CN107438993A - 用于基于tcp通道和原生tcp信息在集束情景中调度分组的方法和*** - Google Patents

用于基于tcp通道和原生tcp信息在集束情景中调度分组的方法和*** Download PDF

Info

Publication number
CN107438993A
CN107438993A CN201680021075.5A CN201680021075A CN107438993A CN 107438993 A CN107438993 A CN 107438993A CN 201680021075 A CN201680021075 A CN 201680021075A CN 107438993 A CN107438993 A CN 107438993A
Authority
CN
China
Prior art keywords
router
packet
binding modules
tcp
tcp channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680021075.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107438993B (zh
Inventor
N·拜尔
A·加扎维
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Telekom AG
Original Assignee
Deutsche Telekom AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Telekom AG filed Critical Deutsche Telekom AG
Publication of CN107438993A publication Critical patent/CN107438993A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107438993B publication Critical patent/CN107438993B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/161—Implementation details of TCP/IP or UDP/IP stack architecture; Specification of modified or new header fields
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2854—Wide area networks, e.g. public data networks
    • H04L12/2856—Access arrangements, e.g. Internet access
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4633—Interconnection of networks using encapsulation techniques, e.g. tunneling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/54—Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56—Packet switching systems
    • H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L12/5602—Bandwidth control in ATM Networks, e.g. leaky bucket
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0852—Delays
    • H04L43/087—Jitter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明提供了用于使用针对传输控制协议(TCP)会话或用户数据报协议(UDP)会话的基于分组的调度进行资源集束的方法和***，其中该***包括被配置成发送和接收数据的用户设备，以及被配置成发送和接收数据的服务器。该***进一步包括被配置成经由TCP通道调度和分发数据分组的第一和第二结合模块以及至少一个传输网络。

Description

用于基于TCP通道和原生TCP信息在集束情景中调度分组的方 法和***
背景技术
本发明涉及用于使用针对传输控制协议(TCP)会话或用户数据报协议(UDP)会话的基于分组的调度进行资源集束的方法和***。
过去，在用于可被大致按以下分组的资源集束的办法中已经投入了太多的努力：会话/应用层、传输层、网络层以及链路层办法。以下，将简要讨论这些分组中的每一者的最重要的示例。
HTTP范围请求是也可被用于执行资源集束的会话/应用层特征。该特征将要下载的内容划分为片，这些片随后在不同的接口上以单独的TCP会话下载。该特征在SamsungGalaxy(三星盖乐世)S5和被称为“Network Booster(网络助推器)”(S.E.公司，“NetworkBooster－for enhanced data performance(网络助推器—用于增强型数据性能)”，Techpaper)内实现。
传输层解决方案的最显著的示例是由互联网工程任务组(IETF)在置评请求(RFC)6824中规定的多路径TCP(MPTCP)(A.Ford,C.Raiciu,M.Handley以及O.Bonaventure,“Tcpextensions for multipath operation with multiple addresses(用于具有多个地址的多路径操作的TCP扩展)”，RFC,no.6824,2013年1月)。MPTCP可被视为是允许同时使用对应用透明的各对等体之间的多个路径的TCP扩展。MPTCP已经被用于类似iPhone的商业产品。例如，Siri服务使用MPTCP来增加可靠性。在iPhone具有蜂窝和Wi-Fi连接的情形中，Siri发起两个会话，一个会话通过Wi-Fi，一个会话通过蜂窝网络。如果连接之一变为不可用或不可靠，则备用连接立即可用。
另一传输层示例是流控制传输协议(SCTP)(R.Stewart等人,“Stream ControlTransmission Protocol(流控制传输协议)”，RFC 2960(提议标准)，互联网工程任务组，2000年10月，被RFC 4960废弃，由RFC 3309更新)。SCTP的优势之一是其多宿主特征，该特征原则上也实现链路的的集束。
原则上，可以说会话/应用层办法以及传输层办法适合于端对端(E2E)情景，因为集束由端设备执行而无需网络的任何特别参与。E2E办法的缺点是引入技术的努力，因为它必须被用户设备以及因特网服务器所支持。
网络层办法是针对网络运营商的优选解决方案，因为它们能在不需要改变端设备的情况下容易地实现。相反，使用代理服务器，这在运营商的控制下并且对于端设备透明地执行集束。
链路层集束称为等同技术的多个信道的集束。示例是在IEEE 802.3ad(WO2009/019528A1)中定义的以太网链路的集束以及例如在Atheros SuperG模式中实现的Wi-Fi信道的集束。在(E.G.Llairo和D.Giustiniano,“Smartap:Practical wlan backhaulaggregation”(Smartap：实际WLAN回程聚合)，在Wireless Days中，IEEE,2013，第1–7页)中提议的SmartAP解决方案使用单无线电多通道可视化来处理无线局域网(WLAN)回程的聚合。这允许与多个邻接入点(AP)连接，即使使用不同的信道。D.Giustiniano,E.Goma,A.Lopez Toledo,I.Dangerfield,J.Morillo和P.Rodriguez，“Fair wlan backhaulaggregation(公正的WLAN回程聚合)”，在移动计算和联网上的第16届年度国际会议上的学报中(ser.MobiCom’10，纽约NY，美国：ACM，2010第269－280页)调查了所描述***中的公正性。
概述
本发明的目的是为了提供具有改善性能的用于针对传输控制协议(TCP)会话或用户数据报协议(UDP)会话的基于分组的调度的方法和***。该目的是用独立权利要求中的特征来达成的。从属权利要求涉及本发明的进一步方面。
本发明提议了优选地适合于网络运营商的通用集束架构。然而，本发明还适合于过顶(OTT)内容情景。与其它办法相反，本发明的办法使用TCP通道来降低***的复杂性并提供较高的集束增益。如同在传统集束解决方案中一样，不需要路径监视器。相反，来自TCP信道的原生信息被用作分组调度器的输入以便决定最高效的分组调度。即，描述了创新的解决方案，该解决方案能够确定针对调度办法的权重以使集束增益最大化。换句话说，TCP通道并且尤其是来自TCP通道的原生信息可被用于估计经由每一通道可用的带宽。该信息用于数据分组至可用通道的高效映射。根据本发明，不同的通道可能经过不同的网络接口，例如Wi-Fi和3GPP，其中经由每个通道的可用带宽可能显著地不同。本发明通过考虑经由每个通道的可用的带宽提供了高效的带宽聚合。
根据本发明的第一方面，提供了用于针对传输控制协议TCP会话或用户数据报协议UDP会话的基于分组的调度的***。该***包括第一结合模块，第一结合模块包括第一调度模块和连接至至少一个传输网络的至少两个访问接口，其中第一结合模块可连接至用户设备，其中经由所述访问接口中的每个访问接口来配置TCP通道，所述TCP通道终接于第二结合模块，并且其中第一调度模块被配置成优选地在因特网上经由TCP通道朝向第二结合模块调度和分发数据分组。该***可进一步单独或结合地包括第二结合模块，第二结合模块包括第二调度模块和连接至至少一个传输网络中的每个传输网络的至少一个访问接口，其中第二结合模块可连接至服务器，并且其中第二调度模块被配置成经由TCP通道朝第一结合模块调度和分发数据分组。
优选的是，在网络层(层3)上分发数据分组。这允许利用标准的TCP协议。因此，可不要求新的TCP协议。
该***可能进一步包括通过有线或无线连接连接至第一结合模块的第一路由器，其中优选地第一路由器被配置成从用户设备接收数据/向用户设备发送数据。
该***可能还包括通过有线或无线连接连接至第二结合模块的第二路由器，其中优选地第二路由器包括网络地址转译模块，其优选地被配置成从服务器接收数据/向服务器发送数据。
第一路由器可以是多宿主的，这意味着第一路由器经由至少两个接口连接至因特网。两个路由器(第一和第二路由器)可属于不同的网络并且经由TCP通道彼此连接。两个路由器之间的TCP通道的数量基于将第一路由器连接至因特网的接口的数量。经由这些接口中的每个接口，使用一个通道。
可认识到，术语“连接”也可意指某个模块是其连接到的相应模块的一部分，即模块可以是内部连接的。例如，第一和/或第二结合模块可以分别是用户设备和/或服务器的内部部件。作为另一示例，第一和/或第二结合模块可以分别是第一和/或第二路由器的内部部件。
优选地，第一和/或第二调度模块被配置成基于来自第一路由器与第二路由器之间的TCP通道的原生信息来获得这些TCP通道的容量。该信息被用于决定针对TCP通道中的每个TCP通道的调度权重。
此外，TCP通道的原生信息可包括以下中的至少一者：拥塞窗口的大小Ccwnd、TCP慢启动阈值Sthresh、经平滑的往返时间TRTT、已经发送的分组数量Pout、已经确收的分组数量Psacked、已经重传的分组数量Pretrans、以及认为丢失的分组数量Plost。替换地或附加地，TCP通道接口的发送方队列大小可被计及为进一步参数。
根据本发明的进一步方面，第一和/或第二调度模块被配置成针对每个通道获得当前从第一路由器行进至第二路由器的分组数量为Pfly＝Pout-Psacked+Pretrans-Plost。
更优选地，第一和/或第二调度模块被配置成获得剩余容量为Cleft＝Ccwnd–Pfly。
更优选地，第一和/或第二调度模块被配置成获得定义区间内的剩余容量的变化ΔCleft。
然而，应理解，参数的以上列表不是详尽的，因为可获得其它参数并将其用于实现本发明的相同效果，这将被本领域技术人员所理解。
根据本发明的进一步方面，第一和/或第二调度模块被配置成使用调度算法来计算针对第一路由器与第二路由器之间的TCP通道的调度权重。
优选地，该调度权重包括在每个通道上发送的分组之比和/或一行中在每个通道上发送的分组数量。
另外，第一和/或第二调度模块可被配置成连续地和/或在时隙中适配调度权重。
优选地，第一和/或第二调度模块可被配置成基于在先前时隙期间收集的参数来适配后续时隙的调度权重。
根据本发明的第二方面，提供了优选地使用如上所述的***的用于针对传输控制协议会话的基于分组的调度的方法。该方法包括下列步骤：(a)连接包括第一调度模块和连接至至少一个传输网络的至少两个访问接口的第一结合模块，其中第一结合模块可连接至用户设备；(b)经由这些访问接口中的每个访问接口来配置TCP通道，该TCP通道终接于第二结合模块；(c)经由TCP通道和至少一个传输网络从第一结合模块朝第二结合模块调度并分发数据分组；和/或(d)连接包括第二调度模块和连接至至少一个传输网络中的每个传输网络的至少一个访问接口的第二结合模块，其中第二结合模块可连接至服务器；以及(e)经由TCP通道从第二结合模块朝第一结合模块调度和分发数据分组。
该方法可进一步包括通过有线或无线连接将第一路由器连接至第一结合模块的步骤，其中优选地第一路由器被配置成从用户设备接收数据/向用户设备发送数据。
该方法还可包括通过有线或无线连接将第二路由器连接至第二结合模块的步骤，其中优选地第二路由器包括网络地址转译模块，其优选地被配置成从服务器接收数据/向服务器发送数据。
再者，清楚的是，连接可意指连接两个单独的设备/模块或它可意指将第一设备/模块内部连接至第二设备/模块，即第二设备/模块可被集成到第一设备/模块中。
优选地，该方法包括基于来自第一路由器与第二路由器之间的至少两个TCP通道的原生信息来获得这些TCP通道中的每个TCP通道的容量的步骤。
另外，调度和分发数据分组可基于调度算法以获得针对第一路由器与第二路由器之间的TCP通道的调度权重。
该调度权重可包括在每个通道上发送的分组之比和/或一行中在每个通道上发送的分组量。
优选地，调度权重被连续地和/或在时隙中适配。
甚至更为优选地，后续时隙的调度权重可基于在先前时隙期间收集的参数。
对于所有本发明的解决方案共同的是在可用链路上调度分组的挑战。集束不同接入网的资源是改善吞吐量和对网络故障的复原性的措施。然而，接入网资源的集束是挑战性的任务，尤其在TCP话务的情形中。具体地，进行接入资源集束时的挑战是：
·第一个挑战来自以下事实：在当今网络中使用的最受欢迎的传输协议是传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)并且这些协议尚未被设计成在多个链路上工作。这些协议假设属于同一会话的分组仅从一个因特网协议(IP)地址接收。然而，如果使用多个访问链路，则每个接口将得到不同的IP地址。为了克服这一问题，已经引入了正代表终端使用的所有访问链路执行网络地址转译(NAT)的附加的盒。
·第二个挑战关于可用链路上的分组调度。首先，可在两种基本类型的调度办法之间进行区分：基于会话的和基于分组的。当执行基于会话的调度时，特定会话的分组将始终在同一链路上发送，尽管会话在可用链路上分发。例如，会话A的分组在链路L1上发送，而会话B的分组在L2上发送。基于会话的分组办法具有若干缺点。例如，单个会话不能从多个可用链路获益。即使在多个会话去往/来自同一终端的情形中，如果不同链路的性能是显著不同的，则集束增益不能保证。本发明关注于基于分组的调度办法，在该调度办法中，在可用链路上分发单个会话的分组。因为不同链路在可用带宽(B)、延迟(D)、延迟抖动(J)和分组损耗(L)方面可具有不同的特性，可能不足以执行在可用链路上等同地分发分组的循环调度。反而，经加权的调度是优选的。尤其对于TCP会话而言，这些权重对端对端性能有显著的影响并且因此优选地仔细确定这些权重。
·最后，当应用基于分组的调度时，对分组进行重新排序的挑战开始起作用。由于不同链路的不同特性并且由于分组可经由完全不同的路由行进通过因特网的事实，分组可以错误次序抵达目的地。取决于应用，这可导致降低的服务质量。
现在参照附图描述一些优选实施例。出于说明目的，阐述了各种具体细节，其并没有脱离如权利要求所述的本发明的范围。
附图的简要介绍
图1解说了根据现有技术的多宿主终端的示例。
图2(a)-(d)解说了本发明的四个优选实施例。
图3解说了根据本发明一个实施例的时隙中的调度权重的适配。
图4解说了根据本发明的一个实施例的一个示例调度算法。
优选实施例的详细描述
原则上，使用至少两个分开的或不同的链路(L1，L2，…Ln)来进行针对所谓多宿主终端10的资源集束，所宿主终端10是连接至因特网11中的服务器12的终端10。图1中示出了示例。
终端10经由多条线路(L1，L2，…Ln)连接至因特网11。当今的终端10通常仅使用线路之一来与因特网11中的服务器12通信。通常，对要使用的接口的选择基于分层策略。例如，智能手机可能相比3GPP接口偏好Wi-Fi接口，而膝上型电脑可能相比Wi-Fi接口偏好以太网接口。结果，终端察觉的最大带宽受限于所选网络接口可用的带宽，即使存在朝以太网11的其它链路。假设有同时使用所有可用接口(N)的可能性，每终端10所察觉的带宽将显著增加。在理想情形中，每终端10的总带宽(BWideal)简单地是由每个接口提供的带宽(BWi)之和。然而，在真实实现中，这稍微有点儿困难并且100％的集束效率(E)几乎是不可能实现的。因此，终端10察觉的带宽(BW)可被如下表示：
以下，提出了用于接入资源集束的架构，其为以上提及的挑战中的一者或多者提供了解决方案。另外，提出了创新的解决方案，其能够确定针对调度办法的权重以使集束增益最大化。首先，描述了所提议的总体架构，其后是基于原生TCP信息的分组的经加权调度的主要挑战的细节。
图2(a)中解说了根据本发明的优选实施例的解决方案的概览。左边的节点(C)表示用户设备100，例如智能手机或膝上型电脑，而右边的设备(S)是因特网(I)107中的服务器108，例如应用服务器。用户设备100和服务器108是标准设备。结合智能被实现为在第一路由器(R1)101和第二路由器(R2)104中对于它们是透明的。第一路由器101是用户设备100朝因特网107的网关(例如，DSL路由器)，并且具有若干访问接口(这里出于解说目的，用两个访问接口L1和L2来解说)。第二路由器104表示网络运营商的一个或多个传输网络103内的路由器。两个路由器101、104经由网络运营商的传输网络(TR)103彼此连接。经由由第一路由器101使用的访问接口L1、L2中的每个访问接口，为访问接口L1、L2中的每个访问接口配置朝第二路由器104的相应TCP通道(tun1和tun2)。
这些通道tun1、tun2的目的是为了在用户设备100与服务器108之间传输数据分组。路由器101、104中的每一者还有相应的调度模块(SC)102、105被实现。应注意，调度模块102、105中的每一者可集成(内部连接)至相应的路由器101、104中以实时访问所有相关信息。然而，调度模块还可被构造成经由有线或无线连接简单地附连(外部连接)至路由器的外部模块。以下，术语“连接”被用于针对内部连接(或集成)和/或外部连接(或附连至)两者。换句话说，尽管图2(a)示出了调度模块102、105分别被集成到第一和第二路由器101、104中，但将这些模块102、105作为单独的设备(未示出)来提供也是可能的。调度模块102、105负责经由不同的通道接口tun1、tun2来调度和分发分组。最后，第二路由器104在朝向因特网107的接口上使用NAT模块106。调度模块102、105中的每一者和相应的接口的组合可被称为相应的结合模块。
图2(b)-(d)解说了根据本发明的进一步替换解决方案。用根据图2(a)的那些附图符号的相应附图符号来标记各组件。
这里，图2(b)示出了替换实施例，其中省略了第一和第二路由器101、104。即，调度模块102、105分别被集成到(连接至)用户设备100和服务器108。在该配置中，第一集束不再在第一路由器101处执行，而直接在用户的用户设备100处执行，用户设备100包括至因特网的若干路径。此外，第二集束不再在第二路由器104处执行，而直接在因特网中的服务器108处执行。
图2(c)和(d)示出了由图2(a)和(b)解说的实施例的进一步变型。具体地，与图2(a)的实施例相比，在图2(c)中，仅省略了第二路由器104，而在图2(d)中，仅省略了第一路由器101。必须理解，第一和第二调度模块102、105可分别集成到用户设备100和服务器108中，或者作为单独的外部设备(未示出)来提供。
与例如在D.Kaspar的“Multipath aggregation of heterogeneous accessnetworks(异构接入网的多路径聚合)”，SIGMultimedia Rec.,第4卷,no.1,第27–28页，2012年3月中提出的已知办法相比，根据图1的实施例的本发明具有两个显著简化。首先，不使用负责对分组进行重新排序的去抖动缓冲器。相反，分组的重新排序留给TCP的原生重新排序算法。即，由用户设备100或因特网服务器108进行重新排序。因此，***从由用户设备100或因特网服务器108进行的重新排序中获益，因为它不要求附加的重新排序模块。与其它解决方案相比，这简化了***。其次，由于在第一路由器101与第二路由器104之间使用TCP通道tun1、tun2的事实，而不要求负责确定链路容量的路径监视器模块。基于来自这些通道tun1、tun2的信息，可估计链路L1、L2的容量。因此，本发明能够提供对以上提及的一个或多个挑战的解决方案。在第二路由器104处执行NAT，这连同使用通道tun1、tun2确保了服务器108独立于已经经由其传送分组的路径始终看到客户端的相同IP地址。服务器108看到的用户设备100的IP地址是第二路由器104的公共IP地址。因此，从服务器108到用户设备100的分组将始终注定去往第二路由器104。使用TCP通道tun1、tun2避免了对路径监视器模块的需要，并且同时提供用于调度处理的所需信息。这里利用以下事实：TCP始终尝试基于拥塞窗口(Ccwnd)的适配来最大化每个通道tun1、tun2上的带宽使用。从TCP通道tun1、tun2可用的信息的示例是：
·在Ccwnd大小方面的链路容量。
·TCP慢启动阈值(Sthresh)
·经平滑的往返时间(TRTT)，它是由TCP确定/计算的RTT。
·已经发送的分组数量Pout。
·已经确收的分组数量Psacked。
·已经重传的分组数量Pretrans。
·被认为丢失的分组数量Plost。
基于这些基本参数，可导出附加参数，例如：
·飞行中的分组(Pfly)，它是由发送方发送但尚未被确收的分组。因此，
这些分组是当前从发送方行进至接收方的分组：
Pfly＝Pout-psacked+Pretrans-Plost
·剩余容量(Cleft)，它简单的是Ccwnd-Pfly并且表示可在不用等待另一确收情况下在链路上发送直至达到其容量的分组数量。
·定义区间内的剩余容量的变化(ΔCleft)。
调度权重(SW)一般以关系例如(A：B：C：D)表示。在具有4个可用链路的以下示例中，第一链路具有A权重，意指在发送下一链路的分组之前在该链路上发送A个分组，在第二链路上发送B个分组，在第三链路上发送C个分组，并且最后在第四链路上发送D个分组。此后，再次调度第一链路等。调度权重(SW)具有两个特性。
·表示在链路之间发送的分组之比的权重比(WR)。例如，在两个链路的情形中，为2的比意指在链路1上发送比链路2多2倍的分组。
·表示一行中在一个链路上发送的分组量的权重高度(WH)。为10的高度意指在链路1上发送一行中的10个分组。
示例：WR＝2，WH＝10SW＝(10:5)。
由于性能原因，可以不连续地但在时隙(例如，时隙n、时隙n+1、时隙n+2)中进行调度权重的适配，如图3中所示。这些时隙的历时是参数(DT)。在时隙(Xn)期间收集的参数集被用作针对下一时隙Xn+1的调度算法(SWn+1＝f(Xn))的输入。即，基于这些参数(在时隙期间收集的参数)以及可任选的输入或配置参数，调度算法计算针对下一时隙等的调度权重。
图4中示出了根据本发明的示例调度算法。其中出于解说目的，两个通道(通道a和通道b)可用。调度算法始于具有休眠DT的步骤S10，即，等待时隙DT。如果要发送分组，则调度算法在步骤S11检查通道a的剩余容量Cleft,a是否等于或大于预定阈值(THR)。如果通道a的剩余容量Cleft,a等于或大于预定阈值，则调度算法将在步骤S12通过通道a发送分组，在该示例中，S12具有调度权重SW(1:0)，并且返回至起始点(步骤S10)并且针对另一时隙重复该规程。这里，SW(1:0)意指经由通道a发送一个分组并且不经由通道b发送分组。即，仅经由通道a发送分组，并且针对该示例，WR是无限的而WH是1。然而，如果通道a的剩余容量Cleft,a不等于或大于预定阈值，则调度算法将在步骤S13确定通道b的剩余容量Cleft,b是否不等于或大于预定阈值(THR)。应领会，针对通道a和通道b的阈值不一定需要相等，而也可以是不同的阈值。
如果通道b的剩余容量Cleft,b等于或大于预定阈值，则调度算法将在步骤S14通过通道b发送分组，在该示例中，S12具有调度权重SW(0:1)，并且返回至起始点(步骤S10)并且针对另一时隙重复该规程。然而，如果通道b的剩余容量Cleft,b不等于或大于预定阈值，则调度算法将确定没有通道具有剩余容量，调度算法将在步骤S15发送分组，在该示例中，S15具有调度权重SW(1:1)，并且在步骤S10返回至起始点并且针对另一时隙重复该规程。
换句话说，通道a是优先通道并在它具有自由容量的情形中，仅在通道a上发送分组。在通道a没有自由容量的情形中，在通道b具有自由容量的情形中在通道b上发送分组。在两个链路都不具有自由容量的情形中，执行循环调度。
即使在网络层办法的上下文内进行了描述，但本领域技术人员将领会，本发明还可应用于其它集束办法，例如，MPTCP。然而，通过使用所描述的网络层办法(层3)，可不要求新的TCP协议。因此，可使用标准的TCP协议。
因为本发明可以若干方式来体现，而不会脱离其范围或必要特性，应该理解，以上描述的实施例并不受前述描述的细节的限制，除非以其它方式指定，而是应该被广泛地理解为在如所附权利要求所定义的范围内，并且因此落在本发明内的所有改变和修改因此旨在由所附权利要求所包括。
此外，在权利要求书中，词语包括摀不排除其它元件或步骤，并且不定冠词一“(a)”或“一个(an)并不排除多个。”单个单元可履行权利要求书中所述的若干特征的功能。特别结合属性或值的术语“基本上”、“大约”、“大致”等还分别确切地定义该属性或确切地定义该值。权利要求中的任何引用符号不应被解释为限制范围。

Claims (18)

1.一种用于针对传输控制协议TCP会话或用户数据报协议UDP会话的基于分组的调度的***，其特征在于，所述***包括：
第一结合模块，包括第一调度模块和连接至至少一个传输网络的至少两个访问接口，其中所述第一结合模块能连接至用户设备，其中经由所述访问接口中的每个访问接口来配置TCP通道，所述TCP通道终接于第二结合模块，并且其中所述第一调度模块被配置成优选地在因特网上经由所述TCP通道朝向所述第二结合模块调度和分发数据分组；和/或
所述第二结合模块包括第二调度模块和连接至所述至少一个传输网络中的每个传输网络的至少一个访问接口，其中所述第二结合模块能连接至服务器，并且其中所述第二调度模块被配置成经由所述TCP通道朝向所述第一结合模块调度和分发数据分组。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，进一步包括通过有线或无线连接连接至所述第一结合模块的第一路由器，其中优选地所述第一路由器被配置成从所述用户设备接收数据/向所述用户设备发送数据。
3.如权利要求1或2所述的***，其特征在于，进一步包括通过有线或无线连接连接至所述第二结合模块的第二路由器，其中优选地所述第二路由器包括网络地址转译模块，所述网络地址转译模块优选地被配置成从所述服务器接收数据/向所述服务器发送数据。
4.如权利要求1到3中任一项所述的***，其特征在于，所述第一和/或第二调度模块被配置成基于来自所述第一路由器与所述第二路由器之间的TCP通道的原生信息来获得所述TCP通道的容量。
5.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述TCP通道的所述原生信息包括以下中的至少一者：拥塞窗口的大小Ccwnd、TCP慢启动阈值Sthresh、经平滑的往返时间TRTT、已经发送的分组数量Pout、已经确收的分组数量Psacked、已经重传的分组数量Pretrans、以及认为丢失的分组数量Plost。
6.如权利要求5所述的***，其特征在于，所述第一和/或第二调度模块被配置成获得当前从所述第一路由器行进至所述第二路由器的分组数量为Pfly＝Pout-Psacked+Pretrans-Plost。
7.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述第一和/或第二调度模块被配置成获得剩余容量为Cleft＝Ccwnd–Pfly。
8.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述第一和/或第二调度模块被配置成获得定义区间内的剩余容量的变化ΔCleft。
9.如权利要求1到8中任一项所述的***，其特征在于，所述第一和/或第二调度模块被配置成使用调度算法来获得针对所述第一路由器与所述第二路由器之间的所述TCP通道的调度权重。
10.如权利要求9所述的***，其特征在于，所述调度权重包括经由所述通道中的每个通道发送的分组量之比和/或一行中在所述通道的每个通道上发送的分组量。
11.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述第一和/或第二调度模块被配置成连续地或在时隙中适配调度权重，其中优选地，所述第一和/或第二调度模块被配置成基于在先前时隙期间收集的参数来适配后续时隙的调度权重。
12.一种优选地使用权利要求1-11中任一项所述的***的用于针对传输控制协议会话的基于分组的调度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(a)连接包括第一调度模块和连接至至少一个传输网络的至少两个访问接口的第一结合模块，其中所述第一结合模块能连接至用户设备；经由所述访问接口中的每个访问接口配置TCP通道，所述TCP通道终接于第二结合模块；
(c)经由所述TCP通道和所述至少一个传输网络从所述第一结合模块朝向所述第二结合模块调度和分发数据分组；和/或
(d)连接包括第二调度模块和到所述至少一个传输网络中的每一传输网络的至少一个访问接口的所述第二结合模块，其中所述第二结合模块能连接至服务器；以及
e)经由所述TCP通道从所述第二结合模块朝向所述第一结合模块调度和分发数据分组。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过有线或无线连接将所述第一路由器连接至所述第一结合模块的步骤，其中优选地所述第一路由器被配置成从所述用户设备接收数据/向所述用户设备发送数据。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过有线或无线连接将所述第二路由器连接至所述第二结合模块的步骤，其中优选地所述第二路由器包括网络地址转译模块，所述网络地址转译模块优选地被配置成从所述服务器接收数据/向所述服务器发送数据。
15.如权利要求12到14中任一项所述方法，其特征在于，所述方法包括基于来自所述第一路由器与所述第二路由器之间的至少两个TCP通道的原生信息来获得所述TCP通道中的每个TCP通道的容量的步骤。
16.如权利要求12到15中任一项所述方法，其特征在于，调度和分发数据分组基于调度算法以获得针对所述第一路由器与所述第二路由器之间的所述TCP通道的调度权重。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述调度权重包括经由所述通道的每个通道发送的分组之比和/或一行中在所述通道的每个通道上发送的分组量。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，连续地或在时隙中适配所述调度权重，其中优选地后续时隙的所述调度权重基于在先前时隙期间收集的参数。
CN201680021075.5A 2015-04-10 2016-04-08 用于资源集束的方法和*** Active CN107438993B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15163169.4 2015-04-10
EP15163169 2015-04-10
PCT/EP2016/057795 WO2016162501A1 (en) 2015-04-10 2016-04-08 Method and system for the scheduling of packets in a bundling scenario based on tcp tunnels and native tcp information

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107438993A true CN107438993A (zh) 2017-12-05
CN107438993B CN107438993B (zh) 2021-08-24

Family

ID=52946348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680021075.5A Active CN107438993B (zh) 2015-04-10 2016-04-08 用于资源集束的方法和***

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10673991B2 (zh)
EP (1) EP3281380B1 (zh)
JP (1) JP6777650B2 (zh)
KR (1) KR102442083B1 (zh)
CN (1) CN107438993B (zh)
ES (1) ES2837224T3 (zh)
WO (1) WO2016162501A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110399578A (zh) * 2018-04-17 2019-11-01 腾讯科技（深圳）有限公司 页面访问方法及装置
CN112262552A (zh) * 2018-06-07 2021-01-22 德国电信股份有限公司 用于使用多径传输控制协议在通信网络上传送传输控制协议分段的通信设备

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10257283B2 (en) * 2016-10-03 2019-04-09 International Business Machines Corporation System, method and computer program product for network function modification
US10805113B2 (en) * 2018-08-07 2020-10-13 Dh2I Company Application transmission control protocol tunneling over the public internet
US11165891B2 (en) * 2018-08-27 2021-11-02 Dh2I Company Highly available transmission control protocol tunnels
US11575757B2 (en) 2019-06-17 2023-02-07 Dh2I Company Cloaked remote client access
EP3840303B1 (de) * 2019-12-17 2023-05-17 Hotsplots GmbH Datenübertragungseinrichtung, datenempfangseinrichtung und sendeverfahren zum übertragen von datenpaketen durch einen tunnel
US11563802B2 (en) 2020-11-06 2023-01-24 Dh2I Company Systems and methods for hierarchical failover groups

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120065867A (ko) * 2010-12-13 2012-06-21 경희대학교 산학협력단 지연-대역폭의 곱이 큰 네트워크를 위한 단대단 에너지 절약 기법을 사용한 다중경로 ｔｃｐ 네트워크
EP2763362A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-06 Thomson Licensing A method for connecting a multi-homed and MPTCP capable client with a regular TCP server
US20140362765A1 (en) * 2013-06-06 2014-12-11 Apple Inc. Multipath TCP Subflow Establishment and Control

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6144639A (en) * 1996-09-03 2000-11-07 Sbc Technology Resources, Inc. Apparatus and method for congestion control in high speed networks
US20020010866A1 (en) 1999-12-16 2002-01-24 Mccullough David J. Method and apparatus for improving peer-to-peer bandwidth between remote networks by combining multiple connections which use arbitrary data paths
US7468947B2 (en) * 2003-03-31 2008-12-23 International Business Machines Corporation Controlling data packet flows by manipulating data packets according to an actual manipulation rate
JP2007243447A (ja) 2006-03-07 2007-09-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> パケット送信制御装置
CN101345695A (zh) * 2007-07-09 2009-01-14 鼎桥通信技术有限公司 一种分组调度方法
EP2023541B1 (en) 2007-08-07 2013-02-13 Nokia Siemens Networks Oy Method, device and communication system to avoid loops in an Ethernet Ring System with an underlying 802.3ad network
CN101686180A (zh) * 2008-09-28 2010-03-31 华为技术有限公司 数据传输方法及网络节点和数据传输***
CN101404622B (zh) * 2008-11-07 2011-03-23 重庆邮电大学 基于多径负载均衡的无线互联网拥塞控制方法及控制器
US9584443B2 (en) * 2014-08-08 2017-02-28 Pismo Labs Technology Limited Methods and systems for transmitting data through an aggregated connection
US8923131B2 (en) * 2010-02-16 2014-12-30 Broadcom Corporation Traffic management in a multi-channel system
US9455897B2 (en) * 2010-04-06 2016-09-27 Qualcomm Incorporated Cooperative bandwidth aggregation using multipath transport
US9106787B1 (en) * 2011-05-09 2015-08-11 Google Inc. Apparatus and method for media transmission bandwidth control using bandwidth estimation
JP6206009B2 (ja) 2013-09-04 2017-10-04 沖電気工業株式会社 パケット通信装置及びシステム
US9954770B2 (en) * 2014-10-07 2018-04-24 At&T Intellectual Property I, L.P. Rerouting tunnel traffic in communication networks

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120065867A (ko) * 2010-12-13 2012-06-21 경희대학교 산학협력단 지연-대역폭의 곱이 큰 네트워크를 위한 단대단 에너지 절약 기법을 사용한 다중경로 ｔｃｐ 네트워크
EP2763362A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-06 Thomson Licensing A method for connecting a multi-homed and MPTCP capable client with a regular TCP server
US20140362765A1 (en) * 2013-06-06 2014-12-11 Apple Inc. Multipath TCP Subflow Establishment and Control

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAMON WISCHIK: "Design, implementation and evaluation of congestion control for multipath TCP", 《PROCEEDINGS OF THE 8TH USENIX CONFERENCE ON NETWORKED SYSTEMS DESIGN AND IMPLEMENTATION》 *
刘垠: "多径TCP传输性能模型与分析", 《中国科技论文在线》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110399578A (zh) * 2018-04-17 2019-11-01 腾讯科技（深圳）有限公司 页面访问方法及装置
CN112262552A (zh) * 2018-06-07 2021-01-22 德国电信股份有限公司 用于使用多径传输控制协议在通信网络上传送传输控制协议分段的通信设备
CN112262552B (zh) * 2018-06-07 2023-03-10 德国电信股份有限公司 用于使用多径传输控制协议在通信网络上传送传输控制协议分段的通信设备

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018511275A (ja) 2018-04-19
EP3281380A1 (en) 2018-02-14
KR102442083B1 (ko) 2022-09-13
US20180077267A1 (en) 2018-03-15
ES2837224T3 (es) 2021-06-29
EP3281380B1 (en) 2020-10-21
WO2016162501A1 (en) 2016-10-13
US10673991B2 (en) 2020-06-02
CN107438993B (zh) 2021-08-24
JP6777650B2 (ja) 2020-10-28
KR20170137088A (ko) 2017-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107438993A (zh) 用于基于tcp通道和原生tcp信息在集束情景中调度分组的方法和***
US8948206B2 (en) Inclusion of quality of service indication in header compression channel
US20230276483A1 (en) Multipath-scheduling-based relay device
Xu et al. CMT-NC: improving the concurrent multipath transfer performance using network coding in wireless networks
CN111699666B (zh) 用于高效多径传输的技术
Munir et al. SIP-based IMS signaling analysis for wimax-3g interworking architectures
CN104982006A (zh) 用于提供软件定义协议栈的***和方法
Evensen et al. A network-layer proxy for bandwidth aggregation and reduction of IP packet reordering
Abdelsalam et al. Analysis of bandwidth aggregation techniques for combined use of satellite and x DSL broadband links
FI112308B (fi) Protokollan käsittelyn jakaminen
Rico et al. A testbed for developing, simulating and experimenting multipath aggregation algorithms
Burakowski et al. Virtualized network infrastructure supporting co-existence of Parallel Internets
EP2817931A1 (en) Sub flow based queueing management
Kamil et al. Performance evaluation of TCP, UDP and DCCP traffic over 4G network
Polishchuk et al. Improving TCP-friendliness and Fairness for mHIP
Niephaus et al. Towards QoS-aware load distribution in heterogeneous networks
Hammar Multipath packet scheduling for 5G systems
Anwar et al. Analysis of packet reordering delay for bandwidth aggregation in heterogeneous wireless networks
Zou et al. Throughput models for SCTP with parallel subflows
Zou et al. Performance evaluation of subflow capable SCTP
Zou et al. SCTP subflows for survivable FCS applications
Jyoti et al. Improving Quality of Service for Voice-Over-IP Using Routing Diversity
Seo et al. Analysis of dynamic congestion control of SCTP
Prior Scalable Network Architectures Supporting Quality of Service
Zabele et al. Fielding mobile IP on joint stars: challenges and solutions enabling IP connectivity via concurrent use of legacy communications links

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant