科技与创新┃ScienceandTechnology&Innovation·30·2023年第13期文章编号：2095-6835（2023）13-0030-03利用网络缓存队列长度预测UDP拥塞程度研究赵昶宇1，胡平2（1.天津津航计算技术研究所，天津300308；2.海军工程大学舰船与海洋学院，湖北武汉430033）摘要：由于缺乏拥塞控制机制，利用UDP协议传输流媒体业务时会带来网络拥塞问题，导致流媒体在播放时出现不连续、卡顿甚至凝固的现象。阐述了UDP协议的传输特性，深入分析了网络报文拥塞控制机制和拥塞控制算法，并提出了一种预测UDP拥塞程度的方法。该方法首先建立流媒体数据包发送缓存队列，发送端将要发送的报文存入缓存队列；然后根据当前流媒体数据包发送缓存队列的长度与缓存队列的最佳长度的偏差程度定义拥塞级别；最后，根据拥塞级别和拥塞判断方法，采用和式增加和和式减少的速率控制算法对流媒体进行拥塞控制。关键词：网络缓存队列；UDP协议；拥塞控制；流媒体中图分类号：TP393文献标志码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2023.13.008随着远程教育、视频会议、视频点播等流媒体的日益兴起和发展，这些流媒体业务的强时基特性对网络时延和播放流畅性提出了越来越高的要求。当互联网上访问的用户和应用的数量迅速增长时，如果不能及时采用某种机制调度网络资源，则将会导致网络出现拥塞现象。当出现网络拥塞时，TCP拥塞控制机制会以极快的速度降低网络数据传输速率，破坏了流媒体数据流的平滑性。同时，TCP拥塞控制机制还具有网络报文数据超时重传特点，从而更是增加了拥塞时的传输数据量，不能保证流媒体的时延要求。因此，流媒体业务中不适合采用TCP协议进行传输。UDP是一种无连接的网络传输协议，由于它不采用报文接收确认和超时重传机制，使其在传输流媒体时比TCP协议更具优势。但是UDP协议在传输流媒体时也有不足，它本身不提供拥塞和流量控制机制。当网络拥塞时，会出现系统吞吐率下降，丢包率增大，甚至导致整个网络系统瘫痪。本文针对流媒体的传输特点，深入研究目前网络报文拥塞控制机制，设计了一种预测UDP拥塞程度的方法，能够在初期检测到网络拥塞并对传输速率进行有效的控制，以提高网络资源的利用率，降低数据包的丢包率。1UDP协议传输特性UDP协议是一种不可靠传输协议，它无法确保分组传输数据的可靠性。一旦分组数据在通信传输过程中出现丢包，UDP协议无法对此做出检测和重传操作。UDP协议的分组封装如图1所示，分组头格式如图2所示。图2中，源端口号：网络数据发送端...
