[发明专利]用于分割传输控制协议流控制管理的方法和数据处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及TCP连接管理，更具体地说，涉及蜂窝宽带网络中的TCP连接管理。

背景技术

TCP是调节基于网际协议（IP）的网络中的两个联网端点之间的分组流的传输协议。TCP旨在使两个联网端点可以调节它们之间的分组流，并且可以根据网络中的同期阻塞调整分组流而不涉及中间网络节点。因此，TCP已证明非常适合于各种网络和链路特征。但是，TCP也有自身的缺点。具体而言，在特定网络条件下，TCP流控制可导致整体分组吞吐量远未达到最佳水平。对于网络的无线链路而言，情况尤其如此，其中由于网络的无线部分较差的无线传播特征，链路可能发生严重且相关的分组丢失。

现有解决TCP流控制次优性的方法分为三类：（a）链路层协议，这些协议使用包括转发错误校正和分组重传的各种技术防止传输层发生分组丢失现象，（b）分割TCP协议（split TCP protocol），其中整个端到端连接被分为两部分：一部分用于无线段，另一部分用于有线段（假设无线段在网络的一端）；以及（c）端到端协议，这些协议修改TCP，以使修改后的传输协议专门适应无线链路的特征。

这三种极为不同的解决方案类型的出现是因为在不同网络中遇到不同的特征。这三种解决方案中的每一种都具有公知的缺点。例如，链路层协议可防止传输层发生分组丢失现象，但代价是需要较长的往返时间。因此，它可能在实际链路条件状况方面误导传输层。在此方面，即使链路层已经重新传输了丢失的分组，但是由于重复确认，传输层可能无谓地重新传输丢失的分组。同样，分割TCP协议分割端到端语义，并且不会在用户的移动导致分割TCP代理移出网络分组流时无声地失效。最后，端到端协议需要更改两个端点的TCP堆栈，并且单个端到端协议无法始终有效地处理在混合无线网络中遇到的各种联网状况。

要指出的是，分割TCP协议一般用于解决具有较长往返时间的TCP问题。典型的系统例如使用分割TCP改善卫星链路上的TCP性能。分割TCP通过将端到端连接分为多个连接并使用不同的参数跨不同的段（leg）传输数据来工作。端系统使用标准的未修改TCP，并且无需了解其中间是否存在代理。而是，分割TCP拦截来自端系统的TCP连接并终止它们。这允许端系统在未修改的情况下运行，并且可以克服端系统上针对卫星通信设置得太低的TCP窗口大小的某些问题。即使这样，分割TCP在无线环境中仍有具有一些缺点。分割TCP协议在无线环境中的主要缺点是：（a）不遵循端到端语义；（b）很难在基站或无线接入点之间切换（需要传输TCP状态）；（c）需要基站中的更改；以及（d）无线跃点可能需要新的传输协议来实现最佳性能。

发明内容

本发明的实施例解决了本领域中有关TCP流控制管理的缺陷并提供了新颖且非显而易见的方法、系统和计算机程序产品来实现蜂窝宽带或其它无线网络中的分割TCP流控制管理。在本发明的一个实施例中，提供一种用于蜂窝宽带网络中的分割TCP流控制管理的方法。所述方法包括首先确定作为蜂窝宽带网络的基站中的数据流的一部分接收的分组的上下文，然后选择端到端TCP连接或分割TCP连接以支持所述数据流。之后，使用所选择的连接来路由所述数据流。

在所述实施例的一方面，如果根据所接收的第一分组不能确定上下文，则系统将自动选择端到端TCP连接，同时继续监视和缓冲所有入站分组，直到（a）识别到将从分割TCP连接中获益的新上下文并且选择分割TCP连接，或者（b）识别到的新上下文不能从分割TCP连接中获益，所有缓冲的分组被丢弃并且端到端TCP连接继续。

在所述实施例的一方面，使用深度分组检查确定所述上下文。在所述实施例的另一方面，在深度分组检查之前，初始使用浅度分组检查确定所述上下文，如果使用浅度分组检查确定所述上下文，则可以避免深度分组检查。但是，如果浅度分组检查无法确定所述上下文，则随后可以使用多个顺序分组的深度分组检查确定所述数据流的上下文。通过这种方式，借助识别网络流的上下文，可以避免分割TCP连接的不期望的副作用。例如，当网络流的上下文要求遵循端到端语义时，可以选择端到端TCP连接，但是，当可使用分割TCP协议实现优化并且不需要端到端语义时，可以通过分割TCP代理使用分割TCP连接。

在所述实施例的一方面，如果发生上下文切换，要求系统在初始选择端到端连接的情况下，根据深度分组检查选择分割TCP连接，则通过在TCP堆栈中创建两个与网络中的端到端流同步的项来启动分割TCP连接。