一種基于雙向滑動窗口的內(nèi)容網(wǎng)絡的擁塞控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于雙向滑動窗口的內(nèi)容網(wǎng)絡的擁塞控制方法，用于緩解興趣包請求過快、數(shù)據(jù)流量持續(xù)增長引起的網(wǎng)絡擁塞問題；每個節(jié)點維護兩個滑動窗口，即興趣包發(fā)送窗口和數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口，兩個窗口的長度根據(jù)網(wǎng)絡擁塞狀況實時調(diào)節(jié)并彼此制約；由于內(nèi)容網(wǎng)絡本身的特點，興趣包與數(shù)據(jù)包的大小不同，占用鏈路帶寬也不相同，因此，針對兩種窗口引入不同粒度的擁塞控制方法。本發(fā)明實現(xiàn)了一種基于雙向滑動窗口的內(nèi)容網(wǎng)絡的擁塞控制方法，提高了網(wǎng)絡的可靠性和有效性。
【專利說明】—種基于雙向滑動窗口的內(nèi)容網(wǎng)絡的擁塞控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡擁塞控制領(lǐng)域，具體涉及一種用于內(nèi)容網(wǎng)絡的雙向滑動窗口的擁塞控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當今互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計理念可以上溯至20世紀六七十年代?；ヂ?lián)網(wǎng)最初的目標是通過網(wǎng)絡的互聯(lián)互通，實現(xiàn)硬件資源的共享。目前互聯(lián)網(wǎng)中廣泛應用的TCP/IP協(xié)議通過“主機一主機”的方式進行通信，可以滿足目前大部分應用的需求，例如網(wǎng)頁、郵件等。但是隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，其應用主題逐漸從硬件共享轉(zhuǎn)移到文字、圖片和視頻等信息的共享上，因此，用戶更加關(guān)心獲取內(nèi)容的速度，以及內(nèi)容的可靠性和安全性。目前“主機-主機”的方式顯然已經(jīng)不能滿足用戶的需求。
[0003]針對上述問題，國際上主流的研究思路是建立以信息為中心的網(wǎng)絡(Information-Centric Network, ICN),根據(jù)整個網(wǎng)絡的需求，重新思考和定義網(wǎng)絡的架構(gòu)，使網(wǎng)絡中的通信不再關(guān)注信息的存儲位置，而僅關(guān)心需要獲取的信息。
[0004]在內(nèi)容網(wǎng)絡中，內(nèi)容都是相對獨立的，用戶可以獲取一個節(jié)點內(nèi)的內(nèi)容，而不需要知道這個節(jié)點的位置。內(nèi)容網(wǎng)絡的通信都是接收端驅(qū)動的。請求內(nèi)容的節(jié)點稱為消費者。擁有該內(nèi)容的節(jié)點稱為提供者。消費者通過發(fā)送興趣包請求內(nèi)容，提供者回復數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包沿著興趣包傳遞的路徑返回給消費者。每個中間節(jié)點可以緩存內(nèi)容。目前的內(nèi)容網(wǎng)絡中興趣包與數(shù)據(jù)包的發(fā)送是一對一的。對于一些流行內(nèi)容，會出現(xiàn)興趣包請求過快、數(shù)據(jù)流量持續(xù)增長的情況，這樣會引起網(wǎng)絡擁塞問題。
[0005]現(xiàn)階段，研究者們主要關(guān)注研究內(nèi)容網(wǎng)絡的命名、緩存、路由等方面，對于擁塞控制方面還沒有完善的理論。目前,研究者們默認AIMD(Additive Increase MultiplicationDecrease)方法為一種擁塞控制方法，研究者們采用AIMD方法調(diào)節(jié)興趣包的發(fā)送速率。在每個內(nèi)容網(wǎng)絡客戶端進行AIMD擁塞控制，類似TCP。擁塞通過數(shù)據(jù)包丟失檢測，網(wǎng)絡沒有發(fā)生擁塞時，擁塞窗口長度線性增加，一旦發(fā)生擁塞，擁塞窗口長度乘性減小。因為興趣包流量較小，默認擁塞只發(fā)生在數(shù)據(jù)包下載的方向上，興趣包的傳輸不會引起網(wǎng)絡擁塞。但是，這種只調(diào)節(jié)興趣包的發(fā)送速率的方法不能很快地緩解網(wǎng)絡擁塞的狀況。一旦網(wǎng)絡中發(fā)生擁塞，可能部分提供者已經(jīng)接收到了來自消費者發(fā)出的興趣包，這些提供者就會向消費者返回數(shù)據(jù)包，這樣會加重網(wǎng)絡擁塞的情況。另外，這種方法沒有考慮到興趣包與數(shù)據(jù)包的大小差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一)要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種基于雙向滑動窗口的內(nèi)容網(wǎng)絡的擁塞控制方法，以解決內(nèi)容網(wǎng)絡中興趣包請求過快、數(shù)據(jù)流量持續(xù)增長，從而導致網(wǎng)絡擁塞的問題。
[0008](二)技術(shù)方案[0009]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于雙向滑動窗口的內(nèi)容網(wǎng)絡的擁塞控制方法，包括以下步驟:
[0010]步驟一，消費者以一定的興趣包發(fā)送窗口長度發(fā)送興趣包；
[0011]步驟二，如果消費者在一定時間內(nèi)接收不到數(shù)據(jù)包，則消費者認為網(wǎng)絡發(fā)生擁塞，調(diào)節(jié)興趣包發(fā)送窗口長度；
[0012]步驟三，興趣包中攜帶興趣包發(fā)送窗口長度、每個興趣包請求的數(shù)據(jù)包個數(shù)以及對數(shù)據(jù)包接收的確認信息；
[0013]步驟四，提供者根據(jù)自身數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口長度和接收的興趣包中攜帶的興趣包發(fā)送窗口長度、每個興趣包請求的數(shù)據(jù)包個數(shù)確定即將發(fā)送的數(shù)據(jù)包個數(shù)、下一次每個興趣包請求的數(shù)據(jù)包個數(shù)，并根據(jù)興趣包中的確認信息調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口 ；
[0014]本發(fā)明還提供了興趣包發(fā)送窗口長度的控制方法:
[0015]1.該窗口長度W1由網(wǎng)絡的擁塞狀況決定，W1初始值為1，計算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于雙向滑動窗口的內(nèi)容網(wǎng)絡的擁塞控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，消費者以一定的興趣包發(fā)送窗口長度發(fā)送興趣包； 步驟二，如果消費者在一定時間內(nèi)接收不到數(shù)據(jù)包，則消費者認為網(wǎng)絡發(fā)生擁塞，調(diào)節(jié)興趣包發(fā)送窗口長度； 步驟三，興趣包中攜帶興趣包發(fā)送窗口長度、每個興趣包請求的數(shù)據(jù)包個數(shù)以及對數(shù)據(jù)包接收的確認信息； 步驟四，提供者根據(jù)自身數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口長度和接收的興趣包中攜帶的興趣包發(fā)送窗口長度、每個興趣包請求的數(shù)據(jù)包個數(shù)確定即將發(fā)送的數(shù)據(jù)包個數(shù)、下一次每個興趣包請求的數(shù)據(jù)包個數(shù)，并根據(jù)興趣包中的確認信息調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙向滑動窗口的內(nèi)容網(wǎng)絡的擁塞控制方法，其前提條件是: 每個節(jié)點維護兩個窗口，即興趣包發(fā)送窗口和數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙向滑動窗口的內(nèi)容網(wǎng)絡的擁塞控制方法，其特征在于，步驟一所述的消費者以一定的興趣包發(fā)送窗口長度發(fā)送興趣包，該窗口長度W1由網(wǎng)絡的擁塞狀況決定，W1初始值為1，計算公式為:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，提供者根據(jù)步驟三所述的興趣包中每個興趣包請求的數(shù)據(jù)包個數(shù)和興趣包發(fā)送窗口長度，確定回復給消費者的數(shù)據(jù)包個數(shù)；提供者根據(jù)興趣包中的確認信息滑動數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法的前提條件是: 內(nèi)容網(wǎng)絡中傳輸?shù)奈募粍澐譃槿舾蓚€內(nèi)容塊，消費者發(fā)送興趣包以內(nèi)容塊為單位請求內(nèi)容，提供者將該內(nèi)容塊劃分為多個數(shù)據(jù)包返回給消費者。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟四所述的提供者根據(jù)自身數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口長度和興趣包中攜帶的興趣包發(fā)送窗口長度確定下一次每個興趣包請求的數(shù)據(jù)包個數(shù)，該方法具體的實施步驟包括:提供者根據(jù)數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口長度W2和興趣包發(fā)送窗口
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每次接收到興趣包時，如果網(wǎng)絡未發(fā)生擁塞，數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口長度加I ;否則，數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口保持不變。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前提條件，該方法具體實施步驟包括:以興趣包的個數(shù)為單位設(shè)置興趣包發(fā)送窗口 ；以數(shù)據(jù)包的個數(shù)為單位設(shè)置數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口，實現(xiàn)不同粒度的控制。
【文檔編號】H04L12/807GK103812784SQ201410025453
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】武穆清, 胡騫, 孫宇, 徐春秀, 郭嵩, 趙敏, 韓海龍, 劉紅寶, 王寧, 彭蠡, 胡謙, 王振華 申請人:北京郵電大學