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申请/专利权人：天津大学

摘要：本发明公开了一种基于路径恢复的协同混合拥塞控制方案，包括协同拥塞控制和拥塞路径流量恢复控制；协同拥塞控制根据主动队列管理技术检测拥塞并产生标记信息，并及时通知下游节点实现控制信息的交互，触发下游接收端调整Interest发送窗口、中间路由器转移流量来控制拥塞。拥塞路径流量恢复控制则根据中间节点缓冲区中数据包的队列长度和拥塞路径的剩余可用带宽计算出试探Interest包的发送频率，周期性地发送试探Interest包到拥塞路径，及时恢复拥塞路径被转移流量。针对命名数据网络将路由器和接收端控制协同起来，以防止重复和过度控制导致的传输性能下降，同时关注路由器通过转发控制后的路径流量恢复，提高最优路径传输链路利用率，进一步优化网络性能。

主权项：1.一种基于路径恢复的协同混合拥塞控制方法，其特征在于，包括协同拥塞控制和拥塞路径流量恢复控制；所述协同拥塞控制包括产生并更新拥塞标记，然后根据网络上游拥塞标记信息，下游路由器分流节点和接收端进行协同控制；所述协同拥塞控制中，所述的产生并更新拥塞标记的过程是：通过主动队列管理技术，周期性检测中间节点缓冲区数据包队列的排队延时并计算标记概率，根据标记概率产生并更新拥塞标记信息；然后在中间节点缓冲区数据包队列的数据包中添加拥塞标记信息并转发给下游路由器分流节点和该数据包的接收端；每经过一个周期的具体步骤如下：1-1数据包离队速率计算：根据路由器发送接口的离队数据包数量和数据包大小计算当前周期的数据包离队速率；1-2路由器数据包队列当前排队延时计算：由步骤1-1得到的数据包离队速率除以当前周期数据包队列长度，得到当前路由器数据包排队延时；1-3用步骤1-2计算的当前排队延时减去期望排队延时，然后乘以系数α；1-4用步骤1-2计算的当前排队延时减去上一周期的排队延时，然后乘以系数β；1-5计算拥塞标记概率p：将步骤1-3和1-4的结果相加，然后再加上上一周期的标记概率得到当前周期的标记概率p；1-6更新拥塞标记：根据步骤1-5计算的拥塞标记概率p，判断p是否大于0，如果大于0则更新标记信息，更新的优先级由高到低为S-CongestionMark、CongestionMark、NullMark、NormalMark；1-7产生并更新拥塞标记操作结束；所述的根据网络上游拥塞标记信息，下游路由器分流节点和接收端进行协同控制是：根据接收到的网络上游拥塞标记信息，下游路由器分流节点和接收端进行协同控制；所述路由器分流节点根据FIB表调整Interest转发接口，所述接收端根据拥塞标记信息自适应调整消费者终端的拥塞窗口大小，以此控制注入到网络中间节点缓冲区的数据包数量；从而下游路由器分流节点和接收端通过拥塞标记信息进行协同工作；具体步骤如下：2-1下游路由器接收Data包：中间节点接收到上游传输的Data包，并查看其携带的拥塞标记信息；2-2判断该路由器是否是分流节点：该节点通过查询FIB表判断转发接口的数量是否大于2，如果大于2表明当前节点为分流节点，如果小于2则不是分流节点；2-3分流节点拥塞控制：根据步骤2-2判断当前节点是否是分流节点，如果是分流节点，且数据包拥塞标记为CongestionMark或者S-CongestionMark则分流节点根据FIB表选择备用转发接口转发接下来的Interest包，如果是NullMark或者NormalMark中间节点没有控制动作，最后比较当前节点和Data包携带的拥塞标记等级，进行标记的更新；2-4如果当前节点缓冲区数据包队列超过缓冲区容量的90％，则产生一个S-CongestionMark，并向下游传递；2-5接收端收到Data包：当接收端收到上游传输的Data包，会查看相应拥塞标记信息；2-6接收端拥塞控制：接收端根据步骤2-5查看Data包携带的拥塞标记信息，如果是NormalMark，则拥塞窗口大小加1，如果是NullMark，则拥塞窗口大小不变，如果是CongestionMark则拥塞窗口大小减1，如果是S-CongestionMark则拥塞窗口乘以系数γ，乘性减少；2-7协同拥塞控制操作结束；所述拥塞路径流量恢复控制采用双重恢复机制，当数据包的原传输路径拥塞后，原传输路径成为拥塞路径，下游分流节点会改变数据包的传输路径，即临时停用拥塞路径进行数据包传输；根据Data包携带的拥塞标记信息判断是否恢复拥塞路径的流量，当未能恢复拥塞路径流量时，计算Interest包的发送频率；所述拥塞路径流量恢复控制包括：3-1根据Data包携带的拥塞标记信息判断是否恢复流量，当经过分流节点调整转发接口、改变传输路径后，对于原路径接口，每接收到一个Data包，判断是否启用禁用接口；具体内容如下：3-1-1拥塞接口接收Data包：当被临时禁止转发Interest包的拥塞接口接收到Data包后，查看Data包携带的拥塞标记信息；3-1-2若标记信息为CongestionMark：暂时不恢复原路径，即不启用禁用接口；3-1-3若标记信息为S-CongestionMark：暂时不恢复原路径，即不启用禁用接口；3-1-4若标记信息为Null-CongestionMark：暂时不恢复原路径，即不启用禁用接口；3-1-5若标记信息为NormalMark：恢复原路径，即重新启用禁用接口；3-2判断是否恢复拥塞路径流量，首先通过后续Data包携带的拥塞标记信息判断是否恢复拥塞路径流量，当分流节点某接口接收到第一个CongestionMark后，该接口每接收到一个Data包，判断是否恢复拥塞路径流量；具体内容如下：3-2-1开启Timer_1计时器：分流节点为被临时禁用的拥塞接口开启一个Timer_1计时器；3-2-2拥塞接口接收后续Data包：拥塞接口被禁用后会接收部分后续的Data包，每接收到一个Data包，Timer_1就重置为0，同时用当前Data的RTT更新平均RTT；3-2-3检查后续Data包的拥塞标记：分流节点检查后续Data包的标记，根据步骤3-1的恢复原则判断是否可以恢复拥塞路径流量；3-2-4如果通过步骤3-2-3拥塞路径流量被成功恢复，则关闭Timer_1，结束恢复流程；3-2-5如果通过步骤3-2-3未能恢复路径流量，判断Timer_1计时是否大于记录的平均RTT；3-2-6发送Interest包：根据步骤3-2-5，若Timer_1计时大于记录的平均RTT，则关闭Timer_1，启动Timer_2；若Timer_1计时小于记录的平均RTT，则执行步骤3-2-3检查该后续Data包标记；3-3当步骤3-2未能恢复拥塞路径流量时，启动Timer_2计时器，并且每经过一个计算周期，计算Interest包的发送频率；具体内容如下：3-3-1拥塞路径信息获取：通过统计接口转发的数据量获取拥塞路径已经使用的传输带宽，根据主动队列管理技术获取当前周期节点的离队列速率；3-3-2计算Interest包与Data包比例：Interest包平均大小除以Data包平均大小得到Interest包与Data包之间的比例；3-3-3统计数据流数目：统计周期时间内通过拥塞路径进行传输的Interest流数目与Data流数目，并通过步骤3-2的Interest包与Data包比例将Data流换算成Interest流，求和得到总的流数目；3-3-4计算Interest包发送速率：利用路径总带宽减去步骤3-3-1得到的已使用带宽获得当前剩余带宽，当前剩余带宽除以步骤3-3-3总的流数目得到Interest包发送速率；3-3-5判断Interest包发送速率：若步骤3-3-4得到的发送速率小于等于步骤3-3-1得到的离队列速率，则执行步骤3-3-7，否则执行步骤3-3-6；3-3-6利用权重因子进行发送速率的调节后，重复步骤3-3-5；3-3-7Interest包发送周期计算：根据Interest包的平均大小，将发送频率的单位从bits转换为packetss并且进行向下取整；所述拥塞路径流量恢复控制中的步骤3-1中，每接收到一个Data包，判断是否启用禁用接口的。

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百度查询： 天津大学 基于路径恢复的协同混合拥塞控制方法