如下方式确定网络的网络状态：

当比较结果表征第二参数值大于对应第一测量周期内的第三参数值时，确定所述网络状态为拥塞状态；第三参数值为采用预设的第一加权系数对目标网络参数的第一参数值进行加权处理而得。

在实际实施时，当cur_loss_rate>a4*mean_loss(a4>0)或cur_avg_rtt>b3*avg_rtt(b3>0)时，则认为网络的网络状态为拥塞状态，否则，网络的网络状态为非拥塞状态。

在一些实施例中，终端还基于第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，得到预测的第一网络带宽，并获取稳定状态下的第二网络带宽，采用预设的第二加权系数对第二网络带宽进行加权处理，得到加权后的第三网络带宽；当确定网络状态为拥塞状态时，从第一网络带宽及第三网络带宽中，获取其中网络带宽值最小的带宽为所处网络的带宽。

在实际实施时，当终端接收到触发网络测量状态的事件时，终端将在测量状态下测量所处网络下的丢包率及RTT，并在测量状态持续的时间满足条件时，将工作状态由测量状态切换至BBR，并测量当前网络的目标网络参数，当确定网络处于拥塞状态后，根据之前预测出的带宽est_bw，不能超过bw*c2(c2>＝1)，bdp的计算公式可参见公式(7)-(8)。

当网络处于低带宽时，就可以上述计算得到的带宽发送数据，能够保证数据的传输，使BBR根据接收端估计带宽的策略的准确性，从而保证BBR的性能不会下降。

下面，将说明本发明实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。

本发明实施例提供的确定网络状态的方法及BBR拥塞控制过程运行于客户端上，在实际应用中，在网络正常，带宽足够时，进入测量状态是没有意义的，只有当网络变差，才需要进入测量状态以测量网络参数，通过测量得到的网络参数的变化来判断网络是否变差。

在实际实施时，终端只有在一定时间T内，检测到的测量状态触发事件满足进行测量状态条件时，终端的工作状态才会进入测量状态，比如，当网络的丢包率发生变化，或测量的平均RTT与当前的最小RTT的比值大于第一比例阈值且当前RTT与测量的平均RTT的比值大于第二比例阈值，终端才进入测量状态。而在实际应用中，若在一定的时间T内，终端检测到的测量状态触发事件未满足上述条件，但满足一定的时间阈值(比如T>30s)时，终端也会进入测量状态，因此，终端进入测量状态的条件的伪代码可表示为：

bEventTrigger＝(cur_loss_rate>a*prev_measure_loss_rate

||cur_loss_rate<b*prev_measure_loss_rate

||(prev_measue_avg_rtt/prev_measure_min_rtt>c)&&(cur_rtt>d*prev_measue_avg_rtt))；

bEnterMeasure＝bEventTrigger＝True||T>30s；

其中，a、b、c和d的值是根据仿真及现网的统计得出，比如：a＝10％、b＝10％、c＝5、d＝5。

当终端进入测量状态之后，将执行相应网络参数的测量，参见图10，图10为本发明实施例提供的测量状态下的测量方法流程示意图，本发明实施例提供的测量状态下的测量方法包括：

步骤1001：基于第二测量周期内各数据包的RTT及第一测量周期内的网络带宽，确定第一测量周期内所处网络的拥塞系数及对应的状态测量时长。

这里，第一测量周期指当前测量周期，第二测量周期为前一测量周期，在实际实施时，当终端进入测量状态之后，获取第二测量周期内第二数量的数据包中各数据包的RTT，基于各数据包的RTT及第二测量周期内的最小RTT、平均RTT、当前发送出去但还没有到达接收端的数据量flight，以及第一测量周期内的网络带宽，确定第一测量周期内网络对应的拥塞系数，具体可参见公式(1)-(2)。

当确定了网络的拥塞系数之后，终端可进一步确定第一测量周期内所处网络下的降低系数k，其中，降低系数用于调整传输码率的大小。在一些实施例中，终端可基于上述得到的拥塞系数得到对应的状态测量时长，具体可参见公式(5)；在另一些实施例中，终端还可基于拥塞系数、丢包率及RTT得到对应的状态测量时长，具体可参见公式(6)。

步骤1002：基于拥塞系数，确定传输码率。

在实际实施时，终端可基于降低系数k，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率，具体可参见公式(3)-(4)。

步骤1003：基于传输码率，发送第一数量的数据包至接口机。

在实际应用中，终端基于上述得到的传输码率，发送第一数量的数据包至接口机。

步骤1004：基于接收到的对应数据包的响应，确定第一测量周期内目标网络参数的值，目标网络参数包括以下参数至少之一：最小RTT、最大RTT、最大接收带宽、最小接收带宽及丢包率。

这里，第一测量周期指当前测量周期，在实际实施时，终端将发送队列中的第一数量的数据包通过网络协议发送给接口机以后，接口机会返回对应的ACK信息至终端。终端可基于获得接口机返回的ACK信息，确定第一测量周期内的最小RTT、最大RTT、最大接收带宽、最小接收带宽及丢包率等目标网络参数。

步骤1005：判断工作状态处于测量状态的时长是否超过状态测量时长。

这里，在实际应用中，当终端的工作状态处于测量状态的时长未超过状态测量时长时，终端将继续以上述计算得到的传输码率，发送一定数量的数据包至接口机，此种情况下，在第一测量周期内可实现多次测量；当终端的工作状态处于测量状态的时长超过状态测量时长时，测量状态结束工作。

步骤1006：确定第一测量周期内的最小RTT、平均RTT及丢包率。

在一些实施例中，当目标网络参数为平均RTT时，终端可通过如下方式确定第一测量周期内目标网络参数的值：

基于接收到的对应数据包的响应，获取各数据包的RTT；基于各数据包的RTT，确定第一测量周期内数据包的平均RTT，表示为：

其中，n表示在一个测量周期内接收到n个数据包的响应。

这里，终端基于接收到接口机返回的对应多个数据包的ACK信息中的RTT，通过求平均计算得到对应多个数据包的平均RTT。

在一些实施例中，当目标网络参数为丢包率时，终端可通过如下方式确定第一测量周期内目标网络参数的值：

基于接收到的对应数据包的响应，确定接收到的响应的数量；基于响应的数量与第一数量的比值，确定本次测量过程中的丢包率，表示为：

其中，m表示在一个测量周期内执行了m次测量。

至此，通过上述各步骤完成了测量周期内目标网络参数值的测量。

进一步地，基于测量过程测量得到的目标网络参数值可对带宽进行预测算，参见图11，图11为本发明实施例提供的带宽预测方法流程图，将结合图11示出的步骤进行说明。

首先，根据测量过程测量得到的目标网络参数值，即可得到网络中的固有丢包率(mea_loss)，平均rtt(avg_rtt)。

其次，当终端的工作状态切换到到PROB_BW状态继续发送数据，实时统计网络中的当前丢包率(cur_loss_rate)，平均rtt(cur_avg_rtt)和接收带宽bw。如果当前丢包率cur_loss_rate>a*mea_loss(a>0)或者cur_avg_rtt>b*avg_rtt(b>0)，则认为该网络处于拥塞状态。

最后，当确定网络处于拥塞状态后，根据之前预测出的带宽(est_bw＝bw/(1-mea_loss)*min_rtt–flight’)不能超过bw*c(c>＝1)，bdp的计算公式为：bdp＝MIN(bw*c，est_bw)。

当网络处于低带宽时，就可以上述计算得到的带宽发送数据，能够保证数据的传输，使BBR根据接收端估计带宽的策略的准确性，从而保证BBR的性能不会下降。比如，在视频会议及视频直播等低延时、高实时业务中，采用本发明实施例提供的方法能够提供更低的延时，更流畅的视频体验。

继续对本发明实施例提供的确定网络状态的装置进行说明。图12为本发明实施例提供的确定网络状态的装置的结构示意图，参见图12，本发明实施例提供的确定网络状态的装置12包括：

第一确定单元121，用于当工作状态为测量状态时，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率；

发送单元122，用于基于所述传输码率，发送第一数量的数据包；

第二确定单元123，用于基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所述第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，所述目标网络参数包括以下参数至少之一：平均往返时延RTT、丢包率；

获取单元124，用于当所述工作状态切换至稳定状态时，获取所述目标网络参数的第二参数值；

比较单元125，用于将所述目标网络参数的所述第一参数值与所述第二参数值进行比较，得到比较结果；

第三确定单元126，用于基于所述比较结果，确定所述网络的网络状态，所述网络状态包括：拥塞状态及非拥塞状态。

在一些实施例中，所述第一确定单元，还用于获取第二测量周期内第二数量的数据包中各数据包的RTT；

基于所述各数据包的RTT及所述第一测量周期内的网络带宽，确定所述第一测量周期内所述网络对应的拥塞系数；所述第二测量周期为所述第一测量周期的前一测量周期；

基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的传输码率。

在一些实施例中，所述第一确定单元，还用于基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的降低系数；所述降低系数用于调整所述传输码率的大小；

基于所述降低系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的传输码率。

在一些实施例中，所述装置还包括切换单元，

所述切换单元，用于基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期对应的状态测量时长；

当所述工作状态处于所述测量状态的时长超过所述状态测量时长时，将所述工作状态从测量状态切换至稳定状态。

上述方案中，当所述目标网络参数为平均RTT时，所述第二确定单元，还用于基于接收到的对应所述数据包的响应，获取各数据包的RTT；

基于所述各数据包的RTT，确定所述第一测量周期内所述第一数量的数据包的平均RTT。

在一些实施例中，当所述目标网络参数为丢包率时，所述第二确定单元，还用于基于接收到的对应所述数据包的响应，确定接收到的所述响应的数量；

基于所述响应的数量与所述第一数量的比值，确定本次测量过程中的丢包率。

在一些实施例中，所述获取单元，还用于响应于所述稳定状态下的测量触发事件，发送第二数量的数据包；

基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所处网络下的丢包率或平均RTT。

在一些实施例中，所述比较单元，还用于当所述比较结果表征所述第二参数值大于对应所述第一测量周期内的第三参数值时，确定所述网络状态为拥塞状态；所述第三参数值为采用预设的第一加权系数对所述目标网络参数的第一参数值进行加权处理而得。

在一些实施例中，所述装置还包括得到单元，

所述得到单元，用于基于所述第一测量周期内所述目标网络参数的第一参数值，得到预测的网络带宽；

获取所述稳定状态下的网络带宽；

采用预设的第二加权系数对所述稳定状态下的所述网络带宽进行加权处理，得到加权后的网络带宽；

当确定所述网络状态为拥塞状态时，从所述预测的网络带宽及所述加权后的网络带宽中，获取网络带宽值最小的带宽为所处网络的带宽。

本发明实施例还提供一种确定网络状态的装置，包括：

存储器，用于存储可执行指令；

处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现本发明实施例提供确定网络状态的方法。

本发明实施例还提供一种存储介质，存储有可执行指令，用于引起处理器执行时，实现本发明实施例提供确定网络状态的方法。

实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、RAM、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种确定网络状态的方法，其特征在于，所述方法包括：

当测量状态触发事件满足测量状态条件时，控制工作状态进入测量状态，其中，所述测量状态触发事件满足测量状态条件包括丢包率发生变化；

当工作状态为测量状态时，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率；

基于所述传输码率，发送第一数量的数据包；

基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所述第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，所述目标网络参数包括以下参数至少之一：平均往返时延RTT、丢包率；

当所述工作状态处于所述测量状态的时长超过状态测量时长时，将所述工作状态从所述测量状态切换至稳定状态，其中，所述状态测量时长与所述丢包率正相关；

当所述工作状态切换至稳定状态时，获取所述目标网络参数的第二参数值；

将所述目标网络参数的所述第一参数值与所述第二参数值进行比较，得到比较结果；

基于所述比较结果，确定所述网络的网络状态，所述网络状态包括：拥塞状态及非拥塞状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第一测量周期内所处网络下的传输码率，包括：

获取第二测量周期内第二数量的数据包中各数据包的RTT；

基于所述各数据包的RTT及所述第一测量周期内的网络带宽，确定所述第一测量周期内所述网络对应的拥塞系数；所述第二测量周期为所述第一测量周期的前一测量周期；

基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的传输码率。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的传输码率，包括：

基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的降低系数；所述降低系数用于调整所述传输码率的大小；

基于所述降低系数，确定所述第一测量周期内所处网络下的传输码率。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述拥塞系数，确定所述第一测量周期对应的状态测量时长；

当所述工作状态处于所述测量状态的时长超过所述状态测量时长时，将所述工作状态从测量状态切换至稳定状态。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述目标网络参数为平均RTT时，所述基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所述第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，包括：

基于接收到的对应所述数据包的响应，获取各数据包的RTT；

基于所述各数据包的RTT，确定所述第一测量周期内所述第一数量的数据包的平均RTT。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述目标网络参数为丢包率时，所述基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所述第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，包括：

基于接收到的对应所述数据包的响应，确定接收到的所述响应的数量；

基于所述响应的数量与所述第一数量的比值，确定本次测量过程中的丢包率。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标网络参数的第二参数值，包括：

响应于所述稳定状态下的测量触发事件，发送第二数量的数据包；

基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所处网络下的丢包率或平均RTT。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述比较结果，确定所述网络的网络状态，包括：

当所述比较结果表征所述第二参数值大于对应所述第一测量周期内的第三参数值时，确定所述网络状态为拥塞状态；所述第三参数值为采用预设的第一加权系数对所述目标网络参数的第一参数值进行加权处理而得。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述第一测量周期内所述目标网络参数的第一参数值，得到预测的网络带宽；

获取所述稳定状态下的网络带宽；

采用预设的第二加权系数对所述稳定状态下的所述网络带宽进行加权处理，得到加权后的网络带宽；

当确定所述网络状态为拥塞状态时，从所述预测的网络带宽及所述加权后的网络带宽中，获取网络带宽值最小的带宽为所处网络的带宽。

10.一种确定网络状态的装置，其特征在于，所述装置包括：

第一确定单元，用于当工作状态为测量状态时，确定第一测量周期内所处网络下的传输码率；

发送单元，用于基于所述传输码率，发送第一数量的数据包；

第二确定单元，用于基于接收到的对应所述数据包的响应，确定所述第一测量周期内目标网络参数的第一参数值，所述目标网络参数包括以下参数至少之一：平均往返时延RTT、丢包率；

获取单元，用于当所述工作状态切换至稳定状态时，获取所述目标网络参数的第二参数值；

比较单元，用于将所述目标网络参数的所述第一参数值与所述第二参数值进行比较，得到比较结果；

第三确定单元，用于基于所述比较结果，确定所述网络的网络状态，所述网络状态包括：拥塞状态及非拥塞状态；

所述第一确定单元，还用于当测量状态触发事件满足测量状态条件时，控制工作状态进入测量状态，其中，所述测量状态触发事件满足测量状态条件包括丢包率发生变化；

所述获取单元，还用于当所述工作状态处于所述测量状态的时长超过状态测量时长时，将所述工作状态从所述测量状态切换至稳定状态，其中，所述状态测量时长与所述丢包率正相关。

11.一种用于确定网络状态的设备，其特征在于，所述设备包括：

存储器，用于存储可执行指令；

处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现权利要求1至9任一项所述的确定网络状态的方法。

12.一种计算机可读存储介质，存储有可执行指令，其特征在于，所述可执行指令用于被处理器执行时，实现权利要求1至9任一项所述的确定网络状态的方法。

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