CN102468941B - 网络丢包处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种网络丢包处理方法及装置，涉及通信领域。本发明的方法包括：当检测到丢包事件时，比较网络的当前拥塞窗口值和缓冲阈值的大小；该缓冲阈值用于表示整个网络的数据承载能力，其由该网络中链路的数据承载能力和该网络中节点缓冲区的数据承载能力相加得到；若该当前拥塞窗口值小于该缓冲阈值，则确定该当前丢包事件不是拥塞丢包引起的，不对该当前拥塞窗口进行退避处理；若该当前拥塞窗口值大于或等于该缓冲阈值，则确定该当前丢包事件是拥塞丢包引起的，对该当前拥塞窗口进行退避处理。通过本发明实施例，可以在高丢包率网络环境中，提高数据传输性能。

Description

网络丢包处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种网络丢包处理方法及装置。

背景技术

最初的TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）数据传输机制是针对有线网络设计的，网络包括TCP发送端（以下简称发送端）和TCP接收端（以下简称接收端），发送端对发出去的每一个数据包都要收到接收端的确认，确认信号为ACK（ACKnowledgement）信号，如果在规定时间内没有收到ACK时，就会重传该数据包；接收端对接收到的每一个数据包都要往发送端发送确认，如果收到失序到达的数据段，会在缓冲区中保存下来，并对中间缺失的数据包发送请求（以重复ACK的方式），用以接收缺失的数据包，接收端会在某一时刻将缓冲区内有序的数据段递交到应用层。

发送端的数据发送速率取决于两个因素，包括：接收端的缓冲区大小和通信网络能提供的带宽。在有线网络的TCP数据传输过程中，假定所有的丢包事件都是由网络拥塞所引起，发送端一旦检测到丢包事件，就会减慢数据包的发送速率，以减少网络的负载，避免拥塞。但是在无线网络环境中，该操作是不可行的，因为无线网络传输链路会发生非网络拥塞引起的随机丢包，即由于无线链路不稳定，数据包传输过程中发生突发差错，以至TCP接收端无法识别，无法对该数据包进行确认，该数据包就“丢失”了，突发差错具有“随机性”，通常称为随机丢包。如果发送端因为检测到随机丢包事件，而盲目地减慢数据发送速率，就会导致TCP传输性能的下降。

目前，发送端使用滑动窗口机制进行速率控制。对应于上述两个因素，发送端管理两个窗口：接收窗口（rcv_wnd）和拥塞窗口（cwnd，Congestion Window），rcv_wnd表征接收端的数据接收能力，cwnd表征所在网络的数据传输能力。现有的技术TCP Veno中为了区分网络中的丢包事件是由网络拥塞引起的，还是由随机丢包引起的，在发送端引入了一个网络带宽利用程度标识N和一个常量参照beta，N的取值为RTTmin*(cwnd/RTTmin-cwnd/RTT)，其中，RTTmin（Minimum Round Trip Time），RTTmin表示由发送端检测到的最小往返时延，其取值为大于0的整数；RTT（Round Trip Time）表示往返时延。当发送端检测到由3个重复ACK标识的丢包事件时，比较N与beta大小，当N小于beta值时，表示当前网络带宽处于未被充分利用状态，发送端认为该次丢包事件是由随机丢包引起的，将ssthresh（Slow Start Thresh，慢启动阈值）退避为cwnd*（4/5）；而当N大于或等于beta值时，表示当前可用网络带宽已经被充分利用，发送端认为该次丢包事件是由网络拥塞造成的，把ssthresh退避为cwnd/2；其中，在TCP拥塞控制中，通过比较拥塞窗口值cwnd和慢启动阈值ssthresh的大小，如果cwnd小于ssthresh则处于慢启动状态，TCP发送端每接收到一个ACK，cwnd值增加1；如果cwnd大于或等于ssthresh，则处于拥塞避免状态，TCP发送端每接收到一个ACK，cwnd值增加1/cwnd，亦即TCP每收到cwnd个ACK，值才增加1。

在实现上述网络丢包处理的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：虽然现有技术对网络中的随机丢包进行了一定的过滤，但是网络带宽充分利用与未充分利用的临界值beta却是一个人工设定的参数，不能准确地判定丢包事件是否为随机丢包引起的，并且识别出随机丢包事件后仍然对拥塞窗口进行了退避处理，使得发送端以一个较低的速率传输数据，因此在高丢包率网络环境中，不能保证数据传输的性能。

发明内容

本发明的实施例提供一种网络丢包处理方法及装置，使得在高丢包率网络环境中，数据传输性能有了极大的提高。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种网络丢包处理方法，包括：

当检测到丢包事件时，比较网络的当前拥塞窗口值和缓冲阈值的大小；所述缓冲阈值用于表示整个网络的数据承载能力，其由所述网络中链路的数据承载能力和所述网络中节点缓冲区的数据承载能力相加得到；

若所述当前拥塞窗口值小于所述缓冲阈值，则确定所述当前丢包事件不是拥塞丢包引起的，不对所述当前拥塞窗口进行退避处理；

若所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值，则确定所述当前丢包事件是拥塞丢包引起的，对所述当前拥塞窗口进行退避处理。

另一方面，本发明的实施例提供一种网络丢包处理装置，包括：

比较单元，用于当检测到丢包事件时，比较网络的当前拥塞窗口值和缓冲阈值的大小；所述缓冲阈值用于表示整个网络的数据承载能力，其由所述网络中链路的数据承载能力和所述网络中节点缓冲区的数据承载能力相加得到；

第一处理单元，用于在所述比较单元确定所述当前拥塞窗口值小于所述缓冲阈值时，确定所述当前丢包事件不是拥塞丢包引起的，不对所述当前拥塞窗口进行退避处理；

第二处理单元，用于在所述比较单元确定所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值时，确定所述当前丢包事件是拥塞丢包引起的，对所述当前拥塞窗口进行退避处理。

与现有技术相比，本发明技术方案中的缓冲阈值是由两部分组成，一部分表示网络中链路的数据承载能力，另一部分表示网络中节点缓冲区的数据承载能力，从而能够准确的确定整个网络的数据承载能力。拥塞丢包往往是因为数据发送端发送的数据，大于了整个网络的数据承载能力，使数据丢失导致；而拥塞窗口值决定了发送端数据传输能力，当所述当前拥塞窗口值小于所述缓冲阈值，则判定丢包事件不是拥塞丢包引起的时，不对所述当前拥塞窗口进行退避处理，使拥塞窗口值维持在一个比较大的值，从而使网络可以获得更好的数据传输性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中网络丢包处理方法流程图；

图2为本发明实施例2中一种网络丢包处理的组成框图；

图3为本发明实施例2中另一种网络丢包处理的组成框图；

图4为本发明实施例2中另一种网络丢包处理的组成框图；

图5为本发明实施例2中另一种网络丢包处理的组成框图；

图6为本发明实施例2中另一种网络丢包处理的组成框图；

图7为本发明实施例中WIFI接入的网络环境下的效果图；

图8为本发明实施例中在3G无线实网中的效果图。

具体实施方式

由于拥塞窗口值反映了发送端数据传输能力，在一定范围内，其值越大，发送端的数据传输性能越强。但是拥塞窗口值也不能太大，如果太大，则会导致网络的拥塞。因此，需要合理地设置拥塞窗口值，从而在不影响网络拥塞的情况下最大限度地提高数据传输性能。本发明实施例基于上述理论，让拥塞窗口值尽量处于一个合适的范围，因此在这个范围内，拥塞窗口值不需要进行退避处理，从而最大限度地提升数据传输性能。

在网络中，拥塞丢包由整个网络的数据承载能力小于数据发送端发送的数据量引起，当整个网络的数据承载能力小于数据发送端发送的数据量时，会使数据因不能畅通的传输，也不能被缓冲而丢失；因此只要数据发送端发送的数据量不超过该整个网络的数据承载能力就不会导致数据因拥塞而丢失；基于上述原理，本发明实施例中将所述缓冲阈值表示整个网络的数据承载能力，其由两部分相加得到，一部分为所述网络中链路的数据承载能力，另一部分为所述网络中节点缓冲区的数据承载能力；这样，可以使得拥塞窗口尽量都在一个合适的范围内（小于缓冲阈值），在这个范围内，都可以认为没有造成拥塞丢包，因此，不需要进行拥塞窗口值退避处理，使数据发送端继续以原来较高的速率传输数据，以提高数据传输的性能；只有超过这个合适的范围（超过缓冲阈值），才认为数据发生了拥塞而导致丢失，从而进行退避处理，以降低数据发送端的传输数据的速率，保证数据的准确传输。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例提供一种网络丢包处理方法，如图1所示，该方法包括：

101、当检测到丢包事件时，比较网络的当前拥塞窗口值和缓冲阈值的大小；若所述当前拥塞窗口值小于所述缓冲阈值，则确定所述当前丢包事件不是拥塞丢包引起的，执行步骤102；若所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值，则确定所述当前丢包事件是拥塞丢包引起的，执行步骤103。

其中，用于所述缓冲阈值表示整个网络的数据承载能力，其由所述网络中链路的数据承载能力和所述网络中节点缓冲区的数据承载能力相加得到。所述网络中链路的数据承载能力，表示所述网络中链路传输数据的能力，例如，其可以用一定时间范围内传输数据包的数量确定，但本发明实施例对此不进行限制，还可以使用本领域中可以表示的方式表示；所述网络中节点缓冲区的数据承载能力，表示所述网络中节点缓冲区可容纳数据的能力，例如，其可以用可容纳数据包的数量确定，但本发明实施例对此不进行限制，还可以使用本领域中可以表示的方式表示。

具体的，该缓冲阈值可以通过如下公式1获取，该公式1为：

$m\_\mathrm{cwnd}=\frac{\mathrm{BWE}*\mathrm{RTT}\min }{\mathrm{MSS}}+\frac{\mathrm{BWE}*\mathrm{ALPHA}}{\mathrm{MSS}}$ （公式1）

其中，m_cwnd表示缓冲阈值，其取值范围为大于0的整数；表示所述网络中链路的数据承载能力，BWE表示网络传输的发送端到接收端链路的传输带宽，其取值为大于0的整数；RTTmin表示发送端检测到的最小往返时延，其单位为毫秒，取值为大于0的整数；MSS表示网络传输使用的最大报文长度，其取值为大于0的整数；表示网络中节点缓冲区的数据承载能力，BWE表示网络传输的发送端到接收端链路的传输带宽，其取值为大于0的整数，ALPHA表示网络中节点缓冲区的数据承载能力的自适应参数，其取值与发送端检测到的最小往返时延和网络的丢包率成正向变化；MSS表示网络传输使用的最大报文长度，其取值为大于0的整数。需要说明的是，上述计算缓冲阈值的公式只是一个实体的实施例，在实际使用中，还可以通过其他的计算方法获取，本发明实施例对此不进行限制。

进一步的，所述ALPHA通过以下的公式2获取，该公式2为：

$\mathrm{ALPHA}=\frac{k*\mathrm{RTT}\min }{\mathrm{LD}}$ （公式2）

其中，k为一个大于1的比例因子；RTTmin为由发送端检测到的最小往返时延，其取值为大于0的整数；LD为丢包间距，其与丢包率成反比，通过平均每接收到多少个包就检测到一次丢包事件中的多少个确定，比如序号为123456的数据包，TCP发送端收到12345的ACK后，检测到6丢失，丢包间距就是5。需要说明的是，上述计算ALPHA值的公式只是一个实体的实施例，在实际使用中，还可以通过其他的计算方法获取，本发明实施例对此不进行限制。

进一步的，所述ALPHA计算，可根据LD的更新并依据上述公式获取，而LD的更新可以采用以下方法获取，该方法包括：

统计预定时间周期内接收到的ACK的数量和丢包事件次数；将所述预定时间周期内接收到的ACK的数量除以所述丢包事件次数，得到所述预定时间周期内的丢包间距。其中，所述统计所述预定时间周期内接收到的ACK的数量和丢包事件次数具体可以包括，发送端将接收到的ACK的数量和丢包事件次数初始化为0，然后在所述预定时间周期内，发送端每接收一个ACK，将ACK_Count加1；发送端每检测到一个丢包事件，将Lost_Count加1。

更进一步的，为了避免计算得到的LD值的波动比较大，在计算得到所述LD后，本发明实施例还可以对所述计算得到的LD进行平滑处理，以使得计算得到的LD值比较平滑，具体可以通过{1/2，1/2}的平滑滤波器对得到所述预定时间周期内的丢包间距进行平滑处理，得到平滑处理后的所述预定时间周期内的丢包间距，{1/2，1/2}表示通过该滤波器的值一半采用旧值，一半采用新值。

具体的，LD可以采用如下公式3获取，该公式3为：

$\mathrm{LD}=\frac{1}{2}({\mathrm{LD}}^{\′}+\frac{\mathrm{ACK}\_\mathrm{Count}}{\mathrm{Lost}\_\mathrm{Count}})$ （公式3）

其中，LD'为丢包间距更新前的值，ACK_Count为预定时间周期内接收到的确认信号ACK的数量，Lost_Count预定时间周期内接收到的丢包事件次数。

其中，根据网络的当前拥塞窗口值和缓冲阈值的大小，确定当前丢包事件是否为拥塞丢包引起的，可以在发送端检测到丢包事件时执行，如发送端接收到三次重复ACK或者重传定时器超时时执行，可以采用以下方法，包括：

比较网络的当前拥塞窗口值和缓冲阈值的大小；若所述当前拥塞窗口值小于所述缓冲阈值，则确定所述当前丢包事件不是拥塞丢包引起的；若所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值，则确定所述当前丢包事件是拥塞丢包引起的。其中，由于拥塞丢包是整个网络的数据承载能力小于数据发送端发送的数据量引起，而拥塞窗口值反映了发送端数据传输能力，所述缓冲阈值表示整个网络的数据承载能力，所以当所述当前拥塞窗口值小于所述缓冲阈值，表示整个网络的数据承载能力大于数据发送端发送的数据量，不会使数据因不能畅通的传输或不能缓冲而丢失，则发送端认为该次丢包事件不是由拥塞丢包引起的；当所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值，表示整个网络的数据承载能力小于或等于数据发送端发送的数据量，会使数据因不能畅通的传输或不能缓冲而丢失，则发送端认为该次丢包事件是由网络拥塞引起的。

102、不对所述当前拥塞窗口进行退避处理。

其中，所述不对所述当前拥塞窗口进行退避处理，即对识别出的非拥塞丢包不作处理，该丢包事件被忽略；具体操作可以为，当发送端接收到三个连续的ACK标识的非拥塞丢包时，在快重传/快恢复过程中，cwnd值维持不变，并且结束快重传/快恢复过程后，cwnd值也维持不变；TCP-THU识别到由重传计时器超时引起的非拥塞丢包时，cwnd值维持发生丢包事件前的cwnd值。

103、对所述当前拥塞窗口进行退避处理。

其中，对所述当前拥塞窗口进行退避处理可以采用现有的技术中的任何一种拥塞窗口退避处理方法，本发明实施例对此不进行限制；例如，TCPW方式实现对所述当前拥塞窗口进行退避处理。

本发明实施例中，缓冲阈值是由两部分组成，一部分表示网络中链路的数据承载能力，另一部分表示网络中节点缓冲区的数据承载能力，从而能够准确的确定整个网络的数据承载能力。拥塞丢包往往是因为数据发送端发送的数据，大于了整个网络的数据承载能力，使数据丢失导致；而拥塞窗口值决定了发送端数据传输能力，当判定丢包事件不是拥塞丢包引起的时，不对所述当前拥塞窗口进行退避处理，使拥塞窗口值维持在一个比较大的值，从而使网络可以获得更好的数据传输性能。

并且，本发明实施例中，所述缓冲阈值通过ALPHA的更新而不断更新，使得对非拥塞丢包的判断更加准确，从而进一步提高了在高丢包率网络环境中，数据传输的性能。

进一步的，在进行网络丢包处理的过程中，当前拥塞窗口值的调整，还可以根据接收端接收到的ACK（ACKnowledgement，网络传输中用于确认的信号）实时调整，因此当接收端接收到一个ACK后，该方法还包括：

当所述当前拥塞窗口值小于所述慢启动阈值（ssthresh）时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加1；

当所述当前拥塞窗口值大于或等于所述慢启动阈值，并且小于所述缓冲阈值时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加max（1，(m_cwnd-cwnd)/2），其中，max（1，(m_cwnd-cwnd)/2）表示1和(m_cwnd-cwnd)/2中较大的一个数，所述m_cwnd为缓冲阈值，所述cwnd当前拥塞窗口值；

当所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加min(1/2，BETA/cwnd)，其中，min(1/2，BETA/cwnd)表示1/2和BETA/cwnd中较小的一个数，所述BETA为一个大于1的自适应参数，其取值与发送端检测到的最小往返时延和网络的丢包率成正向变化关系。

进一步的，所述BETA通过以下的公式4获取，该公式4为：

$\mathrm{BETA}=2^{\frac{s}{\mathrm{LD}}}*\max [1,\left(\frac{\mathrm{RTT}\min }{t}\right)]$ （公式4）

其中，s为一个大于1的比例因子；LD为丢包间距，其与丢包率成反比，通过平均每接收到多少个包就检测到一次丢包事件中的多少个确定，比如序号为123456的数据包，TCP发送端收到12345的ACK后，检测到6丢失，丢包间距就是5；RTTmin为由发送端检测到的最小往返时延；所述t为基准时间，其取值为大于0的整数；表示1和中较大的一个数。需要说明的是，上述计算BETA值的公式只是一个实体的实施例，在实际使用中，还可以通过其他的计算方法获取，本发明实施例对此不进行限制。

另外，需要说明的是，所述计算BETA值的公式中的LD的计算可以参考计算所述ALPHA值中的相应描述，本发明实施例此处将不再赘述。

本发明实施例中，使拥塞窗口值能够根据实时接收到的ACK，实施调整所述拥塞窗口值，使所述拥塞窗口值维持一个比较合理的值，从而使网络可以获得更好的数据传输性能。

实施例2

本发明实施实施例提供一种网络丢包处理装置，该装置可以为独立的设备，也可以集成到发送端，本发明实施例对此不进行限制；如图2所示，该装置包括：比较单元21、第一处理单元22和第二处理单元23。

确定单元21，用于当检测到丢包事件时，比较网络的当前拥塞窗口值和缓冲阈值的大小；所述缓冲阈值用于表示整个网络的数据承载能力。其中，所述缓冲阈值表示整个网络的数据承载能力，其由所述网络中链路的数据承载能力和所述网络中节点缓冲区的数据承载能力相加得到。所述网络中链路的数据承载能力，表示所述网络中链路传输数据的能力，例如，其可以用一定时间范围内传输数据包的数量确定，但本发明实施例对此不进行限制，还可以使用本领域中可以表示的方式表示；所述网络中节点缓冲区的数据承载能力，表示所述网络中节点缓冲区可容纳数据的能力，例如，其可以用可容纳数据包的数量确定，但本发明实施例对此不进行限制，还可以使用本领域中可以表示的方式表示。

第一处理单元22，用于在所述比较单元21确定所述当前拥塞窗口值小于所述缓冲阈值时，确定所述当前丢包事件不是拥塞丢包引起的时，不对所述当前拥塞窗口进行退避处理；其中，所述第一处理单元22不对所述当前拥塞窗口进行退避处理，即对识别出的非拥塞丢包不作处理，该丢包事件被忽略；具体操作可以为，当发送端接收到三个连续的ACK标识的非拥塞丢包时，在快重传/快恢复过程中，cwnd值维持不变，并且结束快重传/快恢复过程后，cwnd值也维持不变；TCP-THU识别到由重传计时器超时引起的非拥塞丢包时，cwnd值维持发生丢包事件前的cwnd值。

第二处理单元23，用于在所述比较单元确定所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值时，确定所述当前丢包事件是拥塞丢包引起的时，对所述当前拥塞窗口进行退避处理。其中，所述第二处理单元23对所述当前拥塞窗口进行退避处理可以采用现有的技术中的任何一种拥塞窗口退避处理方法，本发明实施例对此不进行限制；例如，TCPW方式实现对所述当前拥塞窗口进行退避处理。

需要说明的是，上述确定单元、第一处理单元以及第二处理单元以及本发明实施例中其他的单元都是对本发明实施例在逻辑功能上进行的单元划分，其相互之间并无严格的界限，例如，也可以只包括确定单元或一个处理单元，该处理单元根据确定单元的判断结果选择是否进行退避处理。这些单元可以用各种通过的处理器（如CPU、DSP等）或专用的硬件处理电路（如ASIC）实现，在此并不限定。

其中，这里需要说明的是，由于拥塞丢包是整个网络的数据承载能力小于数据发送端发送的数据量引起，而拥塞窗口值反映了发送端数据传输能力，所述缓冲阈值表示整个网络的数据承载能力，所以当所述当前拥塞窗口值小于所述缓冲阈值，表示整个网络的数据承载能力大于数据发送端发送的数据量，不会使数据因不能畅通的传输或不能缓冲而丢失，则发送端认为该次丢包事件不是由拥塞丢包引起的；当所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值，表示整个网络的数据承载能力小于或等于数据发送端发送的数据量，会使数据因不能畅通的传输或不能缓冲而丢失，则发送端认为该次丢包事件是由网络拥塞引起的。

进一步的，如图3所示，该装置还包括第一计算单元24。

所述第一计算单元24，用于通过如下公式1计算获取该缓冲阈值，该公式1为：

$m\_\mathrm{cwnd}=\frac{\mathrm{BWE}*\mathrm{RTT}\min }{\mathrm{MSS}}+\frac{\mathrm{BWE}*\mathrm{ALPHA}}{\mathrm{MSS}}$ （公式1）

其中，m_cwnd表示缓冲阈值，其取值范围为大于0的整数；表示所述网络中链路的数据承载能力，BWE表示网络传输的发送端到接收端链路的传输带宽，其取值为大于0的整数；RTTmin表示发送端检测到的最小往返时延，其单位为毫秒，取值为大于0的整数；MSS表示网络传输使用的最大报文长度，其取值为大于0的整数；表示网络中节点缓冲区的数据承载能力，BWE表示网络传输的发送端到接收端链路的传输带宽，其取值为大于0的整数，ALPHA表示网络中节点缓冲区的数据承载能力的自适应参数，其取值与发送端检测到的最小往返时延和网络的丢包率成正向变化；MSS表示网络传输使用的最大报文长度，其取值为大于0的整数。需要说明的是，上述计算缓冲阈值的公式只是一个实体的实施例，在实际使用中，还可以通过其他的计算方法获取，本发明实施例对此不进行限制。

本发明实施例中，缓冲阈值是由两部分组成，一部分表示网络中链路的数据承载能力，另一部分表示网络中节点缓冲区的数据承载能力，从而能够准确的确定整个网络的数据承载能力。拥塞丢包往往是因为数据发送端发送的数据，大于了整个网络的数据承载能力，使数据丢失导致；而拥塞窗口值决定了发送端数据传输能力，当判定丢包事件不是拥塞丢包引起的时，不对所述当前拥塞窗口进行退避处理，使拥塞窗口值维持在一个比较大的值，从而使网络可以获得更好的数据传输性能。

进一步的，在进行网络丢包处理的过程中，当前拥塞窗口值的调整，还可以根据接收端接收到的ACK；具体的如图4所示，该装置还包括：第三处理单元25。

第三处理单元25，用于在接收到一个ACK后，当所述当前拥塞窗口值小于所述慢启动阈值（ssthresh）时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加1；或者

所述第三处理单元25还用于，当所述当前拥塞窗口值大于或等于所述慢启动阈值，并且小于所述缓冲阈值时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加max（1，(m_cwnd-cwnd)/2），其中，max（1，(m_cwnd-cwnd)/2）表示1和(m_cwnd-cwnd)/2中较大的一个数，所述m_cwnd为缓冲阈值，所述cwnd当前拥塞窗口值；或者

第三处理单元25还用于，当所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加min(1/2，BETA/cwnd)，其中，min(1/2，BETA/cwnd)表示1/2和BETA/cwnd中较小的一个数，其中，所述BETA为一个大于1的自适应参数，其取值与发送端检测到的最小往返时延和网络的丢包率成正向变化关系。

本发明实施例中，使拥塞窗口值能够根据实时接收到的ACK，实施调整所述拥塞窗口值，使所述拥塞窗口值维持一个比较合理的值，从而使网络可以获得更好的数据传输性能。

这里需要说明的是，关于所述ALPHA值和所述BETA值的计算，可以根据LD计算获取，具体的可以参考实施例1中的相应公式的描述，当计算所述ALPHA值和所述BETA值时，如图5所示，该装置还包括：统计单元26、第二计算单元27和第三计算单元28。

统计单元26，用于统计预定时间周期内接收到的确认信号ACK的数量和丢包事件次数;关于所述统计单元26统计预定时间周期内接收到的确认信号ACK的数量和丢包事件次数的具体描述，可以参考实施例1中的相应描述。

第二计算单元27，用于将所述统计单元26得到在所述预定时间周期内接收到的ACK的数量除以所述丢包事件次数，得到所述预定时间周期内的丢包间距。

第三计算单元28，用于根据所述第二计算单元27得到在所述预定时间周期内的丢包间距，计算所述ALPHA的值和BETA的值。其中，关于所述第三计算单元28根据所述第二计算单元27得到在所述预定时间周期内的丢包间距，计算所述ALPHA的值和BETA的值，可以参考实施例1中公式2和公式4的相应描述。

更进一步的，为了避免计算得到的LD值的波动比较大，在计算得到所述LD后，本发明实施例还可以对所述计算得到的LD进行平滑处理，以使得计算得到的LD值比较平滑，如图6所述，该装置还包括：平滑处理单元29。

平滑处理单元29，用于在所述第二计算单元27得到所述预定时间周期内的丢包间距之后，通过{1/2，1/2}的平滑滤波器对得到所述预定时间周期内的丢包间距进行平滑处理，得到平滑处理后的所述预定时间周期内的丢包间距；其中，{1/2，1/2}表示通过该滤波器的值一半采用旧值，一半采用新值；所述平滑处理单元29通过{1/2，1/2}的平滑滤波器对得到所述预定时间周期内的丢包间距进行平滑处理，得到平滑处理后的所述预定时间周期内的丢包间距，可以参考实施例1中的公式3的相应描述。

所述第三计算单元28还用于，根据所述平滑处理单元29平滑处理后的所述预定时间周期内的丢包间距，计算所述ALPHA的值和BETA的值。

为了充分展示本发明实施例的效果，在实施本发明实施例时，具体以服务器-客户端模式建立TCP端到端数据连接，进行了实网测试，具体通过比较一段时间内的TCP平均吞吐率以及TCP吞吐率随时间变化趋势，展示本发明实施例带来的数据传输性能和现有技术中TCP数据传输的性能比较。具体的以现有技术中的TCP Cubic/TCP Reno/TCP Westwood进行比较。

其中，所述TCP Cubic是针对长往返时延网络提出的TCP算法，它在TCPReno的“拥塞避免”阶段中引入了一种“折半搜索”机制，使得TCP可以更快地增长到网络带宽平衡点。TCP Cubic引入一个变量作为折半增长的上限值，记为Wmax。Wmax初始化为0，并在每次发送端检测到丢包事件时更新Wmax的值，如果当前cwnd小于Wmax，令Wmax=cwnd*(2-beta)/2，其中beta是乘性窗口退减因子；如果cwnd大于等于Wmax，则令Wmax=cwnd。如前所述，传统的TCPReno在“拥塞避免”阶段，发送端每接收到一个ACK，cwnd值增加1/cwnd；在TCP Cubic中，发送端每接收到一个ACK，并且满足Wmax>cwnd条件时，则令cwnd值增加bic_inc/cwnd，其中bic_inc=(Wmax-cwnd)/2。

其中，所述TCP Reno使用cwnd-ssthresh拥塞控制框架实现对拥塞窗口的管理。当cwnd<ssthresh时，表示TCP处于“慢启动”状态，发送端每接收到一个ACK，cwnd值加1；当cwnd>=ssthresh时，每接收到一个ACK，cwnd值增加1/cwnd。TCP Reno把ssthresh和cwnd分别初始化为无穷大和1；当发送端连续接收到3个重复的ACK时，就会令ssthresh=cwnd/2，cwnd=ssthresh+3；当发送端检测到重传计时器超时信号时，则令ssthresh=cwnd/2，cwnd=1。

其中，所述TCP Westwood在TCP Reno的基础上提出了一种带宽估计机制，计算当前网络的带宽估计BWE以及RTTmin。如前所述，TCP Reno发送端检测到丢包事件时，会令“慢启动”阈值ssthresh退避为cwnd/2；而TCPW发送端检测到丢包事件时，则令“慢启动”阈值ssthresh退避为BWE*RTTmin/MSS（该值通常情况下大于cwnd/2）。但除此之外，TCPW保留了TCP Reno其它所有的拥塞控制方式。

第一，以WIFI接入的网络环境为例，如图7所示，从平均吞吐率比较柱状图及吞吐率时间变化曲线图中可以看出，本发明实施例提供的技术方案性能最好，Cubic次之，并且本发明实施例提供的技术方案的性能与Cubic相比，提高了100%+。

第二，以电信CDMA200上网可接入的网络环境为例，电信CDMA20003G上网卡有两种工作模式，一种是3G模式，标称带宽为3Mbps，另一种是1X模式（俗称2G模式），标称带宽为152kbps。

如图8所述，从平均吞吐率比较柱状图及吞吐率时间变化曲线图中可以看出，在3G无线实网中，本发明实施例提供的技术方案与性能次之的Cubic相比，性能增益达到300%+。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种网络丢包处理方法，其特征在于，包括：

当检测到丢包事件时，比较网络的当前拥塞窗口值和缓冲阈值的大小；所述缓冲阈值用于表示整个网络的数据承载能力，其由所述网络中链路的数据承载能力和所述网络中节点缓冲区的数据承载能力相加得到；

若所述当前拥塞窗口值小于所述缓冲阈值，则确定所述当前丢包事件不是拥塞丢包引起的，不对所述当前拥塞窗口进行退避处理；

若所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值，则确定所述当前丢包事件是拥塞丢包引起的，对所述当前拥塞窗口进行退避处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓冲阈值通过如下公式获取，该公式为：

$m\_\mathrm{cwnd}=\frac{\mathrm{BWE}*\mathrm{RTT}\min }{\mathrm{MSS}}+\frac{\mathrm{BWE}*\mathrm{ALPHA}}{\mathrm{MSS}},$ 其中，

m_cwnd表示缓冲阈值，其取值范围为大于0的整数；

表示所述网络中链路的数据承载能力，BWE表示网络传输的发送端到接收端链路的传输带宽，其取值为大于0的整数，RTTmin表示发送端检测到的最小往返时延，其取值为大于0的整数，MSS表示网络传输使用的最大报文长度，其取值为大于0的整数；

表示网络中节点缓冲区的数据承载能力，BWE表示网络传输的发送端到接收端链路的传输带宽，其取值为大于0的整数，ALPHA表示网络中节点缓冲区的数据承载能力的自适应参数，其取值与发送端检测到的最小往返时延和网络的丢包率成正向变化；MSS表示网络传输使用的最大报文长度，其取值为大于0的整数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ALPHA通过以下的公式获取，该公式为：

$\mathrm{ALPHA}=\frac{k*\mathrm{RTT}\min }{\mathrm{LD}},$ 其中，

k为一个大于1的比例因子；RTTmin为由发送端检测到的最小往返时延，其取值为大于0的整数；LD为丢包间距，其与丢包率成反比，通过平均每接收到多少个包就检测到一次丢包事件中的多少个确定。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当收到一个网络传输中用于确认的信号ACK后，当所述当前拥塞窗口值小于慢启动阈值ssthresh时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加1；

当所述当前拥塞窗口值大于或等于所述慢启动阈值，并且小于所述缓冲阈值时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加max（1，(m_cwnd-cwnd)/2），其中，max（1，(m_cwnd-cwnd)/2）表示1和(m_cwnd-cwnd)/2中较大的一个数，所述m_cwnd为缓冲阈值，所述cwnd当前拥塞窗口值；

当所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加min(1/2，BETA/cwnd)，其中，min(1/2，BETA/cwnd)表示1/2和BETA/cwnd中较小的一个数，其中，所述BETA为一个大于1的自适应参数，其取值与发送端检测到的最小往返时延和网络的丢包率成正向变化关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述BETA通过以下的公式获取，该公式为：

$\mathrm{BETA}=2^{\frac{s}{\mathrm{LD}}}*\max [1,\left(\frac{\mathrm{RTT}\min }{t}\right)],$ 其中

s为一个大于1的比例因子；LD为丢包间距，其与丢包率成反比，通过平均每接收到多少个包就检测到一次丢包事件中的多少个确定；RTTmin为由发送端检测到的最小往返时延，其取值为大于0的整数；所述t为基准时间，其取值为大于0的整数；表示1和中较大的一个数。

6.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，还包括：

统计预定时间周期内接收到的确认信号ACK的数量和丢包事件次数;

将所述预定时间周期内接收到的ACK的数量除以所述丢包事件次数，得到所述预定时间周期内的丢包间距；

根据所述预定时间周期内的丢包间距，计算所述ALPHA的值和BETA的值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在得到所述预定时间周期内的丢包间距之后，该方法还包括：

通过{1/2，1/2}的平滑滤波器对得到所述预定时间周期内的丢包间距进行平滑处理，得到平滑处理后的所述预定时间周期内的丢包间距；{1/2，1/2}表示通过该滤波器的值一半采用旧值，一半采用新值；

所述根据所述预定时间周期内的丢包间距，计算所述ALPHA的值和BETA的值为：根据所述平滑处理后的所述预定时间周期内的丢包间距，计算所述ALPHA的值和BETA的值。

8.一种网络丢包处理装置，其特征在于，包括：

比较单元，用于当检测到丢包事件时，比较网络的当前拥塞窗口值和缓冲阈值的大小；所述缓冲阈值用于表示整个网络的数据承载能力，其由所述网络中链路的数据承载能力和所述网络中节点缓冲区的数据承载能力相加得到；

第一处理单元，用于在所述比较单元确定所述当前拥塞窗口值小于所述缓冲阈值时，确定所述当前丢包事件不是拥塞丢包引起的，不对所述当前拥塞窗口进行退避处理；

第二处理单元，用于在所述比较单元确定所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值时，确定所述当前丢包事件是拥塞丢包引起的，对所述当前拥塞窗口进行退避处理。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括；

第一计算单元，用于通过如下公式极端获取所述缓冲阈值，该公式为：

$m\_\mathrm{cwnd}=\frac{\mathrm{BWE}*\mathrm{RTT}\min }{\mathrm{MSS}}+\frac{\mathrm{BWE}*\mathrm{ALPHA}}{\mathrm{MSS}},$ 其中，

m_cwnd表示缓冲阈值，其取值范围为大于0的整数；

表示所述网络中链路的数据承载能力，BWE表示网络传输的发送端到接收端链路的传输带宽，其取值为大于0的整数，RTTmin表示发送端检测到的最小往返时延，其取值为大于0的整数，MSS表示网络传输使用的最大报文长度，其取值为大于0的整数；

表示网络中节点缓冲区的数据承载能力，BWE表示网络传输的发送端到接收端链路的传输带宽，其取值为大于0的整数，ALPHA表示网络中节点缓冲区的数据承载能力的自适应参数，其取值与发送端检测到的最小往返时延和网络的丢包率成正向变化；MSS表示网络传输使用的最大报文长度，其取值为大于0的整数。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

第三处理单元，用于在收到一个网络传输中用于确认的信号ACK后，当所述当前拥塞窗口值小于慢启动阈值ssthresh时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加1；或者

所述第三处理单元还用于，当所述当前拥塞窗口值大于或等于所述慢启动阈值，并且小于所述缓冲阈值时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加max（1，(m_cwnd-cwnd)/2），其中，max（1，(m_cwnd-cwnd)/2）表示1和(m_cwnd-cwnd)/2中较大的一个数，所述m_cwnd为缓冲阈值，所述cwnd当前拥塞窗口值；或者

所述第三处理单元还用于，当所述当前拥塞窗口值大于或等于所述缓冲阈值时，发送端每接收到一个ACK，将所述当前拥塞窗口值加min(1/2，BETA/cwnd)，其中，min(1/2，BETA/cwnd)表示1/2和BETA/cwnd中较小的一个数，其中，所述BETA为一个大于1的自适应参数，其取值与发送端检测到的最小往返时延和网络的丢包率成正向变化关系。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，还包括：

统计单元，用于统计预定时间周期内接收到的确认信号ACK的数量和丢包事件次数;

第二计算单元，用于将所述统计单元得到在所述预定时间周期内接收到的ACK的数量除以所述丢包事件次数，得到所述预定时间周期内的丢包间距；

第三计算单元，用于根据所述第二计算单元得到在所述预定时间周期内的丢包间距，计算所述ALPHA的值和BETA的值。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括：

平滑处理单元，用于在所述第二计算单元得到所述预定时间周期内的丢包间距之后，通过{1/2，1/2}的平滑滤波器对得到所述预定时间周期内的丢包间距进行平滑处理，得到平滑处理后的所述预定时间周期内的丢包间距；{1/2，1/2}表示通过该滤波器的值一半采用旧值，一半采用新值；

所述第三计算单元还用于，根据所述平滑处理后的所述预定时间周期内的丢包间距，计算所述ALPHA的值和BETA的值。