專利名稱：N次棄頭的被動隊列管理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及N次棄頭的被動隊列管理的方法。
背景技術(shù)：
TCP通過“慢啟動”、“擁塞避免”、“快速重傳”、“快速恢復(fù)” 4個算法設(shè)置不同 的參數(shù)來實現(xiàn)不同TCP擁塞控制，就是和式增加積式減少(AIMD，additive increase multipliCativedeCrease)，TCP根據(jù)擁塞窗口來調(diào)整發(fā)送速度。瓶頸節(jié)點中最常用的隊列 管理策略是“棄尾”(Drop Tail)，即隨著緩沖區(qū)的溢出而丟包，是一種被動隊列管理機制。 “棄尾”的缺陷包括數(shù)據(jù)流的全局同步，死鎖及持續(xù)隊滿造成的突發(fā)數(shù)據(jù)流被扼殺等。主動 隊列管理雖然可以有效地解決“全局同步”問題，但存在參數(shù)設(shè)置敏感，響應(yīng)相對滯后于實 際網(wǎng)絡(luò)狀況的缺陷，其算法比較復(fù)雜。在實際使用中，復(fù)雜的算法給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備帶來很大的開 銷，中間節(jié)點的性能下降，反而加重了網(wǎng)絡(luò)擁塞，所以目前各種主動隊列管理算法并沒有在 網(wǎng)絡(luò)上大量使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是采用N次棄頭的被動隊列管理的方法，避免全局同步和死鎖， 提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，瓶頸節(jié)點隊列滿時，丟棄瓶頸節(jié)點隊列頭部N個 數(shù)據(jù)包，。如果N小于2，則N設(shè)為2。該方法簡單，不會增加瓶頸節(jié)點的計算量。由于是在 瓶頸節(jié)點隊列滿時才丟棄數(shù)據(jù)包，所以是一種被動式隊列管理的方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是當(dāng)瓶頸節(jié)點隊列滿時，從瓶頸節(jié)點隊列頭部丟棄N個數(shù)據(jù)包，N為瓶頸節(jié)點連接的 發(fā)送端數(shù)目的一半，N至少為2。采用丟包N次(N >2)的主要是因為(1)瓶頸節(jié)點隊列 滿時，說明擁塞比較嚴(yán)重，因此只丟棄1個數(shù)據(jù)包是不夠的，如果同時丟棄多個數(shù)據(jù)包，就 能盡快地讓更多的發(fā)送端檢測到網(wǎng)絡(luò)擁塞而減少發(fā)送速度，來減輕擁塞狀況；( 網(wǎng)絡(luò)擁 塞時棄尾隊列管理丟棄后來的所有數(shù)據(jù)包而導(dǎo)致“全局同步”，本發(fā)明方法丟棄中間節(jié)點連 接的發(fā)送端數(shù)目的一半的數(shù)據(jù)包，讓近一半的發(fā)送端檢測到擁塞而降低發(fā)送速度，避免“全 局同步”，不至于瓶頸節(jié)點隊列長度降為0，導(dǎo)致傳輸效率下降；C3)從隊列頭部丟棄數(shù)據(jù)包 能盡早地通知發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)擁塞。瓶頸節(jié)點具體操作步驟如下Q表示瓶頸節(jié)點隊列的最大長度，q表示當(dāng)前瓶頸節(jié)點隊列長度，N為中間節(jié)點所 連接的發(fā)送端數(shù)目的一半，如果N為小數(shù)，則取整；如果N < 2，則N = 2。(1)瓶頸節(jié)點根據(jù)連接的發(fā)送端數(shù)目M,計算N = M/2 ；(2) N 取整；(3)判斷是否N≥2 ；如果是則到第(5)步，如果不是則到第⑷步；(4) N = 2 ；(5)判斷是否有新的數(shù)據(jù)包要進(jìn)入瓶頸節(jié)點隊列，如果否則還是在第(5)步，如果 是則到第(6)步；
(6)判斷是否q彡Q-I，如果是則到第(7)步，如果否則到第(8)步；(7)丟棄瓶頸節(jié)點隊列頭部N個數(shù)據(jù)包；(8)新的數(shù)據(jù)包進(jìn)入到瓶頸節(jié)點隊列，然后轉(zhuǎn)到第(5)步。本發(fā)明方法能避免全局同步和死鎖，改善網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓叫裕岣呔W(wǎng)絡(luò)資源的利 用率。該方法簡單，適合在現(xiàn)有的hternet上使用。


圖1是本發(fā)明方法的流程圖；圖2是本發(fā)明方法進(jìn)行測試的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；圖3是本發(fā)明方法與其它隊列管理比對結(jié)果。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明中Q表示隊列的最大長度，q表示當(dāng)前瓶頸節(jié)點隊列長度，N為中間節(jié)點所 連接的發(fā)送端數(shù)目的一半，如果N為小數(shù)，則取整；如果N < 2，則N = 2。瓶頸節(jié)點對新數(shù) 據(jù)包的處理方法如圖1所示，(1)瓶頸節(jié)點根據(jù)連接的發(fā)送端數(shù)目M,計算N，N = M/2 ；(2) N 取整；(3)判斷是否N彡2 ；如果是則到第(5)步，如果不是則到第⑷步；(4) N = 2 ；(5)判斷是否有新的數(shù)據(jù)包要進(jìn)入瓶頸節(jié)點隊列，如果否則還是在第(5)步，如果 是則到第(6)步；(6)判斷是否q彡Q-1，如果是則到第(7)步，如果否則到第(8)步；(7)丟棄瓶頸節(jié)點隊列頭部N個數(shù)據(jù)包；(8)新的數(shù)據(jù)包進(jìn)入到瓶頸節(jié)點隊列，然后轉(zhuǎn)到第(5)步。圖2是本發(fā)明方法的測試網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，RO為瓶頸節(jié)點，瓶頸鏈路位于節(jié)點RO和節(jié)點 之間，鏈路容量12Mbps，延時15ms，分別采用不同的隊列管理，緩存大小為30packetS ；節(jié)點&均 為持久性FTP業(yè)務(wù)源，他們與節(jié)點RO之間的鏈路容量均為20Mbps，延時15ms，向目標(biāo)節(jié)點Di發(fā) 送數(shù)據(jù)；節(jié)點Di與節(jié)點Rl之間的鏈路容量均為20Mbps，延時15ms ；數(shù)據(jù)包均為1040Byte (包括 40Byte包頭)。接收端Di的窗口設(shè)置足夠大，使得TCP發(fā)送僅受擁塞窗口 Cwnd控制。圖3是本發(fā)明方法圖1實施例與棄尾被動隊列管理、RED主動隊列管理、1次棄頭 被動隊列管理方法在圖2網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行比對，設(shè)置發(fā)送節(jié)點S的個數(shù)分別為2、4、6、8、10、 12，接收節(jié)點D的個數(shù)與發(fā)送節(jié)點相同，統(tǒng)計80s內(nèi)瓶頸鏈路RO到Rl傳輸?shù)挠行О鼈€數(shù)。 本發(fā)明方法的效率要高于棄尾被動隊列管理、RED主動隊列管理和1次棄頭被動隊列管理， 發(fā)送節(jié)點S的個數(shù)為2、4、6、8、10、12時，N的取值分別為2、2、3、4、5、6。特別是在6個發(fā)送 節(jié)點時，本發(fā)明的方法傳輸有效數(shù)據(jù)包比棄尾被動隊列管理、RED主動隊列管理、1次棄頭 被動隊列管理分別高出10. 2%U6. 1%,5. 2%。本發(fā)明方法能有效提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率。本實施例并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在通過閱讀本實施例后做出 的等同變換，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種N次棄頭的被動隊列管理的方法，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，瓶頸節(jié)點隊列滿時，丟棄瓶 頸節(jié)點隊列頭部N個數(shù)據(jù)包，如果N小于2，則N設(shè)為2 ；其特征是，對于瓶頸節(jié)點具體操作 步驟如下Q表示瓶頸節(jié)點隊列的最大長度，q表示當(dāng)前瓶頸節(jié)點隊列長度，N為中間節(jié)點所連接 的發(fā)送端數(shù)目的一半，如果N為小數(shù)，則取整；(1)瓶頸節(jié)點根據(jù)連接的發(fā)送端數(shù)目M，計算N= M/2 ；(2)N取整；(3)判斷是SN> 2 ；如果是則到第(5)步，如果不是則到第(4)步；(4)N = 2 ；(5)判斷是否有新的數(shù)據(jù)包要進(jìn)入瓶頸節(jié)點隊列，如果否則還是在第(5)步，如果是則 到第(6)步；(6)判斷是否q^ Q-1，如果是則到第(7)步，如果否則到第⑶步；(7)丟棄瓶頸節(jié)點隊列頭部N個數(shù)據(jù)包；(8)新的數(shù)據(jù)包進(jìn)入到瓶頸節(jié)點隊列，然后轉(zhuǎn)到第( 步。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種N次棄頭的被動隊列管理的方法，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，瓶頸節(jié)點隊列滿時，丟棄瓶頸節(jié)點隊列頭部N個數(shù)據(jù)包。如果N小于2，則N設(shè)為2。本發(fā)明方法簡單，不會增加瓶頸節(jié)點的計算量，避免全局同步和死鎖，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。
文檔編號H04L12/56GK102082735SQ20111005391
公開日2011年6月1日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者姜文剛, 孫金生, 尚婕, 王執(zhí)銓 申請人:江蘇科技大學(xué)