CN111835639B - 一种基于云计算的sd-wan网络智能链路选择方法 - Google Patents

Abstract

一种基于云计算的SD‑WAN网络智能链路选择方法,属于网络技术领域。方法应用于客户端设备，包括：步骤S10,客户端设备与部署于云环境中的多个边缘路由器之间建立多条通信链路；步骤S20，探测各条通信链路的网络状况；步骤S30，根据探测的网络状况，评估各条链路的质量等级；步骤S40，根据各条链路的质量等级，确定各条链路中质量等级最高的一条为主链路，其他为备链路；步骤S50，根据确定的主链路和备链路，设置客户端设备的路由。本发明通过周期性的主动探测，及时评估网络质量等级，智能地为网络选择相对最优链路，并充分考虑用户实际使用需求。

Description

一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法

技术领域

本发明属于网络技术领域，尤其涉及一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法。

背景技术

传统企业网络的两个基本组成：（1）路由器，交换机，VPN网关等网络设备；（2）MPLS/MSTP 等企业级线路资源。线路资源虽然能满足一定 SLA（Service LevelAgreement，由延迟、丢包率、抖动、带宽等定义），但现实中网络环境时刻在变化，非常复杂，就算有良好的网络设备和高品质线路资源的组合，也不能保证企业IT应用能得到满意的效果，比如：（1）网络资源不能合理利用，比如上网高峰期时，网络拥塞，线路资源不够用，而空闲时期，昂贵的网络专线又得不到充分利用；（2）网络质量不尽如人意，网络不稳定，上网速度慢等，虽然企业可以通过购买拥有更高级别SLA的线路资源来改善网络体验，但必然会增加成本。

SD-WAN技术的应用很大程度上解决以上问题，使得企业网络资源得到更充分的利用，网络质量得到更大的提升。从一定程度上讲，SD-WAN运营网络是对企业级线路资源的一种取代，而SD-WAN CPE（Customer Periphery Equipment，以下简称CPE） 则是对各种企业网络WAN侧设备的一种取代。SD-WAN运营网络能在云端为用户提供稳定且优质的网络，但用户网关（CPE）到SD-WAN云网络之间的网络稳定性却无法得到保障。目前常见的办法是CPE和SD-WAN云网络之间提供多条链路，即CPE与多个VPE(Virtual Provider Edge，服务提供商骨干网的边缘路由器，部署在云上,包括公有云和私有云)建立连接，选取其中一条作为主链路，其它的链路都是备链路，只有主链路断开时，才会选择备用链路。而由于网络环境时刻变化，主链路可能并不是CPE到SD-WAN云网络的最优链路。

发明专利CN201210539033.4公开了主备链路切换方法，并具体公开了方法应用于无线路由设备中，所述无线路由设备通过第一无线调制解调器模块拨号接入主用链路，通过第二无线调制解调器模块拨号接入备用链路，方法包括以下步骤：A、建立统一的链路信号质量判断标准，用于判断主用链路和备用链路信号质量，根据链路信号质量设定切换条件；B、实时检测主用链路和备用链路信号质量；C、当判断检测的信号质量符合设定的切换条件时，启动切换程序，进行主用链路和备用链路切换；链路信号质量判断标准是指：在设定或配置的y1时间内，有超过一定比例z1的时间中读取的当前信号强度值s均低于信号强度下门限阈值x1，则判断链路信号质量差，所述z1为设定或配置的用于判断链路信号质量满足下门限阈值x1的时间百分比；在设定或配置的y2时间内，有超过一定比例z2的时间中读取的当前信号强度值s均高于信号强度上门限阈值x2，则判断链路信号质量好，所述z2为设定或配置的用于判断链路信号质量满足上门限阈值x2的时间百分比；所述x1和x2在手动模式下可配置，在自动模式下动态计算得出。该方法应用于无线路由设备中，且主用链路和备用链路已预先确定，是通过判断链路信号质量来切换选用主用链路或备用链路。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法，使得客户端设备和SD-WAN云网络之间能根据网络链路的实时状态，动态调整主链路，提升网络速度，提高用户体验。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法,应用于客户端设备,方法包括:

步骤S10,客户端设备与部署于云环境中的多个边缘路由器之间建立多条通信链路；

步骤S20，探测各条通信链路的网络状况；

步骤S30，根据探测的网络状况，评估各条链路的质量等级；

步骤S40，根据各条链路的质量等级，确定各条链路中质量等级最高的一条为主链路，其他为备链路；

步骤S50，根据确定的主链路和备链路，设置客户端设备的路由。

部署于云环境中的多个边缘路由器（VPE，Virtual Provider Edge），VPE为客户端设备提供多个可供选择的链路出口，也是SD-WAN云网络的入口。在客户端设备和多个VPE之间建立IPSec VPN隧道，IPSec VPN在公网上为两个私有网络提供安全通信通道，通过加密通道保证客户端设备与VPE之间连接的安全。部署于企业网络出口的客户端设备作为企业网关，可以为用户智能地选择当前客户端设备到SD-WAN云网络的最优链路，确保网络安全、稳定。

作为优选,所述客户端设备为CPE设备或VCPE设备。

本发明方法适用于CPE设备、VCPE（Virtual Customer Periphery Equipment，简称VCPE，基于x86平台的Linux主机，或者docker 服务镜像）。

作为优选，步骤S20包括：

步骤S21,向每条链路发送周期性探测指令，以获得各条通信链路的探测结果；

步骤S22，根据探测结果，获得各条链路的丢包率、平均延迟值、抖动值，并获取各条链路的带宽占比。

作为优选，步骤S30包括：

步骤S31,根据探测的网络状态，包括丢包率、平均延迟值、抖动值，分别对照丢包率评估标准表、平均延迟值评估标准表、抖动值评估标准表，确定各个链路的丢包评估等级、平均延迟评估等级、抖动评估等级；

步骤S32，依据水桶定律，将每条链路中丢包评估等级、平均延迟评估等级、抖动评估等级中的最差的等级作为该链路的质量等级，以此方式确定所有链路的质量等级。

作为优选，所述步骤S31包括：

步骤S311,根据周期性探测的网络状态，各个链路具有多个周期探测的丢包率、平均延迟值、抖动值；依据加权算法确定各个链路加权后的丢包率、加权后的平均延迟值、加权后的抖动值；

步骤S312，将各个链路确定的丢包率与丢包率评估标准表对照，获得各个链路的丢包评估等级；将各个链路确定的平均延迟值与平均延迟值评估标准表对照，获得各个链路的平均延迟评估等级；将各个链路确定的抖动值与抖动值评估标准表对照，获得各个链路的抖动评估等级。

作为优选，步骤S40包括：

当检测到如下情况A、B、C中的一种时，根据各条链路的质量等级，确定各条链路中质量等级最高的一条为主链路，其他为备链路：

A．当前网络中未设置主链路；

B．当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变低且网络不可用；

C．当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变低且网络处于忙碌状态。

作为优选，当各条链路中质量等级最高的链路有两条或多条时，根据链路的关键选项的评估等级，选择具有最优评估等级的链路为主链路，其中，关键选项为丢包、平均延迟、抖动中的一种。

作为优选，情况C包括：当检测到当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变低且网络处于忙碌状态时，根据各条链路的质量等级，选出当前备链路中质量等级最高的一条，若当前备链路的质量等级高于当前主链路的质量等级，且当前备链路的带宽大于当前主链路的带宽，则选择当前备链路为主链路。

作为优选，所述步骤S40还包括：当检测到当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且等于当前主链路的质量等级，且当前主链路满足当前主链路带宽占比低于带宽占比阈值的条件，且当前备链路满足当前备链路的关键选项的评估等级优于当前主链路的同一关键选项的评估等级的条件时，则选择当前备链路为主链路；其中，关键选项为丢包、平均延迟、抖动中的一种。

作为优选，所述步骤S40还包括：

当检测到当前网络中质量等级变化的链路为备链路，且当前备链路的质量等级变高且大于当前主链路的质量等级，且当前备链路满足当前备链路带宽大于当前主链路带宽的条件时，则选择当前备链路为主链路；

当检测到当前网络中质量等级变化的链路为备链路，且当前备链路的质量等级变高且大于当前主链路的质量等级，且当前备链路满足当前备链路带宽小于等于当前主链路带宽的条件，且当前主链路满足当前主链路带宽占比低于带宽占比阈值和当前主链路网络流量小于当前备链路的带宽的条件，则选择当前备链路为主链路。

作为优选，所述步骤S40还包括：

当检测到如下情况a、b、c、d、e中的一种时，确定当前主链路仍然为主链路：

a．当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变高；

b．当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变低；

c．当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且小于当前主链路的质量等级；

d．当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且等于当前主链路的质量等级，且无法满足当前主链路带宽占比低于带宽占比阈值的条件或当前备链路的关键选项的评估等级优于当前主链路的同一关键选项的评估等级的条件，其中，关键选项为丢包、平均延迟、抖动中的一种；

e．当前网络中质量等级变化的链路为备链路，且当前备链路的质量等级变高且大于当前主链路的质量等级，且无法满足当前备链路带宽小于等于当前主链路带宽的条件或当前主链路带宽占比低于带宽占比阈值的条件或当前主链路网络流量小于当前备链路的带宽的条件。

作为优选，所述步骤S50包括：

若当前网络未设置主链路和备链路时，根据步骤S40确定的主链路和备链路设置客户端设备的路由；

若当前网络已设置主链路和备链路且主链路和备链路发生变化，则删除原路由设置，并根据步骤S40重新确定的主链路和备链路设置客户端设备的路由。

本发明具有以下有益效果：

一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法，

（1）能智能地为SD-WAN网络选择相对最优链路，提升网络速度，提高用户体验。按照该发明方法，每次路由选路，都是选择当前质量相对最好的，并考虑用户实际使用需求。

（2）减少网络震荡，稳定网络环境。网络环境变化万千，某条链路瞬间的震荡不应该引起链路变化，否则频繁的链路变化会引起网络震荡。评估链路等级时，使用加权的丢包率、平均延迟、抖动，而非最近一次的链路丢包率、平均延迟、抖动，会在很大程度上减少网络震荡，另外带宽占比的权衡，也会使得网络更稳定。

附图说明

图1为本发明一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法的总流程图；

图2为SD-WAN云网络拓补图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1，本发明一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法,应用于客户端设备,方法包括:

步骤S10,客户端设备与部署于云环境中的多个边缘路由器之间建立多条通信链路；

步骤S20，探测各条通信链路的网络状况；

步骤S30，根据探测的网络状况，评估各条链路的质量等级；

步骤S40，根据各条链路的质量等级，确定各条链路中质量等级最高的一条为主链路，其他为备链路；

步骤S50，根据确定的主链路和备链路，设置客户端设备的路由。

在执行步骤S20~S50前，先构建SD-WAN网络环境。当网络环境构建后，可按照步骤S20~S50执行智能链路选择流程。在步骤S10中，SD-WAN网络环境，主要由客户端设备与部署于云环境中的多个边缘路由器构建，在客户端设备和边缘路由器之间构建IPSec VPN隧道，该隧道为安全通信通道，能确保客户端设备与边缘路由器之间安全通信。所述客户端设备可以为CPE设备或VCPE设备（图2示出了CPE设备与VPE设备之间通信连接，VCPE设备与VPE设备之间通信连接的网络拓补图）。本发明方法不限于仅有CPE设备与多个VPE设备构建的SD-WAN网络，也不限于仅有VCPE设备与多个VPE设备构建的SD-WAN网络，也不限于同时具有CPE设备和VCPE设备分别与多个VPE设备构建的SD-WAN网络。

在步骤S20中，由客户端设备探测通信链路的网络状况，主要探测IPSec VPN链路。具体地，所述步骤S20包括：

步骤S21,向每条链路发送周期性探测指令，以获得各条通信链路的探测结果；

步骤S22，根据探测结果，获得各条链路的丢包率、平均延迟值、抖动值，并获取各条链路的带宽占比。

客户端设备包括网络探测模块，用于主动对每条链路发起周期性探测指令，如ICMP报文，或者是UDP小包，探测目的端为VPE设备。每个周期发一定数量的包，比如一周期发20个报文，周期为5秒。然后，根据探测结果，获得各条链路此次探测报文的丢包率、平均延迟值、抖动值。另外获取各条链路的带宽占比，带宽占比越高，说明链路越繁忙。

具体地，所述带宽占比的计算方法为：假设两次探测之间该链路接收报文为r，发报文总量为s，探测周期为t，带宽为B，带宽占比为b，则计算公式如下：

。

当客户端设备收到探测结果后，执行步骤S30。具体地，步骤S30包括：

步骤S31,根据探测的网络状态，包括丢包率、平均延迟值、抖动值，分别对照丢包率评估标准表、平均延迟值评估标准表、抖动值评估标准表，确定各个链路的丢包评估等级、平均延迟评估等级、抖动评估等级；

步骤S32，依据水桶定律，将每条链路中丢包评估等级、平均延迟评估等级、抖动评估等级中的最差的等级作为该链路的质量等级，以此方式确定所有链路的质量等级。

其中，丢包率评估标准表为一一对应存储丢包率和丢包率评估等级的表，平均延迟值评估标准表为一一对应存储平均延迟值和平均延迟值评估等级的表，抖动值评估标准表为一一对应存储抖动值和抖动值评估等级的表。上述丢包率评估标准表、平均延迟值评估标准表、抖动值评估标准表被预先设定后存储在客户端设备。评估标准可以根据实际情况设定，例如，网络丢包设置标准主要看丢包率。优：丢包率为0；良：丢包率为(0,5%]；差：丢包率为(5%,90%]；不可用：丢包率(90%, 100%]。例如，网络平均延迟可设置标准，优：[0, 60ms]，良：(60 ms,120 ms]，差：(120 ms,300ms]，不可用：300ms以上。例如，抖动对实时通信影响比较大，可以根据实际使用需求来设定评估标准。

客户端设备还包括链路评估模块，在接收到网络探测模块得到的探测结果后，可以根据链路最近一个周期探测得到的丢包率、平均延迟值、抖动值来评估当前链路质量；也可以根据链路最近10个周期（也可以根据需要调整次数）探测得到的丢包率、平均延迟值、抖动值来评估当前链路质量。当采用多个探测周期的数值时，所述步骤S31包括：

步骤S311,根据周期性探测的网络状态，各个链路具有多个周期探测的丢包率、平均延迟值、抖动值；依据加权算法确定各个链路加权后的丢包率、加权后的平均延迟值、加权后的抖动值；

步骤S312，将各个链路确定的丢包率与丢包率评估标准表对照，获得各个链路的丢包评估等级；将各个链路确定的平均延迟值与平均延迟值评估标准表对照，获得各个链路的平均延迟评估等级；将各个链路确定的抖动值与抖动值评估标准表对照，获得各个链路的抖动评估等级。

其中，步骤S311中关于加权算法可根据权重来确定每个周期探测数值的占比，继而算出比较准确、合理的最终数值，用于步骤S312的评估等级确定。

每个探测周期结束后，网络探测模块将探测数据保存起来，评估模块对链路进行评估。链路评估模块取链路上最近n次的探测结果按一定的加权方式计算出加权的抖动值、丢包率和平均延迟值，加权的方式可以根据需要来调整，一般来说，越新的探测数据权重也应该越大，得到加权的数据后，再看各数据分别落入评估标准的哪个级别，根据水桶定律，三个加权数据中最差的那个级别作为当前链路的质量级别。

加权算法的计算公式如下：

其中，

是最近第j次得到的探测值，

是最近第j次探测对应的权重，n是加权计算的总数，而

就是最终的加权值。

以平均延迟为例说明加权算法。取n为10，设置加权参数的权重

：{1%, 1%,2%, 3%, 5%, 5%, 8%, 10%, 20%, 45%}，即最新探测到的数据权重占45%，往上推第二次的权重是20%，第三次是10%，以此类推，最早的一次探测权重最小，为1%。

最近10次探测得到平均延迟的数据

：{ 37.314, 36.638, 38.194, 37.900,38.883, 37.550, 38.040, 38.162, 39.233, 36.809}(单位是ms)，加权平均延迟计算方法如下：37.314*1%+36.638*1%+38.194*2%+37.900*3%+38.883*5%+37.550*5%+38.040*8%+38.162*10%+39.233*20%+36.809*45%=37.732

经过计算，链路加权平均延迟为37.732ms，它属于评估标准里优的级别。

按照上述方法，可以计算加权抖动值和丢包率，并且分别判断它落入评估标准的哪个级别，每条链路都具有上述三个加权后的数据，选取三个加权数据最差的那个级别作为当前链路的质量等级，以此方式确定所有链路的质量等级。

客户端设备根据链路质量等级，选择最优链路为主链路，其他链路为备用链路。具体地，步骤S40包括：当检测到如下情况A、B、C中的一种时，根据各条链路的质量等级，确定各条链路中质量等级最高的一条为主链路，其他为备链路：

A．当前网络中未设置主链路；

B．当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变低且网络不可用；

C．当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变低且网络处于忙碌状态。

在情况A中，当前网络为新建立的网络或重建的网络，并未设置主链路，则需要基于链路的质量等级选择出主链路和备链路。这种情况下我们选择{Q_idle }里最高的链路。当选择出质量等级最高的链路有两条或多条时，根据链路的关键选项的评估等级，选择具有最优评估等级的链路为主链路，其中，关键选项为丢包、平均延迟、抖动中的一种。比如用户关心实时通信的质量，则可以选抖动作为关键选项，遇到多个质量等级相同的链路，择抖动最小的链路作为最终的主链路。根据这个选择规则，主链路是当前所有链路中网络条件最优的一条。

在情况B中,当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变低且网络不可用,即当前主链路的链路等级为0，则需立即重新选择主链路，根据各条链路的质量等级，确定各条链路中质量等级最高的一条为主链路，其他为备链路。当选择出质量等级最高的链路有两条或多条时，根据链路的关键选项的评估等级，选择具有最优评估等级的链路为主链路，其中，关键选项为丢包、平均延迟、抖动中的一种。

在情况C中，当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变低且网络处于忙碌状态，即当前链路的等级大于0。根据各条链路的质量等级，选出当前备链路中质量等级最高的一条，若当前备链路的质量等级高于当前主链路的质量等级，且当前备链路的带宽大于当前主链路的带宽，则选择当前备链路为主链路。具体地，发生情况C时，先看该链路带宽占比，如果带宽占比很高，则说明链路质量降低是因为网络非常忙碌，这种情况下，需要在带宽比当前主链路还大的备链路查找可用的链路。如果备链路中存在链路质量等级大于主链路，并且带宽比主链路大的链路，则选择为新的主链路。

所述步骤S40还包括：当检测到当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且等于当前主链路的质量等级Q_new=Q_main，且当前主链路满足当前主链路带宽占比低于带宽占比阈值的条件（例如，带宽占比阈值为30%，当前主链路带宽占比b低于30%），且当前备链路满足当前备链路的关键选项的评估等级优于当前主链路的同一关键选项的评估等级的条件时，则选择当前备链路为主链路；其中，关键选项为丢包、平均延迟、抖动中的一种。

所述步骤S40还包括：

当检测到当前网络中质量等级变化的链路为备链路，且当前备链路的质量等级变高且大于当前主链路的质量等级Q_new>Q_main，且当前备链路满足当前备链路带宽大于当前主链路带宽B_new> B_main的条件时，则选择当前备链路为主链路；

当检测到当前网络中质量等级变化的链路为备链路，且当前备链路的质量等级变高且大于当前主链路的质量等级Q_new>Q_main，且当前备链路满足当前备链路带宽小于等于当前主链路带宽B_new≤ B_main的条件，且当前主链路满足当前主链路带宽占比低于带宽占比阈值（例如，带宽占比阈值为30%，当前主链路带宽占比b低于30%）和当前主链路网络流量小于当前备链路的带宽B_new的条件，则选择当前备链路为主链路。

所述步骤S40还包括：

当检测到如下情况a、b、c、d、e中的一种时，确定当前主链路仍然为主链路：

a．当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变高；

b．当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变低；

c．当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且小于当前主链路的质量等级；

d．当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且等于当前主链路的质量等级，且无法满足当前主链路带宽占比低于带宽占比阈值的条件或当前备链路的关键选项的评估等级优于当前主链路的同一关键选项的评估等级的条件，其中，关键选项为丢包、平均延迟、抖动中的一种；

e．当前网络中质量等级变化的链路为备链路，且当前备链路的质量等级变高且大于当前主链路的质量等级，且无法满足当前备链路带宽小于等于当前主链路带宽的条件或当前主链路带宽占比低于带宽占比阈值的条件或当前主链路网络流量小于当前备链路的带宽的条件。

上述a、b、c情况实则为当前网络中的主链路仍然为所有链路中质量等级最高的，则不需要重新选择主链路。上述d、e情况是在比较后确定即使存在链路的质量等级超过当前主链路的质量等级的，但若d情况下不满足带宽占比或关键选项的条件时，则仍然选择当前主链路为主链路；若e情况下不满足带宽或带宽占比或网络流量的条件时，则仍然选择当前主链路为主链路。

基于网络是否设置主链路和备链路的情况，所述步骤S50具体包括：

若当前网络未设置主链路和备链路时，根据步骤S40确定的主链路和备链路设置客户端设备的路由；

若当前网络已设置主链路和备链路且主链路和备链路发生变化，则删除原路由设置，并根据步骤S40重新确定的主链路和备链路设置客户端设备的路由。

客户端设备还包括链路选择模块，用于根据链路评估模块得到各个链路的评估等级，选择当前最优链路为主链路。客户端设备还包括路由选路模块，根据链路选择模块的结果，设置客户端设备的路由。

将当前使用着的链路称为主链路，设主链路的质量等级为Q_main，而没有使用的链路称为备链路，链路质量等级为{Q_idle},可能会有多个，而最新变化链路质量等级为Q_new。客户端设备在执行步骤S40时，链路选择步骤如下：

检测当前网络中是否有主链路，如无主链路，则根据步骤S20、S30计算获得的链路的质量等级，来选择主链路。选择原则，取所有链路质量等级最高的为主链路，其他的为备链路。当链路质量等级最高的链路不止有一个时，则根据关键选项的评估等级最优的确定主链路。

检测当前网络中有主链路时，需要检测质量等级变化的是主链路还是备链路。若是主链路，则要分情况判断。

如果链路等级变高了，则链路不需做变化；如果链路等级变低了，并且链路等级为0，说明网络不可用，则需要根据步骤S20、S30计算获得的链路的质量等级，立即重新选路，取所有链路质量等级最高的为主链路。

如果链路等级变低，但其值仍大于0，则先看该链路带宽占比，如果带宽占比很高，则说明链路质量降低是因为网络非常忙碌，这种情况下，需要在带宽比当前主链路还大的备链路查找可用的链路。如果备链路中存在链路质量等级大于主链路，并且带宽比主链路大的链路，则选择为新的主链路，重新设置路由，链路选择模块通知路由选择模块切换路由。

如果最新变化链路是备链路，且链路质量等级是变低了，则不需要重新选择主链路。

如果最新变化链路是空闲链路，且链路质量等级是变高了，则需要分情况选择。

如果新链路质量等级小于主链路质量等级，则不需要重新选择主链路；

如果新链路质量等级等于主链路等级，则要看主链路带宽占比。如果带宽占比很低（比如带宽占比小于30%，网络空闲），则比较主链路和新链路的关键选项，如果新链路的关键选项比主链路更好，则需重新设置路由，则链路选择模块通知路由选择模块切换路由，其它情况都不需要切换链路；

如果新链路质量等级大于主链路等级，则比较主链路和新链路的带宽，如果新链路带宽比较大，切换当前路由，否则再看主链路带宽占比，如果主链路带宽占比很低（比如带宽占比小于30%，网络空闲），并且主链路的网络流量不超过新链路的带宽，需要重新设置路由，要切换路由，其他的情况不切换路由。

路由选路模块收到链路选择模块的路由切换通知后，将老链路的路由删除，并添加新的链路路由，完成链路选择。若未收到切换，则不需要重新设置路由。

本发明提供的基于云计算***下SD-WAN网络环境中客户端设备的智能链路选择方法，通过周期性的主动探测，及时评估网络质量等级，智能地为网络选择相对最优链路，并充分考虑用户实际使用需求（如关键选项的设置）。使用加权的丢包率、平均延迟、抖动，而非最近一次的链路丢包率、平均延迟、抖动，会在很大程度上减少网络震荡，另外选择链路时对主链路带宽及带宽占比的权衡，也会使得网络更稳定，提升用户的网络体验。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (4)

1.一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法,应用于客户端设备,其特征在于，方法包括：

步骤S10，客户端设备与部署于云环境中的多个边缘路由器之间建立多条通信链路；

步骤S20，探测各条通信链路的网络状况，包括：

步骤S21，向每条链路发送周期性探测指令，以获得各条通信链路的探测结果；

步骤S22，根据探测结果，获得各条链路的丢包率、平均延迟值、抖动值，并获取各条链路的带宽占比；

步骤S30，根据探测的网络状况，评估各条链路的质量等级，包括：

步骤S31,根据探测的网络状况, 确定各个链路的丢包评估等级、平均延迟评估等级、抖动评估等级,具体包括:

步骤S311，根据周期性探测的网络状态，各个链路具有多个周期探测的丢包率、平均延迟值、抖动值；依据加权算法确定各个链路加权后的丢包率、加权后的平均延迟值、加权后的抖动值；

步骤S312，将各个链路确定的加权后的丢包率与丢包率评估标准表对照，获得各个链路的丢包评估等级；将各个链路确定的加权后的平均延迟值与平均延迟值评估标准表对照，获得各个链路的平均延迟评估等级；将各个链路确定的加权后的抖动值与抖动值评估标准表对照，获得各个链路的抖动评估等级；

步骤S32，依据水桶定律，将每条链路中丢包评估等级、平均延迟评估等级、抖动评估等级中的最差的等级作为该链路的质量等级，以此方式确定所有链路的质量等级；

步骤S40，根据各条链路的质量等级，确定各条链路中质量等级最高的一条为主链路，其他为备链路，包括：

当检测到如下情况A、B、C中的一种时，根据各条链路的质量等级，确定各条链路中质量等级最高的一条为主链路，其他为备链路：

A．当前网络中未设置主链路；

B．当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变低且网络不可用；

C．当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变低且网络处于忙碌状态；

当各条链路中质量等级最高的链路有两条或多条时，根据链路的关键选项的评估等级，选择具有最优评估等级的链路为主链路，其中，关键选项为丢包、平均延迟、抖动中的一种；

当检测到当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且等于当前主链路的质量等级，且当前主链路满足当前主链路带宽占比低于带宽占比阈值的条件，且当前备链路满足当前备链路的关键选项的评估等级优于当前主链路的同一关键选项的评估等级的条件时，则选择当前备链路为主链路；

当检测到当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且大于当前主链路的质量等级，且当前备链路满足当前备链路带宽大于当前主链路带宽的条件时，则选择当前备链路为主链路；

当检测到当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且大于当前主链路的质量等级，且当前备链路满足当前备链路带宽小于等于当前主链路带宽的条件，且当前主链路满足当前主链路带宽占比低于带宽占比阈值和当前主链路网络流量小于当前备链路的带宽的条件，则选择当前备链路为主链路；

当检测到如下情况a、b、c、d、e中的一种时，确定当前主链路仍然为主链路：

a．当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变高；

b．当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变低；

c．当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且小于当前主链路的质量等级；

d．当前网络中质量等级变化的链路为当前备链路，且当前备链路的质量等级变高且等于当前主链路的质量等级，且无法满足当前备链路的关键选项的评估等级优于当前主链路的同一关键选项的评估等级的条件，其中，关键选项为丢包、平均延迟、抖动中的一种；

e．当前网络中质量等级变化的链路为备链路，且当前备链路的质量等级变高且大于当前主链路的质量等级，且无法满足当前主链路网络流量小于当前备链路的带宽的条件；

步骤S50，根据确定的主链路和备链路，设置客户端设备的路由。

2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法,其特征在于，所述客户端设备为CPE设备或VCPE设备。

3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法，其特征在于，情况C包括：当检测到当前网络中质量等级变化的链路为当前主链路，且当前主链路的质量等级变低且网络处于忙碌状态时，根据各条链路的质量等级，选出当前备链路中质量等级最高的一条，若当前备链路的质量等级高于当前主链路的质量等级，且当前备链路的带宽大于当前主链路的带宽，则选择当前备链路为主链路。

4.根据权利要求1所述的一种基于云计算的SD-WAN网络智能链路选择方法，其特征在于， 所述步骤S50包括：

若当前网络未设置主链路和备链路时，根据步骤S40确定的主链路和备链路设置客户端设备的路由；

若当前网络已设置主链路和备链路且主链路和备链路发生变化，则删除原路由设置，并根据步骤S40重新确定的主链路和备链路设置客户端设备的路由。

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