一种新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法与流程

本发明涉及互联网
技术领域：
，具体涉及一种新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法。
背景技术：
：随着社交网络的快速发展，同一无线局域网区域内的用户展现出了非常相关的文件下载兴趣，因此，CDN技术的出现能够为单个终端用户的文件下载提供更近的上传节点。然而，基于传统TCP的点对点传输只能建立一条连接，在源端上传带宽不足的情况下，会造成下载端带宽资源的浪费，导致下载时间变长。多径TCP概念的提出在一定程度上解决了上述问题，但多径TCP要求传输过程的双方中至少有单方是具有一块以上网卡，以此来建立多条TCP传输路径，共同传输一份文件，以加快目的端的文件下载速度。但在一般的无线局域网中，很难保证多个终端具有一块以上网卡，因此，传统的多径TCP协议在部署上的可实施性并不强。技术实现要素：本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法，提升多径TCP协议在部署上的可实施性。为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法，包括以下步骤：S1：获取无线局域网中任一节点的文件下载请求，所述文件下载请求包括请求下载文件和下载要求；S2：从FileTable表查找存有所述请求下载文件的候选节点集合，根据候选节点的网络情况选择最优下载节点，其中，所述FileTable表中预先存储有所述无线局域网中所有节点的存储文件信息和网络情况信息；S3：判断所述最优下载节点单独下载所述请求下载文件是否满足所述下载要求；S4：如果所述最优下载节点单独下载所述请求下载文件不满足所述下载要求，则从所述候选节点集合中选择次优下载节点向所述发送文件下载请求的节点进行文件传输，直至所有选择的下载节点共同传输满足所述下载要求；S5：更新所述无线局域网中所有节点的存储文件信息。根据本发明实施例的新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法，能够为每次传输选择多个数据源，将每个源与目的的连接虚拟成多径TCP协议中的一条路径，多个数据源采用多径TCP协议共同传输一份文件。通过无线局域网中的接入点(AccessPoint，AP)做统一调度，将终端文件传输建立在虚拟多径TCP上，大大缩短了文件下载时间。另外，根据本发明上述实施例的新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述下载要求包括下载完成截止时间。进一步地，在步骤S1之前还包括：检查热点文件在所述无线局域网的相应节点中是否已经存储；刷新所述无线局域网的所有节点与接入点之间的通信距离和无线网络环境的状态，并计算信道衰减比例。进一步地，步骤S2进一步包括：S201：根据所有候选节点的上传带宽和衰减比例计算所述所有候选节点相应的效用值；S202：从所述所有候选节点相应的效用值中选择最大值对应的候选节点为所述最优下载节点。进一步地，还包括：在所述最优下载节点和所述发送下载请求的节点建立连接并创建哈希共享密钥；所述所有选择的下载节点向所述发送下载请求的节点进行文件传输过程中使用所述哈希共享密钥。进一步地，步骤S4还包括：监测所述启动所有选择的下载节点向发送下载请求的节点进行文件传输是的网络连接状态；如果有节点在文件传输中断开网络连接，则从所述候选节点集合中选择其它候选节点完成网络传输，以在所述下载完成截止时间前完成下载。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本发明实施例的新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法的流程图；图2是本发明一个实施例中无线终端与接入点之间的关联关系示意图；图3是本发明一个实施例中上传节点离开局域网后，重新选择新的节点加入的示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。以下结合附图描述本发明。图1是本发明实施例的新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法的流程图。如图1所示，根据本发明实施例的种新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法，包括以下步骤：S1：获取无线局域网中任一节点的文件下载请求，文件下载请求包括请求下载文件和下载要求。具体地，当某节点ni需要进行文件下载时，向接入点(AccessPoint，AP)发送三元组{文件名称、文件大小s、截止时间d}。在本发明的一个实施例中，下载要求包括下载完成截止时间。即从文件下载请求的时刻开始，到下载完成截止时间结束，对下载的速度等情况给出了一个下载要求。在本发明的一个实施例中，在步骤S1之前还包括：检查热点文件在无线局域网的相应节点中是否已经存储。刷新无线局域网的所有节点与接入点之间的通信距离和无线网络环境的状态，并计算信道衰减比例。具体地，在某一无线局域网中，接入点AP维护文件列表FileTable，记录热点文件在各终端是否已经存储。如表1所示：FilesSizeNodesFile_1S_1nj,nk,……………………File_iS_inp,nq,……………………File_nS_nnw,nm,……表1n份文件在不同节点上的存储记录刷新各节点与AP之间的通信距离r，量化节点无线网络环境的状态e，计算信道衰减比例β(β依赖于节点的无线网络环境)。S2：从FileTable表查找存有请求下载文件的候选节点集合，根据候选节点的网络情况选择最优下载节点。其中，FileTable表中预先存储有无线局域网中所有节点的存储文件信息和网络情况信息。在本发明的一个实施例中，步骤S2进一步包括：S201：根据所有候选节点的上传带宽和衰减比例计算所有候选节点相应的效用值。即AP查找FileTable表，找到存有该文件的候选节点集合，根据节点剩余上传带宽uB和衰减比例β(β依赖于节点的无线网络环境)，计算候选节点nj各自的效用值μj：μj＝uB×βS202：从所有候选节点相应的效用值中选择最大值对应的候选节点为最优下载节点。S3：判断最优下载节点单独下载请求下载文件是否满足下载要求。具体地，根据传输速率，根据以下公式计算该文件是否能在文件下载截止时间内完成传输：其中，s表示文件大小，d表示下载完成时间的deadline要求。S4：如果最优下载节点单独下载请求下载文件不满足下载要求，则从候选节点集合中选择次优下载节点向发送文件下载请求的节点进行文件传输，直至所有选择的下载节点共同传输满足下载要求。具体地，如果文件传输时间≤d，代表使用最优下载节点单独下载文件下载可以在文件下载截止时间内完成传输。文件传输时间>d,则表示仅通过最优下载节点单独下载不能在文件下载截止时间内完成传输。选取效用值最高的节点nj作为初始建立连接的源节点，与请求文件的节点生成传输key，开始在最优下载节点和发送文件下载请求的节点ni之间建立连接。设ω为提供文件上传的节点集合，那么此时，ω＝{nj}。进一步地，nj首先向下载主机ni发送一个TCPSYN消息，在TCP头部的MPTCP选项字段里写入MP_CAPABLE信号。ni返回一个SYN+ACK响应，同样在MPTCP选项字段里包含一个MP_CAPABLE信号。ni与nj的会话首先使用ACK和MP_CAPABLE信号完成TCP和MTCP握手过程，确保两端都得到了对方的MPTCP会话数据。在后续整个会话过程中，两端主机交换了64位的会话密钥，同时各自生成一个32位的哈希共享密钥key。随后从候选节点集合中再选择次优候选节点(即当前候选下载节点中效用值最大的节点)共同进行文件传输，并进一步判断能否在文件下载截止时间内完成传输，如果不能则继续选择候选节点直至可以在文件下载截止时间内完成传输。此时，选中的多台节点的集合ω＝ω+nk，被虚拟成了传统多径TCP中一台机器的多块网卡，每条TCP连接被虚拟成了本次多径TCP下的一条子连接。依据传统多径TCP协议，把数据分配给单独的子流量，每台机器负责传输该文件的部分内容。从ω中多个源节点的角度来说，本发明的实施例把该文件下载任务的数据流切分成了一个个数据块，再把单个数据块封装到了单个子流量中。从下载节点ni的角度来说，本发明的实施例收集了TCP子流量里的数据块，并且重新组装成原始数据流。在本发明的一个实施例中，步骤S4还包括：监测启动所有选择的下载节点向发送下载请求的节点进行文件传输是的网络连接状态。如果有节点在文件传输中断开网络连接，则从候选节点集合中选择其它候选节点完成网络传输，以下载完成截止时间前完成下载。S5：更新无线局域网中所有节点的存储文件信息。即发送下载请求并下载了文件后的节点存储了该文件，当再有对该文件下载需求时，将该节点作为候选结合的一个最新节点。本发明实施例的新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法，在局域网文件传输过程当中，将每个无线终端节点虚拟成多径TCP中的一块网卡，将多个节点虚拟成一台主机，建立虚拟多径TCP，使得多个源节点共同传输一份文件，从而充分利用目的节点的下载带宽，提升传输速度，缩短文件下载时间。为了是本领域技术人员进一步理解本发明，将通过以下实施例进行详细说明。图2是本发明一个实施例中无线终端与接入点之间的关联关系示意图。如图2所示，某无线局域网中一个AP范围内有10个无线终端n1,…,n10。表2是AP维护的状态信息表，并实时更新。记录内容分别是：各自与AP之间通信的衰减比例β,各节点上传带宽uB，下载带宽dB。β1β2β3β4β5β6β7β8β9β1010.50.70.30.40.80.60.80.90.8uB1uB2uB3uB4uB5uB6uB7uB8uB9uB105(Mbps)5510756334dB1dB2dB3dB4dB5dB6dB7dB8dB9dB1010(Mbps)8125912151058表2终端与AP之间的通信衰减比表设该局域网内有两份文件File_1和File_2，在终端上的存储情况如表3所示。FilesSizeNodesFile_1100Mn2,n3,n5,n7,n8,n10File_250Mn1,n3,n4,n6,n8,n9表3两份文件在十个终端上的存储记录表AP监听终端请求，收到n1对文件File_1的下载请求，即n1向AP发送三元组{文件名称，文件大小s，截止时间d}＝{File_1，100M，12s}。AP查找FileTable表，获得6个候选节点，则分别计算这6个候选节点的效用值μ，结果如表4所示。μ2μ3μ5μ7μ8μ102.53.52.83.62.43.2表4候选节点效用值表AP选取效用值最高的n7做为下载节点n1的源节点。此时，ω＝{n7}。计算预计的下载时间：选中节点n3作为第二个数据源，与n1建立子连接。此时，ω＝{n7,n3}。再次计算则再次重复上述过程，选中n10作为另一条子连接。n1与n7之间首先使用ACK和MP_CAPABLE信号完成TCP和MTCP握手过程，64位会话密钥的交换过程，再各自生成一个32位的哈希共享密钥key。n7，n10与n1的子连接仍然通过TCP头部MPTCP字段的TCPSYN交换来生成流量。其中，MPTCP字段中的MP_JOIN值包含哈希共享密钥key，将新生成的TCP会话和原始会话关联起来。至此，完成MPTCP的建立。把该100M文件的下载任务切分成一个个数据块，再把单个数据块封装到三个不同的子流量中。n1节点采用本发明实施例的新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法，收集了三条TCP子流量里的数据块，并且在n1节点重新组装成原始文件。图3是本发明一个实施例中上传节点离开局域网后，重新选择新的节点加入的示意图。如图3所示，假设传输3s后，n10离开了该局域网，导致本发明实施例的新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法中一条子链接断开。剩余的100M-10.3M/s×3s＝69.1M文件需要在n3→n1、n7→n1两条子路径上进行传输，计算时间。加入子路径n5→n1，预计时间：则文件继续在n3→n1、n7→n1、n5→n1三条子路径上传输至完成，共耗时3+6.98＝9.98s。若不采用本发明的方法，则文件只能在一对节点之间进行传输，最短耗时则在该实施过程当中，本发明提出虚拟多径TCP，建立了多条连接，提升了2.8倍的传输速度，大大缩短了文件的下载时间。另外，本发明实施例的新型虚拟多径TCP的终端内容调度方法的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。当前第1页1 2 3