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申请/专利权人：南通大学

摘要：本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及基于前向纠删编码的TCP性能增强代理网络应用程序方法。本发明实现了TCP端与PEP实体之间的拥塞控制，以及PEP实体之间的拥塞控制。在TCP端与PEP实体之间，PEP按照服务质量要求分配可用带宽，隐式地控制TCP端发送速率。在PEP实体之间，依据当前的网络状况以及丢包率，动态调整分组发送间隔以及前向纠删编码码率即发送源分组和修复分组的比例控制，提高网络吞吐量，降低数据传输延迟，使其能够适应长时延高丢包率的长胖无线链路。本发明通过自适应修复间隔，使传输无重传，大大减少了队头阻塞延迟，并在长胖无线链路上实现了平滑的端到端吞吐量。

主权项：1.基于前向纠删编码的TCP性能增强代理网络应用程序方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、iptablesTPROXY配置拦截TCP连接导引至邻近PEP监听端口；步骤2、在瓶颈链路两端部署运行PEP实体，各自向对端PEP建立连接；步骤3、任意一端PEP透明地拦截来自靠近自己一侧的TCP发送端的TCP连接请求，任意一端PEP假设为TCP接收端，与TCP发送端建立TCP连接，获取TCP接收端地址，通知对端PEP；步骤4、对端PEP收到通知，尝试与TCP接收端建立连接，通知本端PEP；步骤5、本端PEP收到通知对端PEP连接TCP接收端成功，对多个TCP流进行统计复用，基于带宽估计和本地ACK确认速率控制进行PEP实体与TCP发送端间拥塞控制；步骤6、本端PEP采用自适应前向纠删编码实现无需重传的可靠数据报传输来替换原TCP，基于带宽估计进行PEP实体间拥塞控制，将数据传输至对端PEP；步骤7、对端PEP将收到的TCP源数据分流并导向至对应TCP接收端；所述步骤6包括以下步骤：步骤6.1、设定前向纠删编码参数；步骤6.2、发送端发送分组，所述分组的类型为收到TCP源数据生成的未编码的源分组，或者经过编码生成的修复分组；步骤6.3、接收端对收到的分组进行解码恢复并有序地递送到上层应用，同时向所述发送端发送反馈信息，所述反馈信息包括解码进度、最新收到分组的编号与类型、收到的源分组数量和收到的修复分组的数量；步骤6.4、所述发送端对所述反馈信息进行处理，估算链路可用带宽，链路往返时延和链路随机丢包率，然后进行PEP实体间拥塞控制，以及PEP实体与TCP发送端间的拥塞控制；步骤6.5、发送端自适应调整前向纠删编码码率，确定是否发送修复分组，否则发送源分组，重复执行步骤6.2；根据PEP发送缓冲区状态，自适应调整前向纠删编码码率控制；当队列空状态时：不包含任何对端未确认收到的源分组，此时无须进行分组传输，因此不进行编码码率控制；当队列饱和状态时：包含未发送的源分组，此时根据目前为止已发送的源分组和修复分组的数量计算当前修复分组插入频率，若小于目标修复分组插入频率，将发送一个修复分组；当队列未饱和状态时：不包含任何未发送的源分组，但存在部分乃至全部已经发送的源分组未被接收端确认收到；在转入队列未饱和状态后发送一个启发式修复分组，此后每经过一个RTT发送一个修复分组，直至所有已发送出去的源分组被接收端确认收到，或队列状态发生改变；PEP实体间拥塞控制，由于前向纠删编码可以恢复数据包丢失，因此将拥塞控制问题简化为速率控制和本地ACK确认，根据PEP发送缓冲区状态选择对应的可用带宽估计；当队列饱和状态时：采取时间滑动窗口算法和接收端递送速率估计算法联合地估计链路可用带宽最大值即取两者最大值，并为每个估计值设定固定存活时间，超时将不再被考虑；基于可用带宽设置拥塞窗口CWND后，采用大于1的步调增益在一个RTT窗口内非均匀地发送分组，使得发送端可以持续探测带宽，避免链路饥饿；当队列空或者未饱和状态时：使用包队算法，以固定时间间隔探测，一次连续发送多个等长的探测包，依据到达时间间隔估计链路可用带宽，用于设置有新数据到来时的初始拥塞窗口；PEP实体与TCP发送端间的拥塞控制，根据当前可读写的TCP连接数目，按照服务质量要求分配可用带宽，设置各TCP连接的读取间隔和读取的数据量；通过控制当前时刻每个可读TCP发送端的回复ACK速率，实现对TCP数据发送速率的隐性控制。

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