一種基于mptcp的擁塞控制方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及網絡數據傳輸技術領域，尤其涉及一種基于MPTCP的擁塞控制方法及 裝置。
【背景技術】
[0002] 如今網絡技術在飛速的發展，傳統TCP協議開始逐漸暴露出不能適應發展的局限 性。傳統TCP協議在網絡中流量不斷地增加時，將所有的流量限制在單一路徑上傳輸，沒能 有效的利用網絡資源。單一路徑的TCP傳輸已經不能完全的滿足現代高速傳輸。MPTCP (MultiPath Transport Control Protocol，多路徑傳輸協議）是對傳統TCP的一種延伸，在 通信源和目的節點之間通過多條路徑高效的傳輸數據，提供端到端可靠、有序的快速數據 傳輸。比較于傳統的TCP，MPTCP協議有著兩個顯著的特點：1)改進網絡的吞吐量。由于MPTCP 同時采用多條路徑傳輸數據，在量上增加了網絡資源，因而傳輸了更多的數據流量，也就提 高了網絡的吞吐量。2)提供更靈活、可靠的服務，且增強了網絡魯棒性。因為在傳輸層，數據 可以通過多條路徑傳輸，當一條路徑上傳輸過程中連接失敗，而該連接的數據仍在其他可 用路徑上保持傳輸，且MPTCP路徑管理單元將立即選擇一條可用路徑來轉移鏈路失敗的數 據，這就避免了傳輸終止。MPTCP協議也可以與現有的TCP協議完全兼容（自動協商的）。
[0003] 目前，MPTCP的擁塞控制就是對TCP的一個擴展，采用的擁塞控制策略是：用于傳輸 的多條子流都有一個各自的擁塞窗口，每條子流分別根據該條路徑上收到的確認數據包， 或者是檢測到的丟包相應的增加和減少擁塞窗口，而對于窗口的具體的增加和減少取決于 所有子流路徑的擁塞窗口和回路時間。目前，MPTCP利用是否收到ACK作為擁塞判斷依據，這 種方法簡單但準確度不高，因此，需要一種新型的擁塞控制方法。

【發明內容】

[0004] 有鑒于此，本發明要解決的一個技術問題是提供一種基于MPTCP的擁塞控制方法 及系統，能夠解決上述的問題。
[0005] -種基于MPTCP的擁塞控制方法，包括:建立MPTCP連接，并為所述MPTCP連接中的 每條TCP子流分配各自的緩存區；對每條TCP子流的緩存區占用率進行估算;根據所述緩存 區占用率確定所述TCP子流的擁塞等級，并基于所述擁塞等級對所述TCP子流的傳輸速率進 行調節。
[0006] 根據本發明的一個實施例，進一步的，所述為所述MPTCP連接中的每條TCP子流分 配各自的緩存區包括:為每條TCP子流分配的緩存區為：
[0008] 其中，Buffi為所述MPTCP連接的第i條TCP子流的大小，Buff total為所述MPTCP連接 的總緩存區大小，BWi為第i條TCP子流的帶寬，ΣBWi為所述MPTCP連接中的全部TCP子流的 總帶寬。
[0009]根據本發明的一個實施例，進一步的，所述對每條TCP子流的緩存區占用率進行估 算包括:采用增加指數加權移動平均EffMA算法對每條TCP子流的緩存區占用長度進行估值， 每條TCP子流的緩存區占用長度滿足：
[0011] 其中，邱#7胃為第i條TCP子流在當前時刻的緩存區占用長度，Suif V為第i條TCP 子流在上一時刻的緩存區占用長度，P為緩存區大小計算參數。
[0012] 根據本發明的一個實施例，進一步的，根據所述緩存區占用率確定所述TCP子流的 擁塞等級包括：設置兩個擁塞等級，分別為輕度擁塞和嚴重擁塞等級；當判斷

，則確定此T C P子流為輕度擁塞等級；當判斷 ，則確定此TCP子流為嚴重擁塞等級；其中，α、β都為參數，且0 < α < β < I ,Buffi為第i條TCP子流緩存區的長度。
[0013] 根據本發明的一個實施例，進一步的，所述基于所述擁塞等級對所述TCP子流的傳 輸速率進行調節包括:如果確定TCP子流為輕度擁塞等級，則調節此TCP子流發送窗口大小 并滿足Wi=Wi- γ *wi;如果確定TCP子流為嚴重擁塞等級，則調節此TCP子流發送窗口大小并 滿足
；如果確定TCP子流不為輕度擁塞等級和嚴重擁塞等級，則調節此TCP 子流發送窗口大小并滿足：
[0015]其中，Wi是第i條TCP子流的發送窗口大小，r和δ為速率控制參數，并且，〇〈 γ〈〇. 5， δ = η2，η為所述MPTCP連接中的TCP子流的個數。
[0016] 一種基于MPTCP的擁塞控制裝置，包括:緩存分配單元，用于建立MPTCP連接，并為 所述MPTCP連接中的每條TCP子流分配各自的緩存區；緩存使用估算單元，用于對每條TCP子 流的緩存區占用率進行估算;傳輸速率調節單元，用于根據所述緩存區占用率確定所述TCP 子流的擁塞等級，并基于所述擁塞等級對所述TCP子流的傳輸速率進行調節。
[0017]根據本發明的一個實施例，進一步的，所述緩存分配單元為每條TCP子流分配的緩 存區為：
[0019]其中，Buffi為第i條TCP子流的大小，Buff total為所述MPTCP連接的總緩存區大小， BWi為第i條TCP子流的帶寬，Σ BWi為所述MPTCP連接中的全部TCP子流的總帶寬。
[0020]根據本發明的一個實施例，進一步的，所述緩存使用估算單元，還用于采用增加指 數加權移動平均EffMA算法對每條TCP子流的緩存區占用長度進行估值，每條TCP子流的緩存 區占用長度滿足：
[0022] 其中，邱C為第i條TCP子流在當前時刻的緩存區占用長度，JuJfsi為第^TCP 子流在上一時刻的緩存區占用長度，P為緩存區大小計算參數。
[0023] 根據本發明的一個實施例，進一步的，所述傳輸速率調節單元，還用于設置兩個擁 塞等級，分別為輕度擁塞和嚴重擁塞等級；當判斷
則確定此 TCP子流為輕度擁塞等級；當判斷
時，則確定此TCP子流為嚴重擁塞等級； 其中，α、β都為參數，且O < α < β < I，Buffi為第i條TCP子流緩存區的長度。
[0024]根據本發明的一個實施例，進一步的，所述傳輸速率調節單元，還用于如果確定 TCP子流為輕度擁塞等級，則調節此TCP子流發送窗口大小并滿足Wi=Wi- γ *wi;如果確定 TCP子流為嚴重擁塞等級，則調節此TCP子流發送窗口大小并滿足
：如果確 定TCP子流不為輕度擁塞等級和嚴重擁塞等級，則調節此TCP子流發送窗口大小并滿足：
[0026]其中，Wi是第i條TCP子流的發送窗口大小，r和δ為速率控制參數，并且，〇〈 γ〈〇. 5， δ = η2，η為所述MPTCP連接中的TCP子流的個數。
[0027]本發明的基于MPTCP的擁塞控制方法及裝置，為每條子流分割緩存區，然后根據每 條子流緩存區使用比例精確的檢測出是否存在擁塞，并根據擁塞程度分級進行流量調控， 同時兼顧MPTCP傳輸的公平性，使網絡吞吐量變化更平滑，提高了MPTCP的鏈路利用率、吞吐 量和健壯性。
【附圖說明】
[0028] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施 例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲 得其他的附圖。
[0029] 圖1為根據本發明的基于MPTCP的擁塞控制方法的一個實施例的流程示意圖；
[0030] 圖2為MPTCP擁塞控制場景的示意圖；
[0031 ]圖3為擁塞控制與吞吐量的關系示意圖；
[0032] 圖4為根據本發明的基于MPTCP的擁塞控制方法的另一個實施例的流程示意圖；
[0033] 圖5為根據本發明的基于MPTCP的擁塞控制方法的一個應用場景示意圖；
[0034]圖6為MPTCP擁塞控制場景的另一示意圖；
[0035]圖7為根據本發明的基于MPTCP的擁塞控制裝置的一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0037]圖1為根據本發明的基于MPTCP的擁塞控制方法的一個實施例的流程示意圖，如圖 1所示：
[0038] 步驟101，建立MPTCP連接，并為MPTCP連接中的每條TCP子流分配各自的緩存區。
[0039] 步驟102,對每條TCP子流的緩存區占用率進行估算。
[0040] 步驟103,根據緩存區占用率確定TCP子流的擁塞等級，并基于擁塞等級對TCP子流 的傳輸速率進行調節。
[0041] 在一個實施例中，為每條TCP子流分配的緩存區為：
[0043] Buffi為MPTCP連接的第i條TCP子流的大小，Buff tcltai為MPTCP連接的總緩存區大 小，BWi為第i條TCP子流的帶寬，Σ BWi為MPTCP連接中的全部TCP子流的總帶寬。
[0044]對每條TCP子流的緩存區占用率進行估算可以采用多種方法，例如采用增加指數 加權移動平均EWM算法對每條TCP子流的緩存區占用長度進行估值，每條TCP子流的緩存區 占用長度滿足：
[0046] 為第i條TCP子流在當前時刻的緩存區占用長度，為第i條TCP子流 在上一時刻的緩存區占用長度，P為緩存區大小計算參數。
[0047]緩存區的使用率情況能直接反映出該條線路的擁塞情況，但是MPTCP是多條子流 共用一個緩存區，所以要對單條子流進行精確的擁