[发明专利]一种传输时延最小化的中继多路径流量分配方法

说明书

本发明公开了一种传输时延最小化的中继多路径流量分配方法。传统流量分配方法直接对网络子流进行端到端流量分配，会引起传输时延性能下降。本发明方法在路径非独立情况下，根据汇聚节点拆分路径，进行中继多路径流量分配。该方法首先进行信息收集、路径拆分，然后进行网络路径建模、质量评估，传输流量分配计算路径的排队时延，求解时延最小的流量分配，耦合流量分配结果，使数据分组到达目的节点的平均传输时延最小化。本发明方法从提升直播时延性能角度出发，考虑多路径传输中存在汇聚节点的情况，实时监测链路信息，进行中继多路径流量分配以获得最小传输时延，避免了传统流量分配方法中子流竞争共享链路资源所造成的传输性能下降。

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，具体涉及一种传输时延最小化的中继多路径流量分配方法。

背景技术

随着网络技术的发展和各种新媒体、自媒体的不断涌现，视频流媒体行业取得了长足的发展，行业对直播延迟和交互性的要求越来越高。互动直播技术已经是直播行业的标准配置。通常情况下，延迟低于800毫秒才能够在直播中做一些比较高频的互动，比如谈话节目和直播连线。若提升到400毫秒，则能够有足够的余量以抵抗网络波动，实现互动直播。因此，如何更好地提升网络延迟性能，成为实时视频应用保证用户交互体验质量、跻身行业领先水平的关键因素。

随着多接入技术的发展，终端设备通常具备多种不同的网络接口，支持不同的接入技术。在带宽充足条件下，采用单一网络接入不利于资源利用，手动切换接入方式将引起服务瞬时的中断。为解决这些问题，关于多路径传输技术(Concurrent MultipathTransmission,CMT)受到广泛关注。

多路径传输技术应用过程中通常采用分割/聚合的传输模式，当有汇聚节点存在时，源节点到目的节点的端到端路径并不独立，不同路径可能共享某些链路资源，存在竞争关系。现有流量分配方法通常只对端到端流量分配进行建模分析，通过流量分配使不同路径的时延差最小化，减少数据分组的延时抖动，缓解乱序问题；根据子流状况动态调整分配到子流的流量，实现吞吐量的最大化；对传输过程中的用户体验质量建模评估，通过流量分配优化用户体验质量。

然而，在对非独立路径进行流量分配时，已分配流量会对共享链路上其他子流的传输造成影响，按原有方式进行流量分配会引起传输性能下降。因此，如何更好地在路径非独立情况下，对多路径传输进行合理的流量分配以获得最小的平均传输时延具有重要意义。本发明考虑多路径传输存在汇聚节点的情况，根据汇聚节点拆分路径，进行中继多路径流量分配，使数据分组到达目的节点的平均传输时延最小化。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种传输时延最小化的中继多路径流量分配方法。

本发明方法在路径非独立情况下，根据汇聚节点拆分路径，进行中继多路径流量分配，使数据分组到达目的节点的平均传输时延最小化，具体步骤如下：

步骤1.信息收集：

监测网络流量，收集并估计链路信息；根据收集到的链路信息，生成从源节点经过汇聚节点到目的节点的路径集合；

把网络看作有向图G＝(V,E)，其中表示节点的集合，E＝{e_ij}，表示节点间链路的集合；s表示源节点，d表示目的节点，n_ij表示第i条路径上第j个网络节点,N表示一般网络节点的集合，e_ij表示第i条路径上第j条网络链路；源节点s和目的节点d之间的简单无循环可用路径集合为P，P＝{P₁,P₂,...,P_K}，K为路径数。

步骤2.路径拆分：