CN114422416B - 多链路聚合的数据传输方法、***、装置及存储介质 - Google Patents

多链路聚合的数据传输方法、***、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多链路聚合的数据传输方法、***、装置及存储介质，包括：按照预设时间间隔分别获取多链路的往返时间和发送流量；接收聚合服务器端发送的多链路的接收流量的数值；根据多链路的发送流量的数值及接收流量的数值计算对应的多链路的有效接收率，根据多链路的发送流量预测多链路的预测发送流量；根据多链路的往返时间、有效接收率、发送流量及预测发送流量预测多链路的预测往返时间及预测有效接收率；根据多链路的预测发送流量、预测往返时间及预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量。本发明实施例能够减少时延并提高多条链路的带宽利用率，可广泛应用于通信技术领域。

Description

多链路聚合的数据传输方法、***、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多链路聚合的数据传输方法、***、装置及存储介质。
背景技术
随着互联网技术和无线通信技术的飞速发展，各类应用(特别是视频相关业务)对带宽的要求越来越高。为了更好的传输大流量的数据，需要将不同链路的带宽(如无线带宽和有线带宽)资源进行聚合。其中，无线链路具有以下的几个特点：1、不同运营商的链路带宽是不均衡的；2、无线链路的带宽是动态变化的，在高速移动场景下变化会更快；3、不同链路间的时延是不同的，流量的变化也会对时延产生影响。相对于无线链路，有线链路则具有带宽稳定的特点，但是不同的有线链路之间的时延也是不同的。由于无线链路和有线链路具有以上的特点，发送端通过多个链路与聚合服务器进行数据传输，在传输过程中为保证传输数据的完整性，通常会造成了不同链路上的带宽损失。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种多链路聚合的数据传输方法、***、装置及存储介质，能够减少时延并提高多条链路的带宽利用率。
第一方面，本发明实施例提供了一种多链路聚合的数据传输方法，包括：
按照预设时间间隔分别获取多链路的往返时间和多链路的发送流量；
接收聚合服务器端发送的按照所述预设时间间隔记录的多链路的接收流量的数值；
根据所述多链路的发送流量的数值及所述多链路的接收流量的数值计算对应的多链路的有效接收率，根据所述多链路的发送流量预测多链路的预测发送流量；根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，根据所述多链路的有效接收率、所述多链路的发送流量及所述预测发送流量预测多链路的预测有效接收率；
根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量。
可选地，根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，具体包括：
根据所述多链路的往返时间及所述多链路的发送流量拟合多链路的第一关系函数；
根据所述多链路的预测发送流量及所述多链路的第一关系函数预测多链路的预测往返时间。
可选地，根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，具体包括：
根据所述多链路的有效接收率和所述多链路的发送流量拟合多链路的第二关系函数；
根据所述多链路的预测发送流量及所述多链路的第二关系函数预测多链路的预测有效接受率。
可选地，所述根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量，具体包括：
当所述多链路的预测发送流量之和大于或等于所述待发送流量、所述多链路的预测往返时间的最大值与最小值的差值小于或等于预设的往返时间阈值且所述多链路的所述预测有效接受率的最小值大于或等于预设的有效接受率阈值，选择多链路的往返时间总和最少的一组链路按照预测发送流量发送待发送流量。
可选地，所述根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量，具体包括：
当所述多链路的预测发送流量小于所述待发送流量、所述多链路的预测往返时间的最大值与最小值的差值大于预设的往返时间阈值或所述多链路的所述预测有效接受率的最小值小于预设的有效接受率阈值，将待发送流量平均分配到各链路进行传输。
第二方面，本发明实施例提供了一种多链路聚合的数据传输***，包括：
第一模块，用于按照预设时间间隔分别获取多链路的往返时间和多链路的发送流量；
第二模块，用于接收聚合服务器端发送的按照所述预设时间间隔记录的多链路的接收流量的数值；
第三模块，用于根据所述多链路的发送流量的数值及所述多链路的接收流量的数值计算对应的多链路的有效接收率，根据所述多链路的发送流量预测多链路的预测发送流量；根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，根据所述多链路的有效接收率、所述多链路的发送流量及所述预测发送流量预测多链路的预测有效接收率；
第四模块，用于根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量。
第三方面，本发明实施例提供了一种多链路聚合的数据传输装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述的方法。
第五方面，本发明实施例提供了一种多链路聚合的数据传输***，包括发送端和聚合服务器，其中，
所述聚合服务器，用于按照预设时间间隔接收所述发送端发送的多链路发送流量，并将多链路接收流量的数值返回给所述发送端；
所述发送端包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法。
实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例通过多链路的往返时间、多链路的发送流量及多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，通过多链路的有效接收率、多链路的发送流量及预测发送流量预测多链路的预测有效接收率，再根据多链路的预测发送流量、多链路的预测往返时间及多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量，从而减少时延并提高多条链路的带宽利用率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种多链路聚合的数据传输***的结构框图；
图2是本发明实施例提供的一种多链路聚合的数据传输方法的步骤流程示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种多链路聚合的数据传输***的结构框图；
图4是本发明实施例提供的一种多链路聚合的数据传输装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
参阅图1，发送端M将原始数据流通过不同的链路发送到指定的聚合服务器S上，由聚合服务器S对接收到的数据进行整合，整合完毕后发送给最终的用户。如发送端M发送原始数据流P{x}，P{x}中包含了n个子数据单元P1、P2...Pn；该n个子数据单元在多条链路上进行传输，发送到聚合服务器S上。当子数据单元P1到Pn传送到聚合服务器S时，由于不同链路间的RTT(Round-Trip Time，往返时延)各不相同，这样就会造成子数据单元P1到Pn到达聚合服务器S的时间具有差异性。而聚合服务器需要整合P1到Pn的所有数据单元之后才可以还原得到原始数据流P{x}。
为了保证数据流P{x}完整、有序的到达聚合服务器S，多链路传输可以采用以下的几个方法：1、聚合服务器S在等待了超时时间tw后发现未接收到数据单元Pi，则主动向发送端M发送一个对数据单元Pi的重新传输的请求Ri。发送端M接收到该请求Ri后，再次通过链路发送数据单元Pi。2、发送端M主动向多个链路发送多份相同的子数据Pi，聚合服务器S就会从不同隧道接收到子数据单元Pi，当聚合服务器在接收到首个完整的子数据Pi对后，会丢弃后续来自其他链路的子数据单元Pi。3、发送端M使用编码算法，对原始数据P{x}进行重新编码，然后将重新编码得到的数据流Q{x}，通过不同的链路发送给聚合服务器S。聚合服务器S根据特定的解码算法，在接收到完整的Q{x}数据流之后，还原得到原始数据流P{x}。
在上述方法1和方法2中，发送端M发送了一部分的冗余数据，造成了链路带宽的损失，并且方法1还依赖于聚合服务器S的重传反馈R，这样就导致变相的增加了数据的传送时间。在方法3中，编解码算法往往需要消耗一部分的CPU资源，如果CPU运算能力不强，则会导致编解码速度跟不上数据传输速度；并且，发送端M在发送原始数据的时候，还会向聚合服务器S发送一部分编码报文，这样也造成了一定的带宽损失。
如图2所示，本发明实施例提供了一种多链路聚合的数据传输方法，应用于发送端，其包括的步骤如下所示。
S100、按照预设时间间隔分别获取多链路的往返时间和多链路的发送流量。
具体地，发送端M定时t刷新T1到Tn的通信链路的往返时间RTT。分别记为RTT1到RTTn，并记录此时T1到Tn的发送流量，依次记为F1到Fn。
S200、接收聚合服务器端发送的按照所述预设时间间隔记录的多链路的接收流量的数值。
具体地，聚合服务器端S按定时时间t记录链路T1到Tn的实际接收流量，依次记为G1到Gn，并将该G1到Gn返回给发送端M。发送端M接收G1到Gn的信息后，记录G1到Gn的信息。
S300、根据所述多链路的发送流量的数值及所述多链路的接收流量的数值计算对应的多链路的有效接收率，根据所述多链路的发送流量预测多链路的预测发送流量；根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，根据所述多链路的有效接收率、所述多链路的发送流量及所述预测发送流量预测多链路的预测有效接收率。
具体地，根据以上步骤，得到t时刻的各链路信息如表1所示。其中有效接收率Ri的计算公式为Ri＝Gi/Fi，i的取值范围为1～n。
表一
链路序号 链路RTT 链路发送流量 链路实际接收流量 有效接收率
1 RTT1 F1 G1 R1
2 RTT2 F2 G2 R2
... ... ... ... ...
n RTTn Fn Gn Rn
需要说明的是，多链路的预测发送流量的预测方式包括多种方式，如以上一个时间间隔对应的发送流量作为参考，并根据网络情况进行适当的增减，本实施例不做具体限制。
可选地，根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，具体包括：
S310、根据所述多链路的往返时间及所述多链路的发送流量拟合多链路的第一关系函数；
S320、根据所述多链路的预测发送流量及所述多链路的第一关系函数预测多链路的预测往返时间。
具体地，根据表一可以拟合得到各链路i的发送流量Fi与链路RTTi的关系函数fi(x)。然后，根据关系函数fi(x)可预测多链路的预测发送流量对应的多链路的预测往返时间。
可选地，根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，具体包括：
S330、根据所述多链路的有效接收率和所述多链路的发送流量拟合多链路的第二关系函数；
S340、根据所述多链路的预测发送流量及所述多链路的第二关系函数预测多链路的预测有效接受率。
具体地，根据表一可以拟合各链路i的发送流量Fi与有效接收率Ri的关系函数gi(x)。然后，根据关系函数gi(x)可预测多链路的预测发送流量对应的多链路的预测有效接受率。
S400、根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量。
具体地，根据多链路的预测发送流量、多链路的预测往返时间及多链路的预测有效接收率是否能够满足预设的阈值要求确定多链路的传输路线及传输流量。
可选地，所述根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量，具体包括：
S410A、当所述多链路的预测发送流量之和大于或等于所述待发送流量、所述多链路的预测往返时间的最大值与最小值的差值小于或等于预设的往返时间阈值且所述多链路的所述预测有效接受率的最小值大于或等于预设的有效接受率阈值，选择多链路的往返时间总和最少的一组链路按照预测发送流量发送待发送流量。
具体地，发送端M在时刻tx，记此时待发送的业务流量为Fs，各个链路预测发送的流量记为H1到Hn，记对应RTT最小值为RTTmin＝min{fi(Hi)}，最大值为RTTmax＝max{fi(Hi)}，RTT发送阈值为RTTth，则H1到Hn需满足以下约束条件：
H1+H2+...+Hn>＝Fs (1)
RTTmax-RTTmin<＝RTTth (2)
Rmin>＝Rth (3)
当满足以上约束条件(1)、(2)及(3)的H1到Hn存在，则选取出RTTzmin最小的一组H1到Hn按照预测的发送流量传输带发送流量，其中，RTTzmin为链路H1到Hn的RRT总和。
可选地，所述根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量，具体包括：
S410B、当所述多链路的预测发送流量小于所述待发送流量、所述多链路的预测往返时间的最大值与最小值的差值大于预设的往返时间阈值或所述多链路的所述预测有效接受率的最小值小于预设的有效接受率阈值，将待发送流量平均分配到各链路进行传输。
具体地，当没有找到不能同时满足上述约束条件(1)、(2)及(3)的H1到Hn，则将待发送流量平均分配到各链路进行传输。
实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例通过多链路的往返时间、多链路的发送流量及多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，通过多链路的有效接收率、多链路的发送流量及预测发送流量预测多链路的预测有效接收率，再根据多链路的预测发送流量、多链路的预测往返时间及多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量，从而减少时延并提高多条链路的带宽利用率。
如图3所示，本发明实施例提供了一种多链路聚合的数据传输***，包括：
第一模块，用于按照预设时间间隔分别获取多链路的往返时间和多链路的发送流量；
第二模块，用于接收聚合服务器端发送的按照所述预设时间间隔记录的多链路的接收流量的数值；
第三模块，用于根据所述多链路的发送流量的数值及所述多链路的接收流量的数值计算对应的多链路的有效接收率，根据所述多链路的发送流量预测多链路的预测发送流量；根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，根据所述多链路的有效接收率、所述多链路的发送流量及所述预测发送流量预测多链路的预测有效接收率；
第四模块，用于根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量。
可见，上述方法实施例中的内容均适用于本***实施例中，本***实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
如图4所示，本发明实施例提供了一种多链路聚合的数据传输装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法。
可见，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
此外，本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，计算机程序产品或计算机程序存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机程序，处理器执行该计算机程序，使得该计算机设备执行上述的方法。同样地，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
参阅图1，本发明实施例提供了一种多链路聚合的数据传输***，包括发送端和聚合服务器，其中，
所述聚合服务器，用于按照预设时间间隔接收所述发送端发送的多链路发送流量，并将多链路接收流量的数值返回给所述发送端；
所述发送端包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法。
可见，上述方法实施例中的内容均适用于本***实施例中，本***实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种多链路聚合的数据传输方法，其特征在于，包括：
按照预设时间间隔分别获取多链路的往返时间和多链路的发送流量；
接收聚合服务器端发送的按照所述预设时间间隔记录的多链路的接收流量的数值；
根据所述多链路的发送流量的数值及所述多链路的接收流量的数值计算对应的多链路的有效接收率，根据所述多链路的发送流量预测多链路的预测发送流量；根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，根据所述多链路的有效接收率、所述多链路的发送流量及所述预测发送流量预测多链路的预测有效接收率；
根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量；具体包括：根据所述多链路的预测发送流量与待发送流量之间的大小关系、所述多链路的预测往返时间的最大值与最小值的差值与预设的往返时间阈值之间的大小关系且所述多链路的所述预测有效接收率的最小值与预设的有效接收率阈值之间的大小关系确定链路的传输路线及传输流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，具体包括：
根据所述多链路的往返时间及所述多链路的发送流量拟合多链路的第一关系函数；
根据所述多链路的预测发送流量及所述多链路的第一关系函数预测多链路的预测往返时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述多链路的有效接收率、所述多链路的发送流量及所述预测发送流量预测多链路的预测有效接收率，具体包括：
根据所述多链路的有效接收率和所述多链路的发送流量拟合多链路的第二关系函数；
根据所述多链路的预测发送流量及所述多链路的第二关系函数预测多链路的预测有效接收率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量，具体包括：
当所述多链路的预测发送流量之和大于或等于待发送流量、所述多链路的预测往返时间的最大值与最小值的差值小于或等于预设的往返时间阈值且所述多链路的所述预测有效接收率的最小值大于或等于预设的有效接收率阈值，选择多链路的往返时间总和最少的一组链路按照预测发送流量发送待发送流量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量，具体包括：
当所述多链路的预测发送流量小于待发送流量、所述多链路的预测往返时间的最大值与最小值的差值大于预设的往返时间阈值或所述多链路的所述预测有效接收率的最小值小于预设的有效接收率阈值，将待发送流量平均分配到各链路进行传输。
6.一种多链路聚合的数据传输***，其特征在于，包括：
第一模块，用于按照预设时间间隔分别获取多链路的往返时间和多链路的发送流量；
第二模块，用于接收聚合服务器端发送的按照所述预设时间间隔记录的多链路的接收流量的数值；
第三模块，用于根据所述多链路的发送流量的数值及所述多链路的接收流量的数值计算对应的多链路的有效接收率，根据所述多链路的发送流量预测多链路的预测发送流量；根据所述多链路的往返时间、所述多链路的发送流量及所述多链路的预测发送流量预测多链路的预测往返时间，根据所述多链路的有效接收率、所述多链路的发送流量及所述预测发送流量预测多链路的预测有效接收率；
第四模块，用于根据所述多链路的预测发送流量、所述多链路的预测往返时间及所述多链路的预测有效接收率确定多链路的传输路线及传输流量；具体包括：根据所述多链路的预测发送流量与待发送流量之间的大小关系、所述多链路的预测往返时间的最大值与最小值的差值与预设的往返时间阈值之间的大小关系且所述多链路的所述预测有效接收率的最小值与预设的有效接收率阈值之间的大小关系确定链路的传输路线及传输流量。
7.一种多链路聚合的数据传输装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-5任一项所述的方法。
8.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
9.一种多链路聚合的数据传输***，其特征在于，包括发送端和聚合服务器，其中，
所述聚合服务器，用于按照预设时间间隔接收所述发送端发送的多链路发送流量，并将多链路接收流量的数值返回给所述发送端；
所述发送端包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-5任一项所述的方法。
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