一种实现带宽分流方法及系统与流程

文档序号:11991122阅读:1008来源:国知局
本发明涉及数据传输技术领域,尤其涉及一种实现带宽分流方法及系统。

背景技术:
当前的网络设备,特别是无线移动网络设备,存在着上下行带宽不对等,上行带宽远低于下行带宽好几倍,如HSPA+网络的下行速率可支持到42Mbps,但上行最大仅支持到13Mbps,实际使用只有6Mbps,远远不满足大数据量上传的需求,如高清视频监控。另外除了上下行带宽的不对称以外,还存在着各网络接口带宽的不对称,基于IEEE802.3以太网标准的以太网口最高可达到1000Mbps,但用于接入Internet的网络接口,如固网WAN,无线移动3G/LTE网络,远低于100Mbps,造成了网络通信的瓶颈,而且当以高于接入Internet的网络接口带宽发送数据时,会造成数据严重积压、大批量丢失,在没有带智能QoS带宽优化的网络设备会导致传输效果恶化甚至传输崩溃。主分流设备相当于高带宽以太网接收原始大数据流,通过低带宽的Internet网(上行)转发到汇集设备,相对主分流设备,汇集设备接收数据流属于下行高带宽,一方面对于主分流设备,原始数据流接收端带宽远超过发送端,这就是网络接口带宽的不对称,另一方面对于汇集设备接收数据流带宽(下行)远超过主分流设备发送数据流带宽(上行),这就是网络上下行的不对称。

技术实现要素:
为了解决现有技术中的问题,本发明提供了一种一种实现带宽分流方法。本发明提供了一种实现带宽分流方法,包括如下步骤:A.主分流设备通过本地LAN口接收原始数据,主分流设备实时地分析判断自身当前网络承受最大的带宽情况,调整内部缓存空间大小与自身当前网络承受最大的带宽相同,计算和转发溢出带宽最大承受能力的部分原始数据到已级联在本地LAN口的辅助设备,主分流设备将缓存空间内的部分原始数据传输至汇集设备;B.辅助设备通过本地LAN口接收原始数据,辅助设备实时地分析判断自身当前网络承受最大的带宽情况,调整内部缓存空间大小与自身当前网络承受最大的带宽相同,计算和转发溢出带宽最大承受能力的部分原始数据到已级联在本地LAN口的下一级的辅助设备,辅助设备将缓存空间内的部分原始数据传输至汇集设备,辅助设备根据自身当前网络承受最大的带宽逐级分发部分原始数据直至全部原始数据传输至汇集设备结束。作为本发明的进一步改进,主分流设备和辅助设备分别与汇集设备建立通信通道。作为本发明的进一步改进,主分流设备通过TCP连接与汇集服务设备通信,辅助设备通过UDP连接与汇集服务设备通信。作为本发明的进一步改进,所述汇集设备接收主分流设备和辅助设备发送的部分原始数据,并将接收到的部分原始数据排序组装恢复为原始数据。作为本发明的进一步改进,所述汇集设备设有LAN口,汇集设备通过LAN口将原始数据发送出去。本发明还提供了一种实现带宽分流系统,包括:主分流设备、辅助设备、汇集设备,所述主分流设备和所述辅助设备通过LAN口相连,所述主分流设备和所述辅助设备分别与所述汇集设备相连;主分流设备通过本地LAN口接收原始数据,主分流设备实时地分析判断自身当前网络承受最大的带宽情况,调整内部缓存空间大小与自身当前网络承受最大的带宽相同,计算和转发溢出带宽最大承受能力的部分原始数据到已级联在本地LAN口的辅助设备,主分流设备将缓存空间内的部分原始数据传输至汇集设备;辅助设备通过本地LAN口接收原始数据,辅助设备实时地分析判断自身当前网络承受最大的带宽情况,调整内部缓存空间大小与自身当前网络承受最大的带宽相同,计算和转发溢出带宽最大承受能力的部分原始数据到已级联在本地LAN口的下一级的辅助设备,辅助设备将缓存空间内的部分原始数据传输至汇集设备,辅助设备根据自身当前网络承受最大的带宽逐级分发部分原始数据直至全部原始数据传输至汇集设备结束。作为本发明的进一步改进,主分流设备和辅助设备分别与汇集设备建立通信通道。作为本发明的进一步改进,主分流设备通过TCP连接与汇集服务设备通信,辅助设备通过UDP连接与汇集服务设备通信。作为本发明的进一步改进,所述汇集设备接收主分流设备和辅助设备发送的部分原始数据,并将接收到的部分原始数据排序组装恢复为原始数据。作为本发明的进一步改进,所述汇集设备设有LAN口,汇集设备通过LAN口将原始数据发送出去。本发明的有益效果是:本发明有效地解决当前Internet网络上下行带宽不对等和市面上所有网络设备内网和外网(Internet网)接口带宽的不对称引起数据流量丢失的问题。附图说明图1是本发明的实现带宽分流系统原理框图。具体实施方式本发明公开了一种实现带宽分流方法,包括如下步骤:第一步:主分流设备通过本地LAN口接收原始数据,主分流设备实时地分析判断自身当前网络承受最大的带宽情况,调整内部缓存空间大小与自身当前网络承受最大的带宽相同,计算和转发溢出带宽最大承受能力的部分原始数据到已级联在本地LAN口的辅助设备,主分流设备将缓存空间内的部分原始数据传输至汇集设备;第二步:辅助设备通过本地LAN口接收原始数据,辅助设备实时地分析判断自身当前网络承受最大的带宽情况,调整内部缓存空间大小与自身当前网络承受最大的带宽相同,计算和转发溢出带宽最大承受能力的部分原始数据到已级联在本地LAN口的下一级的辅助设备,辅助设备将缓存空间内的部分原始数据传输至汇集设备,辅助设备根据自身当前网络承受最大的带宽逐级分发部分原始数据直至全部原始数据传输至汇集设备结束。主分流设备和辅助设备分别与汇集设备建立通信通道。主分流设备通过TCP连接与汇集服务设备通信,辅助设备通过UDP连接与汇集服务设备通信。所述汇集设备接收主分流设备和辅助设备发送的部分原始数据,并将接收到的部分原始数据排序组装恢复为原始数据。所述汇集设备设有LAN口,汇集设备通过LAN口将原始数据发送出去。如图1所示,本发明还公开了一种实现带宽分流系统,包括:主分流设备、辅助设备、汇集设备,所述主分流设备和所述辅助设备通过LAN口相连,所述主分流设备和所述辅助设备分别与所述汇集设备相连。本发明有效地解决当前Internet网络上下行带宽不对等和市面上所有网络设备内网和外网(Internet网)接口带宽的不对称引起数据流量丢失,无法满足高带宽传输的应用。本发明可以成倍增加无线通讯系统带宽,但不仅限于无线通讯系统,有线固网通讯系统也同样适合。本发明将两个以上的网络传输设备(主分流设备和辅助设备)级联在一起,通过分析带宽,分割带宽,转发溢出的带宽到下级的辅助设备的方法,把高带宽的数据流量按级联设备能承受的网络带宽能力进行分发传输。各级联设备微处理器能实时地分析判断自身当前网络承受最大的带宽情况,智能化调整内部缓存空间大小,快速计算和转发溢出带宽。汇集设备将由主设备创建连接并激活相关的下级级联设备的服务线程,服务线程接受对应的下级级联设备的数据流量,缓存在汇集设备创建的临时空间,汇集设备启用线程组装数据流量并转发出汇集设备。本发明的增量技术实现带宽分流的方法包括:构建多台级联设备(假定1~N号设备,1号设备为主分流设备,2~N号设备为级联的辅助设备,其中N>1),所述的级联设备包括微处理器、LAN以太网口、WANInternet以太网口(有线固网或无线移动网络口,如3G/LTE无线通讯模组),所述的LAN以太网口接收原始大数据流,由WANInternet以太网口转发数据流到汇集设备,可以通过有线Internet固网,如中国电信运营商ADSL网络,也可以通过无线Internet移动网络,如中国移动运营商TDD-LTE网络,微处理器构建Internet拨号,将LAN口接收到的数据量路由转发到Internet端,另外级联设备多个LAN口支持路由转发。构建一台汇集设备,所述汇集设备包括微处理器、LAN以太网口、WANInternet以太网口(有线固网或无线移动网络口,如3G/LTE无线通讯模组),所述的WANInternet以太网口可以接受到多台级联设备转发过来的数据流,可以通过有线Internet固网,如中国电信运营商ADSL网络,也可以通过无线Internet移动网络,如中国移动运营商TDD-LTE网络,所述的LAN以太网口可以转发汇集后完整的数据量到用户侧。主分流设备与下级级联使用相同的软件,上电后在相对小的时间(小于1秒)的随机延时,然后根据配置主动向汇集设备发起注册动作。汇集设备根据级联设备的注册ID确定设备所属信道,建立链路并注册自己的通道,激活服务端线程。如果汇集设备已经存在对应线程,则直接返回主分流设备的地址,令设备转而进入本地辅助模式。主分流设备与汇集设备每隔1秒交互带宽情况,可通过MTU(最大传输单元)、MRU(最大接收单元)发现结合QoS智能带宽调整以及主动带宽学习技术,实时地分析判断自身当前网络承受最大的带宽情况,智能化调整内部缓存空间大小,快速计算和转发溢出带宽到已级联在本地LAN口的辅助设备。级联的辅助设备将溢出的带宽不断地逐级分发,直到原始数据流带宽分发完为止。主分流设备通过TCP连接与汇集设备通信,下级级联辅助设备通过UDP连接与汇集设备通信。级联设备通过接收、缓存、分析原始或上级溢出的数据流量,检查设备自身链路状态,如果链路关闭,则激活链路。如果失败直接退回上级级联设备。级联设备检查带宽余量,开始数据分段,声明传送本级分段的数据分片,如果全部带宽余量转发完毕,则设置为IDLE状态。如果还有溢出的分段,封装成级联消息通过本地级联LAN口转发到下级。汇集设备,将创建与级联设备对应链路的线程,接收对应线程的数据,建立缓冲区,排序并组装分片,汇集成大流量转发到LAN用户侧。假定原始NMbps带宽的数据量通过主分流设备LAN口进入带宽分流系统,主分流1号设备能承担最大带宽为N1Mbps(N>N1),则溢出的(N-N1)Mbps转由下级级联辅助2号设备分发,同理下级级联辅助2号设备能承担最大带宽为N2Mbps((N-N1)>N2),则溢出的(N-N1–N2)Mbps转由下级级联辅助3号设备分发,以此类推,NMbps的带宽可以由级联设备承担分发,由于本地级联LAN口转发带宽远大于原始数据流带宽,转发延时非常小,可忽略不计,本地数据包溢出分段由微处理器处理,分段的延时远小于设备从LAN到WANInternet转发延时,因此增量技术实现了带宽分流,解决了大数据量传输延时和数据丢失,满足了高带宽传输的需求。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
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