專利名稱：避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，尤其涉及一種避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的急劇增長(zhǎng)以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)量的要求迅速提高，使得網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生概率大大上升。網(wǎng)絡(luò)擁塞是一種持續(xù)過載的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，此時(shí)用戶對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)資源，比如鏈路帶寬、存儲(chǔ)空間和處理器處理能力的需求超過了固有的容量。在事先沒有任何協(xié)商和請(qǐng)求許可機(jī)制的資源共享網(wǎng)絡(luò)中，幾個(gè)IP分組同時(shí)到達(dá)路由器，并期望經(jīng)同一個(gè)輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)是就會(huì)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。在輕度的網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，路由器可以利用自身的緩存對(duì)分組進(jìn)行排序，此時(shí)用戶感受到的是網(wǎng)絡(luò)延遲。如果擁塞狀況具有一定的持續(xù)性，當(dāng)緩存空間被耗盡時(shí)，路由器只有丟棄分組。在這種持續(xù)過載的狀態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)急劇下降，此時(shí)就表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)擁阻。另外，當(dāng)一個(gè)小范圍內(nèi)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)通信時(shí)就會(huì)發(fā)生碰撞沖突，從而導(dǎo)致通信失敗。端口之間的通信頻率越高，碰撞沖突的機(jī)率也就越大，網(wǎng)絡(luò)傳輸效率也就越低。目前使用最普遍的ADSL的下行速率通常為1Mbps，上行速率為512bps，當(dāng)距離局端的機(jī)房較遠(yuǎn)時(shí)，傳輸速率還會(huì)有大幅下降，因此當(dāng)使用的用戶較多特別是有用戶下載軟件或在線播放視頻時(shí)，會(huì)進(jìn)一步占用大量帶寬，從而使其它用戶的可用寬帶減少，也會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提出一種盡量降低出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞的可能性的技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明，提出一種避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法，包括接收數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，從數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)中提取數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康牡?；?jì)算至目的地的路由；按照路由，向目的地發(fā)送一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)包，測(cè)試數(shù)據(jù)包具有預(yù)定的字節(jié)數(shù)，記錄發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)包的時(shí)間為開始時(shí)間；接收由目的地響應(yīng)于測(cè)試數(shù)據(jù)包而發(fā)送的響應(yīng)消息，記錄接收到響應(yīng)消息的時(shí)間為結(jié)束時(shí)間；根據(jù)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間計(jì)算延遲參數(shù)；如果延遲參數(shù)超過預(yù)定閾值，則不執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。其中，計(jì)算至所述目的地的路由包括根據(jù)路由表選擇最優(yōu)路徑。測(cè)試數(shù)據(jù)包的大小為不超過1Kb。閾值范圍為200毫秒，較佳的，閾值范圍為100毫秒。在一個(gè)實(shí)施例中，該避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法還包括如果延遲參數(shù)超過預(yù)定閾值而不執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)時(shí)，將數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)放置到一緩沖隊(duì)列中。在一個(gè)實(shí)施例中，周期性地從緩沖隊(duì)列中提取數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，作為新的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)處理。
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在另一個(gè)實(shí)施例中，每一次有新的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)放置到緩沖隊(duì)列中時(shí)，提取當(dāng)前緩沖隊(duì)列中最早放置的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，作為新的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)處理。本發(fā)明的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法在正式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前首先測(cè)試傳輸路由的傳輸狀況，在傳輸狀況允許的情況下才開始數(shù)據(jù)傳輸，否則不執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。暫時(shí)不執(zhí)行的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)被放置在一個(gè)緩沖對(duì)立中，在合適的時(shí)候執(zhí)行。


圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法的流程圖。圖2揭示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法的理論依據(jù)如下網(wǎng)絡(luò)傳輸性質(zhì)是決定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要因素。因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸性質(zhì)的研究是提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的一個(gè)重要課題。然而，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)是一個(gè)涉及多個(gè)目標(biāo)的最優(yōu)化問題。這些目標(biāo)包括小的直徑，低頂點(diǎn)度數(shù)，高連通度，高容錯(cuò)性，高可診斷性，良好的可嵌入性，hamilton性質(zhì)等等。由于很難使每個(gè)目標(biāo)都達(dá)到最優(yōu)，所以在互連網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中總是選擇幾個(gè)最基本的目標(biāo)使其最優(yōu)。通常要使網(wǎng)絡(luò)的直徑盡可能的小而使網(wǎng)絡(luò)的連通度盡可能的高，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的直徑約小，其通訊性能就越好；而網(wǎng)絡(luò)的連通度越高，其容錯(cuò)性能就越高。另外就是網(wǎng)絡(luò)的hamilton性質(zhì)，如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中存在hamilton路，那么這條hamilton 路就可用于該網(wǎng)絡(luò)中的多點(diǎn)傳送算法，以減少傳統(tǒng)上基于樹的多點(diǎn)傳送算法所帶來的擁賽 (Congestion)和死鎖。迄今為止，已經(jīng)提出了很多種互連網(wǎng)絡(luò)，其中超立方體以其低直徑， 高連通度，對(duì)稱性等許多良好的性質(zhì)已被用作處理器連接的結(jié)構(gòu)。然而，超立方體并非各種性質(zhì)都最優(yōu)的互連網(wǎng)絡(luò)，改變超立方體的某些連接而得到一個(gè)具有最高連通度和更小直徑的互連網(wǎng)絡(luò)是可能的。MSfcm立方體、交叉立方體和Twisted立方體就是由超立方體獲得的這樣的變型，它們都具有與超立方體相同的連通度，而它們的直徑都大約是超立方體的一半，這表明，某些SIMD算法如矩陣乘法、排序等所花費(fèi)的通訊時(shí)間步大約是超立方體的一半。網(wǎng)絡(luò)傳輸性質(zhì)有下述的定理給出Qlri和MQlri之間的一種連接以及由該連接所得到的圖(稱HMn立方體)，則1)對(duì)于1彡η彡3，η維HMn立方體為η維MSfc 立方體Μζ η。2)對(duì)于η彡4，η維HMn-立方體由一個(gè)(η_1)維超立方體Qlri和一個(gè)(η_1)維 MSfc 立方體MQlri按下述方式相互連接而成在Qlri的每個(gè)頂點(diǎn)的最低位左邊添加一個(gè)0并將Qlri記為在MQlri的每個(gè)頂點(diǎn)的最低位左邊添加個(gè)1并將該MQlri記為Mg—lt)若再在0 %的每個(gè)頂點(diǎn)的最低位左邊添加一個(gè)0(或1)，則記為O-K1 (或ι-αυ，顯然有(或；若再在SU的每個(gè)頂點(diǎn)的最低位左邊添加一個(gè)0(或1)，則記為o-au (或I-SU )，顯然有 O-QL (或 1-0:—J Ξ 。對(duì)于X = OX2X3A x G φ:—J和= ly2y3 AynG V^iQll), (x, y) e E (HMn)當(dāng)且僅當(dāng)
若X0=0，則y = IX2X3 Λ xn (2)若 X0 = 1，則y = 1 Λ χ ο于是對(duì)任意的e e E(MQn)，MQn中存在包含兩條標(biāo)準(zhǔn)邊的Hamilton圈使得e含在此圈上；以及對(duì)任何m’v e V(MQ13)，M0丨中存在長(zhǎng)為7的(u，ν)路使得當(dāng)Ciis(MQ13AV) = I時(shí)，此
路上至少有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)邊；當(dāng)dis(M(^3;M,v)> 1時(shí)，至少有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)邊。η維HMn-立方體是一個(gè)具有個(gè)2η個(gè)頂點(diǎn)和Mlri條邊的η_正則圖。D{HMn)< I +2，說明新的立方體若作為通信網(wǎng)絡(luò)連接方式；某些SIMD算法如矩陣乘法、排序等所花費(fèi)的通訊時(shí)間大約是超立方體的一半。；κ (HMn) = λ (HMn) = η，說明新的立方體作為通信網(wǎng)絡(luò)連接方式則其通信性能及容錯(cuò)性能都比較高。如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中任意兩點(diǎn)之間存在Hamilton路，那么也就是說在這樣的 Hamilton路上就可用于該網(wǎng)絡(luò)中的多點(diǎn)傳送算法，以減少傳統(tǒng)上基于樹的多點(diǎn)傳送算法所帶來的擁賽和死鎖?；谏鲜龅睦碚摚景l(fā)明提出了避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法。參考圖1所示，揭示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法的流程圖，該方法包括S10.接收數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，從數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)中提取數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康牡亍ll.計(jì)算至目的地的路由。在一個(gè)實(shí)施例中，該步驟Sll計(jì)算至目的地的路由包括根據(jù)路由表選擇最優(yōu)路徑。S12.按照路由向目的地發(fā)送一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)包，測(cè)試數(shù)據(jù)包具有預(yù)定的字節(jié)數(shù)，記錄發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)包的時(shí)間為開始時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)試數(shù)據(jù)包的大小為不超過1Kb。S13.接收由目的地響應(yīng)于測(cè)試數(shù)據(jù)包而發(fā)送的響應(yīng)消息，記錄接收到響應(yīng)消息的時(shí)間為結(jié)束時(shí)間。S14.根據(jù)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間計(jì)算延遲參數(shù)。S15.如果延遲參數(shù)超過預(yù)定閾值，則不執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值范圍為200毫秒，在另一個(gè)實(shí)施例中，閾值范圍為100毫秒。S16.對(duì)于步驟S15中由于延遲參數(shù)超過預(yù)定閾值而不執(zhí)行的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，將數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)放置到一緩沖隊(duì)列中。S17.周期性地從緩沖隊(duì)列中提取數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，作為新的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)處理，即提取數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)后，回到步驟Sio再重新執(zhí)行該方法。參考圖2所示，揭示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法的流程圖，該方法包括S20.接收數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，從數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)中提取數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康牡亍21.計(jì)算至目的地的路由。在一個(gè)實(shí)施例中，該步驟Sll計(jì)算至目的地的路由包括根據(jù)路由表選擇最優(yōu)路徑。S22.按照路由向目的地發(fā)送一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)包，測(cè)試數(shù)據(jù)包具有預(yù)定的字節(jié)數(shù)，記錄發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)包的時(shí)間為開始時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)試數(shù)據(jù)包的大小為不超過1Kb。
S23.接收由目的地響應(yīng)于測(cè)試數(shù)據(jù)包而發(fā)送的響應(yīng)消息，記錄接收到響應(yīng)消息的時(shí)間為結(jié)束時(shí)間。S24.根據(jù)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間計(jì)算延遲參數(shù)。S25.如果延遲參數(shù)超過預(yù)定閾值，則不執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值范圍為200毫秒，在另一個(gè)實(shí)施例中，閾值范圍為100毫秒。S26.對(duì)于步驟S25中由于延遲參數(shù)超過預(yù)定閾值而不執(zhí)行的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，將數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)放置到一緩沖隊(duì)列中。S27.每一次有新的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)放置到緩沖隊(duì)列中時(shí)，提取當(dāng)前緩沖隊(duì)列中最早放置的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，作為新的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)處理，即提取當(dāng)前緩沖隊(duì)列中最早放置的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)后，回到步驟S20再重新執(zhí)行該方法。本發(fā)明的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法在正式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前首先測(cè)試傳輸路由的傳輸狀況，在傳輸狀況允許的情況下才開始數(shù)據(jù)傳輸，否則不執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。暫時(shí)不執(zhí)行的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)被放置在一個(gè)緩沖對(duì)立中，在合適的時(shí)候執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法，其特征在于，包括接收數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，從數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)中提取數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康牡兀?計(jì)算至所述目的地的路由；按照所述路由，向所述目的地發(fā)送一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)包，所述測(cè)試數(shù)據(jù)包具有預(yù)定的字節(jié)數(shù)，記錄發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)包的時(shí)間為開始時(shí)間；接收由所述目的地響應(yīng)于所述測(cè)試數(shù)據(jù)包而發(fā)送的響應(yīng)消息，記錄接收到所述響應(yīng)消息的時(shí)間為結(jié)束時(shí)間；根據(jù)所述開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間計(jì)算延遲參數(shù)； 如果延遲參數(shù)超過預(yù)定閾值，則不執(zhí)行所述數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。
2.如權(quán)利要求1所述的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法，其特征在于，所述計(jì)算至所述目的地的路由包括根據(jù)路由表選擇最優(yōu)路徑。
3.如權(quán)利要求1所述的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法，其特征在于， 所述測(cè)試數(shù)據(jù)包的大小為不超過1Kb。
4.如權(quán)利要求1所述的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法，其特征在于， 所述閾值范圍為200毫秒。
5.如權(quán)利要求4所述的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法，其特征在于， 所述閾值范圍為100毫秒。
6.如權(quán)利要求1所述的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法，其特征在于，還包括如果延遲參數(shù)超過預(yù)定閾值而不執(zhí)行所述數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)時(shí)，將所述數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)放置到一緩沖隊(duì)列中。
7.如權(quán)利要求6所述的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法，其特征在于，周期性地從緩沖隊(duì)列中提取數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，作為新的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)處理。
8.如權(quán)利要求6所述的避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法，其特征在于，每一次有新的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)放置到緩沖隊(duì)列中時(shí)，提取當(dāng)前緩沖隊(duì)列中最早放置的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，作為新的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)處理。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法，包括接收數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，從數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)中提取數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康牡?；?jì)算至目的地的路由；按照路由，向目的地發(fā)送一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)包，測(cè)試數(shù)據(jù)包具有預(yù)定的字節(jié)數(shù)，記錄發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)包的時(shí)間為開始時(shí)間；接收由目的地響應(yīng)于測(cè)試數(shù)據(jù)包而發(fā)送的響應(yīng)消息，記錄接收到響應(yīng)消息的時(shí)間為結(jié)束時(shí)間；根據(jù)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間計(jì)算延遲參數(shù)；如果延遲參數(shù)超過預(yù)定閾值，則不執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。該方法在正式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前首先測(cè)試傳輸路由的傳輸狀況，在傳輸狀況允許的情況下才開始數(shù)據(jù)傳輸，否則不執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。暫時(shí)不執(zhí)行的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)被放置在一個(gè)緩沖對(duì)立中，在合適的時(shí)候執(zhí)行。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102546365SQ20101060125
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者張修梅 申請(qǐng)人:上海杉達(dá)學(xué)院