CN114745273B - Tcp加速代理方法、装置、卫星地面站及可读存储介质 - Google Patents

Tcp加速代理方法、装置、卫星地面站及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供了一种TCP加速代理方法、装置、卫星地面站及可读存储介质，涉及卫星通信领域。当检测到TCP数据缓冲区缓存有TCP数据时，判断发送缓存队列是否存在剩余长度。若是，就获取剩余长度的大小，并根据剩余长度的大小从TCP数据缓冲区读取目标TCP数据，再将目标TCP数据存储至发送缓存队列，以通过发送缓存队列将目标TCP数据发送至卫星链路。若否，在预设时长后重新判断发送缓存队列是否存在剩余长度。这样通过反映卫星链路的剩余带宽的发送缓存队列的剩余长度大小来读取相匹配的目标TCP数据，避免了数据积压，使得发送缓存队列中的数据是卫星链路的实时传输带宽能够承接传输的，提升用户体验。

Description

TCP加速代理方法、装置、卫星地面站及可读存储介质
技术领域
本发明涉及卫星通信领域，具体而言，涉及一种TCP加速代理方法、装置、卫星地面站及可读存储介质。
背景技术
近年来，随着卫星通信技术的不断发展，卫星通信的应用也越来越广泛，充分利用卫星带宽资源已成为卫星应用领域的热门话题。由于卫星链路是一种高时延链路，为了提高卫星链路的吞吐量和带宽利用率，TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)加速应运而生，TCP加速能提高TCP网络性能，提升用户上网体验。
现有技术的TCP加速代理方法，卫星地面站会不停地接收用户数据并将用户数据转发至卫星链路以传输到卫星站。但是由于卫星链路的传输带宽有限，使得卫星链路能够容纳传输的数据有限，如此就会出现卫星地面站接收的用户数据无法及时地发送到卫星链路的情况，这样就会导致卫星地面站缓存的用户数据数量过大，使得用户等待时间过长，从而降低了用户体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TCP加速代理方法、装置、卫星地面站及可读存储介质，以改善现有技术存在的问题。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种TCP加速代理方法，包括：
当检测到TCP数据缓冲区缓存有TCP数据时，判断发送缓存队列是否存在剩余长度；其中，所述发送缓存队列的剩余长度反映卫星链路的剩余带宽，所述卫星链路的传输带宽是动态变化的；
当所述发送缓存队列存在所述剩余长度时，获取所述剩余长度的大小，并根据所述剩余长度的大小从所述TCP数据缓冲区读取目标TCP数据；所述目标TCP数据的大小不超过所述剩余长度的大小；
将所述目标TCP数据缓存至所述发送缓存队列，以通过所述发送缓存队列将所述目标TCP数据发送至所述卫星链路；
当所述发送缓存队列不存在所述剩余长度时，等待预设时长后返回执行所述判断发送缓存队列是否存在剩余长度的步骤。
在可选的实施方式中，所述判断发送缓存队列是否存在剩余长度的步骤，包括：
获取所述发送缓存队列的剩余长度参数；
若所述剩余长度参数大于零，则判定所述发送缓存队列存在所述剩余长度；
若所述剩余长度参数为零，则判定所述发送缓存队列不存在所述剩余长度。
在可选的实施方式中，在将所述目标TCP数据缓存至所述发送缓存队列的步骤之后，所述方法还包括：
获取所述发送缓存队列的总长度；所述发送缓存队列的总长度反映所述卫星链路的传输带宽；
更新所述发送缓存队列的已用长度；
根据所述总长度和更新后的已用长度，获得所述发送缓存队列的剩余长度。
在可选的实施方式中，所述发送缓存队列的总长度取决于信息传输效率以及预设的符号速率和延迟时间，所述信息传输效率是随着所述卫星链路的信号质量变化而改变的；
所述获取所述发送缓存队列的总长度的步骤，包括：
根据所述卫星链路接收信号的信噪比确定调制索引参数；所述信噪比反映所述卫星链路的信号质量；
根据所述调制索引参数，基于关系映射表确定所述信息传输效率；
根据所述信息传输效率、所述符号速率和所述延迟时间的乘积，得到所述发送缓存队列的总长度。在可选的实施方式中，所述更新所述发送缓存队列的已用长度的步骤，包括：
获取所述发送缓存队列的已用长度参数；
利用所述已用长度参数加上所述目标TCP数据的大小，得到所述发送缓存队列的第一参数；
获取所述发送缓存队列对应的已发送数据的大小，并在所述第一参数的基础上减去所述已发送数据的大小，得到所述更新后的已用长度。
在可选的实施方式中，所述根据所述总长度和更新后的已用长度，获得所述发送缓存队列的剩余长度的步骤，包括：
将所述总长度和所述更新后的已用长度的差值，作为所述剩余长度。
在可选的实施方式中，在根据所述剩余长度的大小从所述TCP数据缓冲区读取目标TCP数据的步骤之后，所述方法还包括：
检测所述TCP数据缓冲区中剩余空间的大小；
根据所述剩余空间的大小，接收与所述剩余空间的大小相匹配的TCP数据。
第二方面，本发明提供一种TCP加速代理装置，包括：
判断模块，用于当检测到TCP数据缓冲区缓存有TCP数据时，判断发送缓存队列是否存在剩余长度；其中，所述发送缓存队列的剩余长度反映卫星链路的剩余带宽，所述卫星链路的传输带宽是动态变化的；
处理模块，用于当所述发送缓存队列存在所述剩余长度时，获取所述剩余长度的大小，并根据所述剩余长度的大小从所述TCP数据缓冲区读取目标TCP数据；所述目标TCP数据的大小不超过所述剩余长度的大小；
所述处理模块，还用于将所述目标TCP数据缓存至所述发送缓存队列，以通过所述发送缓存队列将所述目标TCP数据发送至所述卫星链路；
执行模块，还用于当所述发送缓存队列不存在所述剩余长度时，等待预设时长后返回执行所述判断发送缓存队列是否存在剩余长度的步骤。
第三方面，本发明提供一种卫星地面站，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述卫星地面站运行时，所述处理器执行所述机器可读指令以实现如前述实施方式任意一项所述的方法。
第四方面，本发明提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现前述实施方式任意一项所述的方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供了一种TCP加速代理方法、装置、卫星地面站及可读存储介质，通过发送缓存队列的剩余长度来反映卫星链路的剩余带宽，由于卫星链路的传输带宽是动态变化的，相应地卫星链路的剩余带宽也是动态变化的。在发送缓存队列存在剩余长度时，也即卫星链路存在剩余带宽时，才从TCP数据缓冲区读取与此时剩余带宽匹配的目标TCP数据，并将读取到的目标TCP数据通过发送缓存队列发送至卫星链路。这样通过发送缓存队列的剩余长度来反映卫星链路的剩余带宽，在确定了发送缓存队列的剩余长度的大小后，从TCP数据缓冲区进行数据读取，使得从TCP数据缓冲区读取并缓存至发送缓存队列的目标TCP数据与卫星链路的剩余带宽是匹配的，即维持了发送缓存队列中缓存的所有数据与卫星链路的传输带宽相匹配，避免了卫星地面站的数据积压，提高了对用户的卫星通信请求的响应效率，提升了用户的使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一种卫星通信系统的系统架构图。
图2为本发明实施例提供的一种TCP加速代理方法的流程示意图之一。
图3为OSI七层网络模型的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的一种TCP加速代理方法的流程示意图之二。
图5为本发明实施例提供的一种TCP加速代理方法的流程示意图之三。
图6为本发明实施例提供的一种TCP加速代理方法的流程示意图之四。
图7为本发明实施例提供的一种关系映射表的示意图。
图8为本发明实施例提供的一种TCP加速代理装置的结构示意图。
图9为本发明实施例提供的一种卫星地面站的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
卫星通信，是指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地球站之间的通信。
在此介绍卫星通信的三种应用场景：第一种是用户使用用户终端通过地面站上传数据至卫星链路；第二种是用户使用用户终端通过地面站向卫星站请求下载数据；第二种是用户使用用户终端依次通过一个地面站、卫星站、另一个地面站向另一个用户终端请求进行音视频通话。
以第二种应用场景为例，请参见图1，图1为一种卫星通信系统的系统架构图。该卫星通信系统100包括用户终端110、卫星地面站120、卫星站130。用户终端110与卫星地面站120通信连接，卫星地面站120与卫星站130之间通过卫星链路140进行通信。
用户终端110可以是一种具备卫星通信功能的便携式智能终端、计算机、卫星电话等。
卫星地面站120可以是但不限于便携式的地面站设备、固定式的地面站设备、可拆卸式的地面站设备、可移动式的地面站设备（舰载站设备、机载站设备和车载站设备）等。
卫星站130可以是一种人造地球卫星。
对用户终端110来说，当用户有下载数据的需求时，根据用户操作，用户终端110会将对应的数据下载请求发送给卫星地面站120，以使卫星地面站120通过卫星链路140将该数据下载请求转发至卫星站130，然后用户终端110就可以获得卫星站130返回的数据下载请求对应的下载数据。
对卫星地面站120来说，当接收到任意一个用户终端110的数据下载请求，会通过卫星链路140将该数据下载请求转发至卫星站130。卫星地面站120还需要接收卫星站130返回的数据下载请求对应的下载数据，再将下载数据转发至对应的用户终端110。
对卫星站130来说，当接收到卫星地面站120转发来的某个用户终端110的数据下载请求时，会将该数据下载请求对应的下载数据通过卫星链路140返回给卫星地面站120，以使卫星地面站120将用户数据转发给对应的用户终端110。卫星链路140是一种高时延链路，为了提高卫星链路140的吞吐量和带宽利用率，可以在卫星地面站120上部署TCP加速代理服务，然后卫星地面站120可以通过TCP加速代理服务来获取用户的TCP数据缓存起来，然后再逐步发送至卫星链路140。
但是当用户需要卫星通信的需求量巨大时，TCP加速代理服务就会不停地获取用户的TCP数据并缓存起来，但是由于卫星链路140的带宽有限，使得卫星链路140能够容纳传输的数据有限，如此就会出现卫星地面站120接收的数据无法及时地发送到卫星链路140的情况，导致卫星地面站120缓存的数据过多，于是出现了缓存的用户数据与卫星链路140的实际带宽不匹配的情况，使得用户等待时间过长，极大地降低用户体验。
有鉴于此，本发明实施例提供一种TCP加速代理方法，能够通过发送缓存队列的剩余长度来反映卫星链路的剩余带宽，使得发送缓存队列中缓存的所有数据与卫星链路的传输带宽相匹配，避免了卫星地面站的TCP数据积压导致用户等待时间过长，提升了对卫星链路的带宽的利用率。以下通过实施例，并配合所附附图，进行详细说明。
请参考图2，图2为本发明实施例提供的一种TCP加速代理方法的流程示意图，该方法的执行主体可以是卫星地面站，包括以下步骤：
S100、当检测到TCP数据缓冲区缓存有TCP数据时，判断发送缓存队列是否存在剩余长度。
卫星链路的信道通信质量会受到多普勒频偏、多用户间干扰、雨衰、云雾、电离层/对流层闪烁、多径传播等因素的影响，使得卫星链路的传输带宽也是动态变化的。
在本实施例中，发送缓存队列的剩余长度可以间接反映卫星链路的剩余带宽。可以对TCP数据缓冲区进行实时检测，当检测到TCP数据缓冲区缓存有TCP数据时，就判断发送缓存队列是否存在剩余长度。当发送缓存队列存在剩余长度时，执行下述步骤S102。
需要说明的是，此处的TCP数据缓冲区指的是TCP数据接收缓冲区，用于缓存经由用户终端发出的需要经过卫星地面站转发至卫星站的TCP数据。而另外一个TCP数据发送缓冲区是用于缓存经由卫星站发出的需要转发至用户终端的TCP数据。
S101、等待预设时长。
在本实施例中，当发送缓存队列不存在剩余长度时，就执行在S101等待预设时长后，返回执行步骤S100中的判断发送缓存队列是否存在剩余长度的步骤。在等待预设时长的过程中，可能在发送缓存队列中的部分数据已发送至卫星链路，使得在预设时长后发送缓存队列存在了剩余长度。
需要说明的是，此处的预设时长可以根据卫星链路的信道信号质量进行设置，例如，该预设时长可以设置为100us或者50us等，在此不作限定。
S102、获取剩余长度的大小，并根据剩余长度的大小从TCP数据缓冲区读取目标TCP数据。
在本实施例中，目标TCP数据可以是TCP数据缓冲区中的至少一部分，目标TCP数据的大小不超过剩余长度的大小。可能的情况中，发送缓存队列的剩余长度不足容纳TCP数据缓冲区的全部数据，那么，可以从TCP数据缓冲区读取与该剩余长度的大小相匹配的目标TCP数据。
S104、将目标TCP数据缓存至发送缓存队列，以通过发送缓存队列将目标TCP数据发送至卫星链路。
在本实施例中，发送缓存队列中的数据可以按照先进先出的原则依次发送至卫星链路。发送缓存队列的创建与维护是在OSI（Medium Access Control）七层模型中的数据链路层进行的。
本发明实施例提供的一种TCP加速代理方法，通过发送缓存队列的剩余长度来反映卫星链路的剩余带宽，在确定了发送缓存队列的剩余长度的大小后，从TCP数据缓冲区进行数据读取，使得从TCP数据缓冲区读取并缓存至发送缓存队列的目标TCP数据与卫星链路的剩余带宽是匹配的，即维持了发送缓存队列中缓存的所有数据与卫星链路的传输带宽相匹配，避免了卫星地面站的数据积压，提高了对用户的卫星通信请求的响应效率，提升了用户的使用体验。
为了更好的理解上述实施例，在此先对OSI七层模型进行简单介绍。请参见图3，图3为OSI七层网络模型的结构示意图。OSI七层网络模型共有七层，由下至上分别为：物理层(Physical layer)，数据链路层(Data link layer)，网络层(Network layer)，传输层(Transport layer)，会话层(Session layer)，表示层(Presentation layer)，应用层(Application layer)。
其中，应用层，包含了应用程序，用于负责确定通信对象，并为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
表示层，用于负责数据的编码、转化，确保应用层的正常工作。数据的压缩、解压，加密、解密都发生在该层。
会话层，负责建立、维护、控制会话，区分不同的会话，以及提供单工(Simplex)、半双工(Half duplex)、全双工(Full duplex)三种通信模式的服务，管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。
传输层，负责分割、组合数据，实现端到端的逻辑连接。数据在上三层是整体的，在该层被分割，分割后的数据被称为段(Segment)。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。
网络层，负责管理网络地址，定位设备，决定路由。IP地址和路由器就是工作在这一层。上层的数据段在该层被再次分割，封装后叫做包(Packet)，包有两种，一种叫做用户数据包(Data packets)，是上层传下来的用户数据；另一种叫路由更新包(Route updatepackets)，是直接由路由器发出来的，用来和其他路由器进行路由信息的交换。负责对子网间的数据包进行路由选择。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
数据链路层，负责准备物理传输，CRC校验，错误通知，网络拓扑，流控等。我们所熟知的MAC地址和交换机都工作在这一层。上层传下来的包在该层被分割封装后叫做帧(Frame)。在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。
物理层，提供物理链路，负责将数据以比特流的方式发送、接收。
其中，在数据链路层中，包括上层的LLC（Logical Link Control，逻辑链路控制）层，以及下层的MAC（Media Access Control，媒体访问控制）层。LLC层负责设备间单个连接的错误控制、流量控制、并负责向其上层提供服务。MAC层主要负责数据帧的封装/卸装、帧的寻址和识别、帧的接收与发送、链路的管理、帧的差错控制等。
结合图3来看，上述的步骤S100、S101、S102、S104的可以通过部署在卫星地面站的TCP加速代理服务进行执行。该TCP加速代理服务可以为如图3所示的应用层中的应用程序。
其中，发送缓存队列可以是在MAC层创建和维护的可变长度的队列，该发送缓存队列的总长度可以间接反映卫星链路的传输带宽。发送缓存队列用于缓存从TCP数据缓冲区读取的TCP数据。发送缓存队列中的数据可以经过物理层发送至卫星链路中。
可选的，在将目标TCP数据缓存至发送缓存队列的过程中：可以将读取的目标TCP数据封装至私有协议中，并将包含目标TCP数据的私有协议换缓存至发送缓存队列。
在可选的实施方式中，在从TCP数据缓冲区读取了目标TCP数据之后，还需要接收与此时的TCP数据缓冲区的剩余空间相匹配的TCP数据。在图2的基础上，请参照图4，在步骤S102之后，本发明实施例提供的TCP加速代理方法还包括步骤S103~S104。
S103、检测TCP数据缓冲区中剩余空间的大小。
在本实施例中，一种情况下，用户进行卫星通信的需求量较高，TCP数据缓冲区开始可以是缓存已满的状态，那么在从中读取目标TCP数据后，TCP数据缓冲区中剩余空间的大小可以与目标TCP数据的大小相同。
另一种情况下，用户进行卫星通信的需求量较低，TCP数据缓冲区开始可以处于缓存空间有剩余的状态，而在从中读取目标TCP数据后，TCP数据缓冲区中剩余空间的大小是大于目标TCP数据的。
S104、根据剩余空间的大小，接收与剩余空间的大小相匹配的TCP数据。
在本实施例中，接收的TCP数据是缓存至TCP数据缓冲区的。接收与剩余空间的大小相匹配的TCP数据，可以是指接收的TCP数据大小需要小于或等于TCP数据缓冲区剩余空间的大小。接收的TCP数据可以是不同的用户终端发送的。
在可选的实施方式中，发送缓存队列的相关数据包括总长度参数、已用长度参数和剩余长度参数。剩余长度参数是由变化的总长度参数减去已用长度参数得到的。可选的示例中，存在以下两种情形，需要对发送缓存队列的相关数据进行更新：
第一种情形：将从TCP数据缓冲区读取的目标TCP数据缓存在发送缓存队列后，对发送缓存队列的相关数据进行更新；
第二种情形：每次发送缓存队列中的数据发送至卫星链路后，对发送缓存队列的相关数据进行更新。
可选的，判断发送缓存队列是否存在剩余长度，则是基于上一次对发送缓存队列的相关数据进行更新得到的剩余长度参数进行的，即可以基于是上述两种情形中的任意一种。
下面对步骤S100中判断发送缓存队列是否存在剩余长度的过程进行介绍，在图2的基础上，请参照图5，该过程可以包括子步骤S1001~S1003：
S1001、获取发送缓存队列的剩余长度参数。
S1002、若剩余长度参数大于零，则判定发送缓存队列存在剩余长度。
S1003、若剩余长度参数为零，则判定发送缓存队列不存在剩余长度。
在本实施例中，获取的剩余长度参数可以是上一次对发送缓存队列的相关数据进行更新得到的。此处的剩余长度参数可以是在上述对发送缓存队列的相关数据进行更新的两种情形中的任意一个之后得到的。
例如，在T1时刻，将从TCP数据缓冲区读取的数据缓存在了发送缓存队列，然后立即对发送缓存队列的相关数据进行了更新。在T2时刻，发送缓存队列中的部分数据发送至卫星链路，然后立即对发送缓存队列的相关数据进行了更新。
若T1时刻在T2时刻之前，那么，步骤S1001中获取的剩余长度参数则是在T2时刻对发送缓存队列的相关数据进行更新得到的。反之，若T2时刻在T1时刻之前，那么，步骤S1001中获取的剩余长度参数则是在T1时刻对发送缓存队列的相关数据进行更新得到的。
上述两种情形中的任意一种，均是在MAC层中对发送缓存队列的相关数据进行更新。下面针对两种情形中，对发送缓存队列的相关数据进行更新的过程进行介绍。
在一种可选的实施方式中，以上述的第一种情形为例，假设对发送缓存队列的相关数据进行更新是在步骤S105将目标TCP数据缓存至发送缓存队列之后，在图2的基础上，请参见图6，对发送缓存队列的相关数据进行更新的过程可以包括步骤S106~S108。
S106、获取发送缓存队列的总长度。
在本实施例中，发送缓存队列的总长度可以反映卫星链路的传输带宽。需要说明的是，由于在各种影响因素下，卫星链路的传输带宽随着信道通信质量的变化而变化，相应地，发送缓存队列的总长度也是随之变化的。因此，可以对发送缓存队列的总长度进行实时评估，即发送缓存队列的总长度是实时更新的。获取发送缓存队列的总长度，也就是获取当前评估得到的发送缓存队列的总长度。
可选的，发送缓存队列的总长度取决于信息传输效率以及预设的符号速率（SymbolRate）和延迟时间（MaxDelay），信息传输效率是随着卫星链路的信号质量变化而改变的。对发送缓存队列的总长度进行实时评估的过程包括步骤S1061-S1063：
S1061、根据卫星链路接收信号的信噪比确定调制索引参数。
在本实施例中，卫星地面站会实时监测卫星链路接收信号时的信噪比。信噪比越大，则说明当前卫星链路的信号质量越好，则可以确定更大的调制索引参数（MODCODE）。卫星地面站会根据该信噪比来确定调制索引参数。S1062、根据调制索引参数，基于关系映射表确定信息传输效率。
在本实施例中，请结合图7，关系映射表中可以包含调制索引参数与调制方式、编码效率、信息传输效率之间的映射关系。可以看出，调制索引参数越大，对应的为更高阶的调制方式，信息传输效率越大。其中，QPSK（Quadrature Reference Phase Shift Keying）是四相相移键控；8PSK（Phase Shift Keying）为八相相移键控调制；APSK（AmplitudePhase Shift Keying）是幅度相移键控。
当卫星地面站确定了调制索引参数的大小，再根据关系映射表，就可以得到该调制索引参数对应的调制方式、编码效率以及信息传输效率。可以理解，该信息传输效率的单位可以为bit/symbol，代表一个符号携带的数据大小。
S1063、根据信息传输效率、符号速率和延迟时间的乘积，得到发送缓存队列的总长度。
在本实施例中，卫星链路的传输带宽=信息传输效率×符号速率×延迟时间。由于发送缓存队列的总长度表征卫星链路的传输带宽，相应地，发送缓存队列的总长度参数即为信息传输效率、符号速率和延迟时间的乘积，该总长度参数表示发送缓存队列的总长度大小。
其中，符号速率是用户预设的参数，可以表示单位时间内传输的符号个数，其单位可以是symbol/second。延迟时间表示预设的用户能够容忍的TCP数据包在MAC层中的最长时间，该延迟时间的单位可以是second。可选的示例中，该延迟时间可以预设为0.5s。需要说明的是，符号速率和延迟时间的大小在此不做限定，根据实际情况而定。
S107、更新发送缓存队列的已用长度。
在本实施例中，已用长度是由已用长度参数确定的，已用长度参数可以表征发送缓存队列中包含的所有数据的大小。
可选的，更新发送缓存队列的已用长度的过程可以包括步骤S1071~S1072。
S1071、获取发送缓存队列的已用长度参数。
在本实施例中，已用长度参数可以是上一次对发送缓存队列的相关数据进行更新得到的对应的已用长度参数。
S1072、利用已用长度参数加上目标TCP数据的大小，得到发送缓存队列的第一参数。
在本实施例中，是在将目标TCP数据缓存至发送缓存队列之后，对发送缓存队列的相关数据进行更新。第一参数即为已用长度参数减去目标TCP数据的大小得到的。
S1073、获取发送缓存队列对应的已发送数据的大小，并在第一参数的基础上减去已发送数据的大小，得到更新后的已用长度。
在可能的情况中，将目标TCP数据缓存至发送缓存队列之后，对发送缓存队列的相关数据进行更新的时候，可能存在数据通过发送缓存队列发送至卫星链路。在此时，当存在数据通过发送缓存队列发送至卫星链路时，获取得到的已发送数据的大小不为零；当不存在数据通过发送缓存队列发送至卫星链路时，获取得到的已发送数据的大小为零。
那么更新后的已用长度是先用已用长度参数先减去目标TCP数据的大小得到第一参数，然后第一参数再加上获取得到的已发送数据的大小得到的已用长度参数。
S108、根据总长度和更新后的已用长度，获得发送缓存队列的剩余长度。
在可选的示例中，可以将总长度和更新后的已用长度的差值，作为剩余长度。
可以理解，在发送缓存队列接收到目标TCP数据后或者当发送缓存队列中存在数据发送至卫星链路后，在MAC层中就会对发送缓存队列的已用长度进行更新，并根据更新后的已用长度和获取的当前时刻发送缓存队列的总长度，来确定当前时刻发送缓存队列的剩余长度。
因此，在第一种情形中：在将目标TCP数据缓存至发送缓存队列之后，对发送缓存队列的相关数据进行更新的过程可以执行：上述步骤S106~S107(S1071、S1072、S1073)~S108。
在另一种可选的实施方式中，在上述的第二种情形中：每次发送缓存队列中的数据发送至卫星链路后，对发送缓存队列的相关数据进行更新的过程，可以与第一种情形中对发送缓存队列的相关数据进行更新的过程类似，相同的部分在此不再赘述，其不同之处在于：在步骤S1071之后执行的是步骤S1074：获取发送缓存队列中的已发送数据的大小，并直接利用已用长度参数加上已发送数据的大小，得到更新后的已用长度。
在本实施例中，在第二中情形中，直接利用获取的已用长度参数加上获取的发送缓存队列的已发送数据的大小得到已用长度参数，将该已用长度参数作为更新后的已用长度。
因此，在第二种情形中：在发送缓存队列中存在数据发送至卫星链路后，对发送缓存队列的相关数据进行更新的过程可以执行：上述步骤S106~S107(S1071、S1074)~S108。
需要说明的是，上述方法实施例中各个步骤的执行顺序不以附图所示为限制，各步骤的执行顺序以实际应用情况为准。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
通过发送缓存队列的剩余长度来反映卫星链路的剩余带宽，使得从TCP数据缓冲区读取并缓存至发送缓存队列的目标TCP数据与卫星链路的剩余带宽是匹配的。维持了发送缓存队列中缓存的所有数据与卫星链路的传输带宽相匹配，避免了卫星地面站的数据积压，提高了对用户的卫星通信请求的响应效率，提升了用户的使用体验。
为了执行上述方法实施例及各个可能的实施方式中的相应步骤，下面分别给出一种TCP加速代理装置的实现方式。
请参见图8，图8示出了本发明实施例提供的TCP加速代理装置200的结构示意图。该装置包括：判断模块210、处理模块220、执行模块230。
判断模块210，用于当检测到TCP数据缓冲区缓存有TCP数据时，判断发送缓存队列是否存在剩余长度；其中，发送缓存队列的剩余长度反映卫星链路的剩余带宽，卫星链路的传输带宽是动态变化的；
处理模块220，用于当发送缓存队列存在剩余长度时，获取剩余长度的大小，并根据剩余长度的大小从TCP数据缓冲区读取目标TCP数据；目标TCP数据的大小不超过剩余长度的大小。
处理模块220，还用于将目标TCP数据缓存至发送缓存队列，以通过发送缓存队列将目标TCP数据发送至卫星链路。执行模块230，还用于当发送缓存队列不存在剩余长度时，等待预设时长后返回执行判断发送缓存队列是否存在剩余长度的步骤。
可选的，判断模块210具体可以用于：获取发送缓存队列的剩余长度参数；
若剩余长度参数大于零，则判定发送缓存队列存在剩余长度；
若剩余长度参数为零，则判定发送缓存队列不存在剩余长度。
可选的，发送缓存队列的总长度可以反映卫星链路的传输带宽。处理模块220还可以用于：
获取发送缓存队列的总长度；发送缓存队列的总长度反映卫星链路的传输带宽；
更新发送缓存队列的已用长度；
根据总长度和更新后的已用长度，获得发送缓存队列的剩余长度。
可选的，发送缓存队列的总长度取决于信息传输效率以及预设的符号速率和延迟时间，所述信息传输效率是随着所述卫星链路的信号质量变化而改变的。处理模块220具体可以用于：
根据卫星链路接收信号的信噪比确定调制索引参数；信噪比反映卫星链路的信号质量；根据调制索引参数，基于关系映射表确定信息传输效率；
根据信息传输效率、符号速率和延迟时间的乘积，得到发送缓存队列的总长度；以及，
获取发送缓存队列的已用长度参数；
利用所述已用长度参数加上所述目标TCP数据的大小，得到所述发送缓存队列的第一参数；获取所述发送缓存队列对应的已发送数据的大小，并在所述第一参数的基础上减去所述已发送数据的大小，得到所述更新后的已用长度；或者，获取发送缓存队列中的已发送数据的大小，并利用已用长度参数加上已发送数据的大小，得到更新后的已用长度；以及，
将总长度和更新后的已用长度的差值，作为剩余长度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的TCP加速代理装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
请参见图9，图9为本发明实施例提供的一种卫星地面站的结构示意图。该卫星地面站300包括处理器310、存储器320和总线330，处理器310通过总线330与存储器320连接。
需要说明的是，该卫星地面站300可以是但不限于便携式的地面站设备、固定式的地面站设备、可拆卸式的地面站设备、可移动式的地面站设备（舰载站设备、机载站设备和车载站设备）等等。
存储器320可用于存储软件程序，例如，图8所示的TCP加速代理装置。其中，存储器320可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)，闪存存储器（Flash），可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
处理器310可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器310可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)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。
存储器320存储有处理器310可执行的机器可读指令。处理器310执行机器可读指令时，实现上述实施例揭示的TCP加速代理方法。
可以理解，图9所示的结构仅为示意，卫星地面站300还可以包括比图9中所示更多或者更少的组件，或者具有与图9所示不同的配置。图9中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本发明实施例还提供一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时实现上述实施例揭示的TCP加速代理方法。该可读存储介质可以是但不限于：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述，本发明实施例提供了一种TCP加速代理方法、装置、卫星地面站及可读存储介质，通过发送缓存队列的剩余长度来反映卫星链路的剩余带宽，在确定了发送缓存队列的剩余长度的大小后，从TCP数据缓冲区进行数据读取，使得从TCP数据缓冲区读取并缓存至发送缓存队列的目标TCP数据与卫星链路的剩余带宽是匹配的，即维持了发送缓存队列中缓存的所有数据与卫星链路的传输带宽相匹配，避免了卫星地面站的数据积压，提高了对用户的卫星通信请求的响应效率，提升了用户的使用体验。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种TCP加速代理方法，其特征在于，包括：
当检测到TCP数据缓冲区缓存有TCP数据时，判断发送缓存队列是否存在剩余长度；其中，所述发送缓存队列的剩余长度反映卫星链路的剩余带宽，所述卫星链路的传输带宽是动态变化的；所述发送缓存队列的总长度反映所述卫星链路的传输带宽，所述发送缓存队列的总长度取决于信息传输效率以及预设的符号速率和延迟时间，所述信息传输效率是随着卫星链路的信号质量变化而改变的；所述发送缓存队列的总长度大小为所述信息传输效率、所述符号速率和所述延迟时间的乘积；所述发送缓存队列是在MAC层创建和维护的可变长度的队列，所述延迟时间表示预设的用户能够容忍的TCP数据包在MAC层中的最长时间；
当所述发送缓存队列存在所述剩余长度时，获取所述剩余长度的大小，并根据所述剩余长度的大小从所述TCP数据缓冲区读取目标TCP数据；所述目标TCP数据的大小不超过所述剩余长度的大小；
将所述目标TCP数据缓存至所述发送缓存队列，以通过所述发送缓存队列将所述目标TCP数据发送至所述卫星链路；
当所述发送缓存队列不存在所述剩余长度时，等待预设时长后返回执行所述判断发送缓存队列是否存在剩余长度的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断发送缓存队列是否存在剩余长度的步骤，包括：
获取所述发送缓存队列的剩余长度参数；
若所述剩余长度参数大于零，则判定所述发送缓存队列存在所述剩余长度；
若所述剩余长度参数为零，则判定所述发送缓存队列不存在所述剩余长度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述目标TCP数据缓存至所述发送缓存队列的步骤之后，所述方法还包括：
获取所述发送缓存队列的总长度；
更新所述发送缓存队列的已用长度；
根据所述总长度和更新后的已用长度，获得所述发送缓存队列的剩余长度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述发送缓存队列的总长度的步骤，包括：
根据所述卫星链路接收信号的信噪比确定调制索引参数；所述信噪比反映所述卫星链路的信号质量；
根据所述调制索引参数，基于关系映射表确定所述信息传输效率；
根据所述信息传输效率、所述符号速率和所述延迟时间的乘积，得到所述发送缓存队列的总长度。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述更新所述发送缓存队列的已用长度的步骤，包括：
获取所述发送缓存队列的已用长度参数；
利用所述已用长度参数加上所述目标TCP数据的大小，得到所述发送缓存队列的第一参数；
获取所述发送缓存队列对应的已发送数据的大小，并在所述第一参数的基础上减去所述已发送数据的大小，得到所述更新后的已用长度。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述总长度和更新后的已用长度，获得所述发送缓存队列的剩余长度的步骤，包括：
将所述总长度和所述更新后的已用长度的差值，作为所述剩余长度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述剩余长度的大小从所述TCP数据缓冲区读取目标TCP数据的步骤之后，所述方法还包括：
检测所述TCP数据缓冲区中剩余空间的大小；
根据所述剩余空间的大小，接收与所述剩余空间的大小相匹配的TCP数据。
8.一种TCP加速代理装置，其特征在于，包括：
判断模块，用于当检测到TCP数据缓冲区缓存有TCP数据时，判断发送缓存队列是否存在剩余长度；其中，所述发送缓存队列的剩余长度反映卫星链路的剩余带宽，所述卫星链路的传输带宽是动态变化的；所述发送缓存队列的总长度反映所述卫星链路的传输带宽，所述发送缓存队列的总长度取决于信息传输效率以及预设的符号速率和延迟时间，所述信息传输效率是随着卫星链路的信号质量变化而改变的；所述发送缓存队列的总长度大小为所述信息传输效率、所述符号速率和所述延迟时间的乘积；所述发送缓存队列是在MAC层创建和维护的可变长度的队列，所述延迟时间表示预设的用户能够容忍的TCP数据包在MAC层中的最长时间；
处理模块，用于当所述发送缓存队列存在所述剩余长度时，获取所述剩余长度的大小，并根据所述剩余长度的大小从所述TCP数据缓冲区读取目标TCP数据；所述目标TCP数据的大小不超过所述剩余长度的大小；
所述处理模块，还用于将所述目标TCP数据缓存至所述发送缓存队列，以通过所述发送缓存队列将所述目标TCP数据发送至所述卫星链路；
执行模块，还用于当所述发送缓存队列不存在所述剩余长度时，等待预设时长后返回执行所述判断发送缓存队列是否存在剩余长度的步骤。
9.一种卫星地面站，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述卫星地面站运行时，所述处理器执行所述机器可读指令以实现如权利要求1至7任意一项所述的方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现权利要求1至7任意一项所述的方法。
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