[发明专利]一种适用于多路径传输的连接管理与控制方法

摘要

一种适用于多路径传输的连接管理与控制方法，其创新技术关键是将子流的状态分解为在用INUSE和备用STANDBY两种，首先在通信双方的所有IP地址对之间建立子流，并将全部子流的状态都设置为STANDBY。此时，这些子流并不用于传输用户数据。然后，选择通信一端作为子流性能测试主控终端，由其对每一个网络接口上的所有子流测量往返时延，并在每一个网络接口上选择其中往返时延最小的子流，将其状态设置为INUSE，用于传输用户数据。这样就能使得具有多网络接口的两个通信终端，使用所有可能的子流中的性能较好的部分子流进行数据传输，达到既利用多网络接口的优势、获取较好的吞吐量性能，又尽量减少使用子流的数量，降低由子流调度管理带来开销的目的。

主权项

一种适用于多路径传输的连接管理与控制方法，其特征在于：终端A和终端B分别具有m个和n个网络接口：和其中，自然数i和j分别是终端A和B的网络接口序号，其最大值分别为m和n，且m≥n；经过路径管理单元PM(Path Manager)的地址通告后，两个终端获知对端的网络接口数量及其各个接口地址，此时能够建立的最大子流数为m×n个，即所有的网络接口对之间都建立子流；但此时若使用全部m×n个子流传输数据，势必造成较大的调度管理开销；所述方法是从该所有可能的m×n个子流中选择其中的m个子流，达到既利用多网络接口的优势、又不引入过多调度管理开销的目的；该方法包括下列操作步骤：(1)按照多路径传输控制协议MPTCP(Multipath Transmission Control Protocol)的正常流程，经过路径管理单元PM的地址通告，两个相互通信终端A和B分别获知对端的网络接口总数分别是n和m及其各个接口地址；(2)两个终端按照MPTCP的正常流程，建立所有可能的共m×n个子流；且这些所有可能的m×n个子流刚建立时，都处于备用STANDBY状态；(3)选择具有最多网络接口数的终端作为子流性能测试主控终端；该步骤的选择方法是：当m＞n时，由具有最多网络接口数的终端A作为子流性能测试主控终端；当m＝n时，由两个终端中初始时主动发起MPTCP通信的一方作为子流性能测试主控终端；(4)子流性能测试主控终端按照子流所归属的本地接口将所有的m×n个子流分成m组，使得每组、也就是每个网络接口上均有n个子流；然后，子流性能测试主控终端在所有子流上都发送探测数据报，检测每个子流传输数据的往返时延；该步骤包括下列操作内容：(41)为了兼容TCP，子流性能测试主控终端在子流中利用TCP选项字段传输探测数据报；(42)解释每个子流的通信对端接收到该探测数据报后，立刻通过TCP选项字段返回响应数据报；(43)子流性能测试主控终端计算接收响应数据报和发送探测数据报的时间差、测量得到所有子流的往返时延RTT(Round‑Trip Time)：子流性能测试主控终端为终端A的第i个接口和终端B的第j个接口之间的子流测量到的往返时延记为(5)子流性能测试主控终端对归属于它的m个子流组，分别比较测量得到的每个子流组内的n个子流的往返时延，选择其中往返时延最小的子流，并将该子流的状态设置为在用INUSE；(6)子流性能测试主控终端把选出的m个状态为INUSE的子流通告给通信对端，通信对端相应的也将该m个子流设置为INUSE状态；(7)两个通信终端使用状态为INUSE的子流传输数据，并在数据传输结束后，按照正常的MPTCP流程断开连接。