基于环境感知的数据传输方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种基于环境感知的数据传输方法及装置，其中的方法包括根据系统所处的流量环境将系统状态进行分类，并监控分类后的各类系统状态在进行数据传输时的状态变化，根据各类系统状态的状态变化确定对应的缓存调节行为；根据模拟系统状态所获得的系统在每一种状态下的缓存调节行为，确定当前实际运行的系统状态所对应的缓存调节行为，根据与当前实际运行的系统状态对应的缓存调节行为，对当前实际运行的系统状态下的缓存进行调节。利用上述发明能够在系统各项资源受到外部设备数据传输影响最小的同时，使外部设备数据传输效率达到最高。
【专利说明】基于环境感知的数据传输方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及网络通讯【技术领域】，更为具体地，涉及一种基于环境感知的数据传输 方法及装置。
【背景技术】
[0002] 目前，对于外部设备传输数据的高效算法有很多，其中，对环境具有自适应功能的 主要是缓存调度算法，这类算法主要考虑在现有资源条件下，尽可能高效快速地将数据在 外部设备与主机之间进行传输，而忽略数据传输过程对主机关键性能的影响，例如，当主机 插上USB等传输设备进行数据传输时，会不可避免地导致系统响应速度变慢。
[0003] 从计算机系统性能的角度考虑，当系统插上USB设备进行大量数据传输时，系统 的资源尤其是缓存将被大量地占用。目前的缓存调度算法，通常都是通过对当前系统状态 进行评估来调节系统的缓存分配。这类方法对于比较稳定的运行环境还是有效果的，但是 对于外部环境瞬息万变的网络安全设备来说，其调节效率由于受到瞬时数据流量等因素影 响大大降低；因为，这类方法主要是在外部环境变化时对系统进行调节，由于系统外部环境 是快速变化的，使得刚调节好的策略还没来得及使用，外部环境再次发生变化。所以，目前 的缓存调度算法在网络安全产品的外部设备进行数据大量传输时存在以下两个问题：
[0004] (1)响应的延迟。缓存调度算法只是针对当前系统状态进行调节，该调节适用于此 刻场景却未必适用于下一刻的场景，而随时变化的外部环境会使得这种调节机制不能及时 地适应瞬时多变的外部环境。图1示出了基于缓存调度算法进行数据传输的系统调节延迟 结构。如图1所示，在外部环境不断变化的过程中，主机接收到的反馈信息为环境状态A，该 状态下的调节在返回时，当前环境状态已经从A变化到D，针对环境状态A所做的调节已经 不适于当前环境状态D。
[0005] (2)狭义的局部最优化。通常的缓存调度算法都是针对如何高效地利用系统缓存 来进行缓存调度，而对外部设备利用大量缓存的情况，通常的缓存调度算法缺少对主设备 与外部设备之间缓存利用的调节，这种方式往往会导致缓存占用的失衡，无法保证主设备 的主要功能不受外部设备传输数据的影响，例如，某些时刻会话不能成功建立。图2示出了 基于缓存调度算法进行数据传输的缓存占用失衡结构。如图2所示，在外部设备数据传输 过程中，随着进程的不断增加，外设缓存、空闲缓存和进程占用的比例明显失衡，进而无法 保证主设备的主要功能不受外部设备传输数据的影响。
【发明内容】
[0006] 鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于环境感知的数据传输方法及装置， 以解决现有缓存调度算法在外部设备传输大量数据时，出现的系统调节延迟及缓存占用失 衡等问题。
[0007] 根据本发明的一个方面，提供了一种基于环境感知的数据传输方法，包括通过模 拟系统状态获得系统在每一种状态下的缓存调节行为；具体包括：根据系统所处的流量环 境将系统状态进行分类，并监控分类后的各类系统状态在进行数据传输时的状态变化，根 据各类系统状态的状态变化确定对应的缓存调节行为；根据模拟系统状态所获得的系统在 每一种状态下的缓存调节行为，确定与当前实际运行的系统状态所对应的缓存调节行为， 根据与当前实际运行的系统状态对应的缓存调节行为，对当前实际运行的系统状态下的缓 存进行调节。
[0008] 其中，在监控分类后的各系统状态在进行数据传输时的状态变化的过程中，监控 各类系统状态下的日志存储空间、会话、策略、CPU用户态与内核态的占用情况、在线用户与 实时流量和内存信息。
[0009] 其中，还包括根据当前实际运行的系统状态及实时的数据流量，对当前实际运行 的系统状态的下一状态进行预测，并根据与预测的系统状态对应的缓存调节行为，对预测 的系统状态下的缓存进行调节。
[0010] 其中，在对当前实际运行的系统状态的下一状态进行预测的过程中，计算预测的 系统状态与实际运行的系统状态的误差，根据对误差的变化趋势进行评价，调节预测函数； 其中，
[0011] 预测函数为：
[0012]
【权利要求】
1. 一种基于环境感知的数据传输方法，包括： 通过模拟系统状态获得系统在每一种状态下的缓存调节行为；具体包括：根据系统所 处的流量环境将系统状态进行分类，并监控分类后的各类系统状态在进行数据传输时的状 态变化，根据所述各类系统状态的状态变化确定对应的缓存调节行为； 根据模拟系统状态所获得的系统在每一种状态下的缓存调节行为，确定与当前实际运 行的系统状态所对应的缓存调节行为，根据与所述当前实际运行的系统状态对应的缓存调 节行为，对所述当前实际运行的系统状态下的缓存进行调节。
2. 如权利要求1所述的基于环境感知的数据传输方法，其中，在监控分类后的各系统 状态在进行数据传输时的状态变化的过程中， 监控所述各类系统状态下的日志存储空间、会话、策略、CPU用户态与内核态的占用情 况、在线用户与实时流量和内存信息。
3. 如权利要求1所述的基于环境感知的数据传输方法，还包括： 根据所述当前实际运行的系统状态及实时的数据流量，对所述当前实际运行的系统状 态的下一状态进行预测，并根据与所述预测的系统状态对应的缓存调节行为，对所述预测 的系统状态下的缓存进行调节。
4. 如权利要求3所述的基于环境感知的数据传输方法，其中，在对所述当前实际运行 的系统状态的下一状态进行预测的过程中， 计算预测的系统状态与所述实际运行的系统状态的误差，根据对所述误差的变化趋势 进行评价，调节预测函数；其中， 所述预测函数为：
其中，P(Ylx)表示当前系统状态为X而下一状态为Y的条件概率，P(I Ix-Yl I)表示不 同状态之间进行跳转受状态之间距离影响的概率因子，Xi表示当前系统状态参数，Zi表示 当前系统流量参数，N表示当前系统状态参数的个数，M表示流量参数的个数，1^表示当前 系统状态参数的调节因子，△ Ii为当前系统状态参数的反馈调节因子，1%为流量参数的调 节因子，为流量参数的反馈调节因子。
5. 如权利要求3所述的基于环境感知的数据传输方法，还包括： 根据所述缓存调节行为的调节结果，对通过所述缓存调节行为调节后的系统状态下的 缓存进行微调节；以及， 根据预测获取的所述当前实际运行的系统状态的下一状态，对所述当前实际运行的系 统状态下的缓存进行微调节。
6. 如权利要求1所述的基于环境感知的数据传输方法，其中， 所述调节行为包括调节系统的读缓存、写缓存以及每个缓存页的大小。
7. -种基于环境感知的数据传输装置，包括： 调节行为确定单元，用于通过模拟系统状态获得系统在每一种状态下的缓存调节行 为；具体包括：根据系统所处的流量环境将系统状态进行分类，并监控分类后的各类系统 状态在进行数据传输时的状态变化，根据所述各类系统状态的状态变化确定对应的缓存调 节行为； 缓存调节单元，用于根据模拟系统状态所获得的系统在每一种状态下的缓存调节行 为，确定与当前实际运行的系统状态所对应的缓存调节行为，根据与所述当前实际运行的 系统状态对应的缓存调节行为，对所述当前实际运行的系统状态下的缓存进行调节。
8. 如权利要求7所述的基于环境感知的数据传输装置，其中，所述调节行为确定单元 在监控分类后的各系统状态在进行数据传输时的状态变化的过程中， 监控所述系统状态下的日志存储空间、会话、策略、CPU用户态与内核态的占用情况、在 线用户与实时流量和内存信息。
9. 如权利要求7所述的基于环境感知的数据传输装置，还包括： 系统状态预测单元，用于根据所述当前实际运行的系统状态及实时的数据流量，对所 述当前实际运行的系统状态的下一状态进行预测，并根据与所述预测的系统状态对应的缓 存调节行为，对所述预测的系统状态下的缓存进行调节。
10. 如权利要求9所述的基于环境感知的数据传输装置，所述系统状态预测单元在对 所述当前实际运行的系统状态的下一状态进行预测的过程中， 计算预测的系统状态与所述实际运行的系统状态的误差，根据对所述误差的变化趋势 进行评价，调节预测函数；其中， 所述预测函数为：
其中，P(YlX)表示当前系统状态为X而下一状态为Y的条件概率，P(I |Χ-Υ| I)表示不 同状态之间进行跳转受状态之间距离影响的概率因子，Xi表示当前系统状态参数，Zi表示 当前系统流量参数，N表示当前系统状态参数的个数，M表示流量参数的个数，1^表示当前 系统状态参数的调节因子，△ Ii为当前系统状态参数的反馈调节因子，1%为流量参数的调 节因子，为流量参数的反馈调节因子。
11. 如权利要求9所述的基于环境感知的数据传输装置，还包括： 微调节单元，用于根据在所述缓存调节单元中获取的缓存调节结果，对通过所述缓存 调节行为调节后的系统状态下的缓存进行微调节；以及， 根据所述系统预测单元获取的所述当前实际运行的系统状态的下一状态，对所述当前 实际运行的系统状态下的缓存进行微调节。
12. 如权利要求7所述的基于环境感知的数据传输装置，其中， 所述调节行为包括调节系统的读缓存、写缓存以及每个缓存页的大小。
【文档编号】H04L29/08GK104378420SQ201410637271
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】吴子章, 刘申, 于闯 申请人:东软集团股份有限公司