一种信息传输平台的智能路由方法及系统与流程

本发明属于路由策略
技术领域：
，特别涉及一种信息传输平台的智能路由方法及系统。
背景技术：
：目前，通过网络进行信息传输已经成为最主要的信息传输方式。网络可以用来传输文本、图像、软件、音频、视频等多种形式的文件数据。由于音频和视频文件往往由多种格式叠加而成，容量较大、内容繁多、格式复杂，因此这类文件的传输质量和效率很大程度上取决于网络环境的质量，使得传输路径和传输方式的选择会大大影响传输的效果。目前在一个整体的网络中，往往通过传输路径的长度来判断传输路径的质量。但受到不同节点本身性质的影响，最短的传输路径并不能代表最快的传输速度，更不能代表最好的传输效果。因此综合分析多种因素，选择质量最好、效率最高的传输路径，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种信息传输平台的智能路由方法及系统。本发明具体技术方案如下：本发明一方面提供了一种信息传输平台的智能路由方法，包括如下步骤：s1：实时采集网络节点之间的网络状态信息，根据网络状态信息，分别为每个所述网络节点选出至少一个一类关键节点和至少一个二类关键节点；s2：根据所述关键节点为每个所述网络节点计算可使用的路径，并生成路径表，所述路径必须经过至少一个一类关键节点，且不经过任何二类关键节点；s3：分别向每个所述网络节点发送所述路径表中与该网络节点有关的信息，使每个所述网络节点创建新的本地路由表；s4：所述网络节点根据所述本地路由表和预设的路由策略，接收媒体流信息并进行转发。进一步地，步骤s1中，所述关键节点的选择方法如下：s1.1：根据网络节点连接情况建立网络节点邻接矩阵a＝[aij]n×n，其中n为网络中的节点数量；当节点i和节点j有链接时，aij＝1；当节点i和节点j无链接时，aij＝0；s1.2：根据如下公式计算网络中相邻网络节点之间的通道有效性p和节点有效性v：其中，wij为节点i到节点j的通道的带宽，γ(i)为节点i的相邻节点的集合，nij为节点i到节点j之间的路径的数量，其计算公式如下：s1.3：通过所述邻接矩阵和所述通道有效性，建立通道影响矩阵；s1.4：通过所述通道影响矩阵和所述节点有效性，建立结构洞影响矩阵mh；s1.5：根据如下公式计算各节点在网络信息传输中的重要性s：s1.6：根据重要性s，按照从大到小的顺序对所述网络节点进行排序，排序靠前的节点选为一类关键节点，排序靠后的节点为二类关键节点。进一步地，步骤s1还包括如下步骤：s1.7：根据通道有效性，按照从大到小的顺序对网络中所有通道进行排序，排序靠前的通道选为可用通道，排序靠后的通道为不可用通道。进一步地，步骤s2的具体方法如下：s2.1：分别查找每个所述网络节点与不相邻的网络节点之间的最短路径，所述最短路径至少经过一个一类关键节点；s2.2：判断所述最短路径经过的所有网络节点中是否存在二类关键节点，如不存在，则将该最短路径设为所述网络节点到相应网络节点的备选路径；如存在，则从所述二类关键节点的前一节点开始更换路线，查找避开所述二类关键节点的新路径，作为所述网络节点到相应网络节点的备选路径。进一步地，步骤s2还包括如下步骤：s2.3：判断所述备选路径中是否存在不可用通道，如不存在，则将该备选路径作为所述网络节点到相应网络节点的可用路径；如存在，则从所述不可用通道的起点节点开始更换路线，查找避开所述不可用通道的新路径，作为所述网络节点到相应网络节点的可用路径。进一步地，步骤s4的具体方法如下：s4.1：设置一个延时阈值t0和一个丢包率阈值r0；s4.2：根据所述网络状态信息，对任意两个所述网络节点之间的延时时长t和丢包率r进行分析，当t≤t0且r≤r0时，通过所述最短路径对所述媒体流信息进行转发；当t＞t0或r＞r0时，切换至所述备选路径对所述媒体流信息进行转发；当t＞2t0且r＞r0时，切换至所述可用路径对所述媒体流信息进行转发。本发明另一方面提供了一种信息传输平台的智能路由系统，包括如下部分：信息采集模块，用于实时采集网络节点之间的网络状态信息；关键节点选取模块，用于根据网络状态信息，分别为每个所述网络节点选出至少一个一类关键节点和至少一个二类关键节点；路径计算模块，用于根据所述关键节点为每个所述网络节点计算可用路径，并生成路径表，所述可用路径必须经过至少一个一类关键节点，且不经过任何二类关键节点；路由表更新模块，用于分别向每个所述网络节点发送所述路径表中与该网络节点有关的信息，使每个所述网络节点创建新的本地路由表；媒体流转发模块，用于根据所述本地路由表和预设的路由策略，接收媒体流信息并进行转发。进一步地，所述关键节点选取模块包括如下部分：重要性计算单元，用于根据结构洞原理，计算网络中所有网络节点的重要性s，计算方法如下：根据网络节点连接情况建立网络节点邻接矩阵a＝[aij]n×n，其中n为网络中的节点数量；当节点i和节点j有链接时，aij＝1；当节点i和节点j无链接时，aij＝0；根据如下公式计算网络中相邻网络节点之间的通道有效性p和节点有效性v：其中，wij为节点i到节点j的通道的带宽，γ(i)为节点i的相邻节点的集合，nij为节点i到节点j之间的路径的数量，其计算公式如下：通过所述邻接矩阵和所述通道有效性，建立通道影响矩阵；通过所述通道影响矩阵和所述节点有效性，建立结构洞影响矩阵mh；根据如下公式计算各节点在网络信息传输中的重要性s：节点判断单元，用于根据重要性s，按照从大到小的顺序对所述网络节点进行排序，排序靠前的节点选为一类关键节点，排序靠后的节点为二类关键节点；通道判断单元，用于根据通道有效性，按照从大到小的顺序对网络中所有通道进行排序，排序靠前的通道选为可用通道，排序靠后的通道为不可用通道。进一步地，路径计算模块包括如下部分：最短路径查找单元，用于分别查找每个所述网络节点与其他网络节点之间的最短路径，所述最短路径至少经过一个一类关键节点；备选路径查找单元，用于判断所述最短路径经过的所有网络节点中是否存在二类关键节点，如不存在，则将该最短路径设为所述网络节点到相应网络节点的备选路径；如存在，则从所述二类关键节点的前一节点开始更换路线，查找避开所述二类关键节点的新路径，作为所述网络节点到相应网络节点的备选路径；可用路径查找单元，用于判断所述备选路径中是否存在不可用通道，如不存在，则将该备选路径作为所述网络节点到相应网络节点的可用路径；如存在，则从所述不可用通道的起点节点开始更换路线，查找避开所述不可用通道的新路径，作为所述网络节点到相应网络节点的可用路径。进一步地，所述媒体流转发模块包括如下部分：延时判断单元，用于设置一个延时阈值t0，并对任意两个所述网络节点之间的延时时长t进行分析；丢包率判断单元，用于设置一个丢包率阈值r0，并对任意两个所述网络节点之间的丢包率r进行分析；路径选择单元，用于根据所述延时判断单元和所述丢包率判断单元的分析结果，选择用于对所述媒体流信息进行转发的路径；当t≤t0且r≤r0时，所述路径为所述最短路径；当t＞t0或r＞r0时，所述路径为所述备选路径；当t＞2t0且r＞r0时，所述路径为所述可用路径。本发明的有益效果如下：本发明提供了一种信息传输平台的智能路由方法及相应的系统，首先计算相邻节点之间通道的传输能力(即通道有效性)，并通过结构洞原理计算出各个网络节点在网络信息传输中的潜在传输能力和中转能力(即重要性)，据此选出一类关键节点(传输能力强)和二类关键节点(传输能力弱)，同时根据通道有效性选出可用通道和不可用通道；根据关键节点查找不相邻的两个网络节点之间的传输路径，传输路径应当包含至少一个一类关键节点，并且不包含任何二类关键节点；同时还可以根据路径中包含的通道的种类对路径本身进行调整并分类。通过上述方式，可以将原有的查找最短路径改为查找传输效果最好的路径，并且可以同时提供多种路径，从而可以根据网络状态选定适合的路径，大大提高了数据传输的质量和效率。附图说明图1为实施例1所述的一种信息传输平台的智能路由方法的流程图；图2为实施例1所述的一种信息传输平台的智能路由方法中步骤s1的流程图；图3为实施例1所述的一种信息传输平台的智能路由方法中步骤s2的流程图；图4为实施例2所述的一种信息传输平台的智能路由系统的结构示意图；图5为实施例3所述的一种信息传输平台的智能路由系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1如图1所示，本发明实施例1提供了一种信息传输平台的智能路由方法，包括如下步骤：s1：实时采集网络节点之间的网络状态信息，根据网络状态信息，分别为每个网络节点选出至少一个一类关键节点和至少一个二类关键节点；网络状态信息具体包括媒体信息传输过程中的丢包率、网络延时、网络抖动、带宽等，可以据此判断媒体信息的传输效果；本发明实施例中，每个网络节点对应一个网络域，每个网络域分别部署一个网络探测服务；每个网络节点中的网络探测服务向其他网络节点按照预设的频率或周期发送rtcp/sr(rtpcontrolprotocol，rtp控制协议；senderreport，发送端报告)探测包，并接收后一网络节点响应的rtcp/rr响应包，解析响应包，从而获取两个节点之间的网络状态信息；在本实施例中，根据网络状态信息进行分析时，首先部署influxdb时序数据库和consumer消息转储服务；consumer辅助模块实时拉取activemq(消息队列)的topic中的网络状态信息，将其字符串格式化为influxdb数据库的插入语句，并转存到influxdb时序数据库中；本实施例中，可以依据结构洞理论计算各个网络节点在网络信息传输中的重要性并进行排序，排序靠前的节点选为一类关键节点，排序靠后的节点为二类关键节点；s2：根据关键节点为每个网络节点计算可使用的路径，并生成路径表，路径必须经过至少一个一类关键节点，且不经过任何二类关键节点；一类关键节点应当是会对大部分节点之间的信息传输产生较大影响的节点，因此应当是带宽较大、通道较多的节点，信息传输过程经过的概率较大；二类关键节点是带宽较小、通道较少的节点，传输效果较差，信息传输过程中应当尽量避开；一类关键节点或二类关键节点还可以是节点组，此时信息的传输全部依赖于一类关键节点；s3：分别向每个网络节点发送路径表中与该网络节点有关的信息，使每个网络节点创建新的本地路由表；s4：网络节点根据本地路由表和预设的路由策略，接收媒体流信息并进行转发；当信息在两节点之间的传输效率和质量均较高时，可以直接采用原始路径进行传输；当使用原始路径无法保证传输的效率和质量时，即更换为重新选定的路径进行传输。如图2所示，具体实施时，步骤s1中，关键节点的选择方法如下：s1.1：根据网络节点连接情况建立网络节点邻接矩阵a＝[aij]n×n，其中n为网络中的节点数量；当节点i和节点j有链接时，aij＝1；当节点i和节点j无链接时，aij＝0；s1.2：根据如下公式计算网络中相邻网络节点之间的通道有效性p和节点有效性v：其中，wij为节点i到节点j的通道的带宽，γ(i)为节点i的相邻节点的集合，nij为节点i到节点j之间的路径的数量，其计算公式如下：s1.3：通过所述邻接矩阵和所述通道有效性，建立通道影响矩阵；s1.4：通过所述通道影响矩阵和所述节点有效性，建立结构洞影响矩阵mh；s1.5：根据如下公式计算各节点在网络信息传输中的重要性s：s1.6：根据重要性s，按照从大到小的顺序对所述网络节点进行排序，排序靠前的节点选为一类关键节点，排序靠后的节点为二类关键节点；s1.7：根据通道有效性，按照从大到小的顺序对网络中所有通道进行排序，排序靠前的通道选为可用通道，排序靠后的通道为不可用通道；可用通道和不可用通道的数量和比例可以根据网络的实际情况进行设定。如表1所示，通过上述计算，可以比较具体某一通道或节点在该网络系统中传输信息的能力，从而判断在网络中有媒体信息传输时该网络节点可能的参与程度；一类关键节点和二类关键节点的数量或比例可以根据网络的实际情况进行设定。表1基于重要性s的网络节点矩阵示例目的网络节点编号o目的网络节点编号p目的网络节点编号q源网络节点编号ino{正常}np{正常}nq{延迟}源网络节点编号jmo{正常}{关键}mp{抖动}mq{正常}源网络节点编号klo{丢包}{关键}lp{正常}lq{正常}如图3所示，具体实施时，步骤s2的具体方法如下：s2.1：分别查找每个网络节点与不相邻的网络节点之间的最短路径，最短路径至少经过一个一类关键节点；为了确保媒体信息传输的效果，两个不相邻的网络节点之间的最短路径至少要经过一个一类关键节点，以便充分利用带宽资源提高传输效率；s2.2：判断最短路径经过的所有网络节点中是否存在二类关键节点，如不存在，则将该最短路径设为网络节点到相应网络节点的备选路径；如存在，则从二类关键节点的前一节点开始更换路线，查找避开二类关键节点的新路径，作为网络节点到相应网络节点的备选路径；当最短路径中存在二类关键节点时，会影响媒体传输的效果，此时应当重新选择避开该节点的新路径，该新路径的传输效果由于最短路径；s2.3：判断备选路径中是否存在不可用通道，如不存在，则将该备选路径作为网络节点到相应网络节点的可用路径；如存在，则从不可用通道的起点节点开始更换路线，查找避开不可用通道的新路径，作为网络节点到相应网络节点的可用路径；当备选路径中存在不可用通道时，也会影响媒体传输的效果，此时应当重新选择避开该通道的新路径，该新路径的传输效果由于备选路径。在本实施例中，重新查找新路径时，可优先选择距离最近的一类关键节点，从而大大降低计算量，并且能充分利用网络资源、提高信息传输的效率和质量。具体实施时，步骤s4的具体方法如下：s4.1：设置一个延时阈值t0和一个丢包率阈值r0；s4.2：根据网络状态信息，对任意两个网络节点之间的延时时长t和丢包率r进行分析，当t≤t0且r≤r0时，通过最短路径对媒体流信息进行转发；当t＞t0或r＞r0时，切换至备选路径对媒体流信息进行转发；当t＞2t0且r＞r0时，切换至可用路径对媒体流信息进行转发。当使用最短路径已经能将延时和丢包率控制在较低水平时，则不需要更换路径；当延时或丢包率中一项高于阈值时，说明最短路径的传输效果受到影响，此时应更换备选路径；当同时存在严重的延时和丢包情况时，说明最短路径的传输效果较差，此时应更换可用路径。本实施例1提供了一种信息传输平台的智能路由方法，首先计算相邻节点之间通道的传输能力(即通道有效性)，并通过结构洞原理计算出各个网络节点在网络信息传输中的潜在传输能力和中转能力(即重要性)，据此选出一类关键节点(传输能力强)和二类关键节点(传输能力弱)，同时根据通道有效性选出可用通道和不可用通道；根据关键节点查找不相邻的两个网络节点之间的传输路径，传输路径应当包含至少一个一类关键节点，并且不包含任何二类关键节点；同时还可以根据路径中包含的通道的种类对路径本身进行调整并分类。通过上述方式，可以将原有的查找最短路径改为查找传输效果最好的路径，并且可以同时提供多种路径，从而可以根据网络状态选定适合的路径，大大提高了数据传输的质量和效率。实施例2如图4所示，本实施例2提供了一种信息传输平台的智能路由系统，包括如下部分：信息采集模块1，用于实时采集网络节点之间的网络状态信息；关键节点选取模块2，用于根据网络状态信息，分别为每个网络节点选出至少一个一类关键节点和至少一个二类关键节点；路径计算模块3，用于根据关键节点为每个网络节点计算可用路径，并生成路径表，可用路径必须经过至少一个一类关键节点，且不经过任何二类关键节点；路由表更新模块4，用于分别向每个网络节点发送路径表中与该网络节点有关的信息，使每个网络节点创建新的本地路由表；媒体流转发模块5，用于根据本地路由表和预设的路由策略，接收媒体流信息并进行转发。本实施例1提供了一种信息传输平台的智能路由系统，首先由关键节点选取模块2计算相邻节点之间通道的传输能力(即通道有效性)，并通过结构洞原理计算出各个网络节点在网络信息传输中的潜在传输能力和中转能力(即重要性)，据此选出一类关键节点(传输能力强)和二类关键节点(传输能力弱)，同时根据通道有效性选出可用通道和不可用通道；路径计算模块3根据关键节点查找不相邻的两个网络节点之间的传输路径，传输路径应当包含至少一个一类关键节点，并且不包含任何二类关键节点；同时还可以根据路径中包含的通道的种类对路径本身进行调整并分类。通过上述系统，可以将原有的查找最短路径改为查找传输效果最好的路径，并且可以同时提供多种路径，从而可以根据网络状态选定适合的路径，大大提高了数据传输的质量和效率。实施例3如图5所示，本实施例3在实施例2的基础上提供了一种信息传输平台的智能路由系统，该实施例3进一步限定了关键节点选取模块2包括如下部分：重要性计算单元21，用于根据结构洞原理，计算网络中所有网络节点的重要性s，计算方法如下：根据网络节点连接情况建立网络节点邻接矩阵a＝[aij]n×n，其中n为网络中的节点数量；当节点i和节点j有链接时，aij＝1；当节点i和节点j无链接时，aij＝0；根据如下公式计算网络中相邻网络节点之间的通道有效性p和节点有效性v：其中，wij为节点i到节点j的通道的带宽，γ(i)为节点i的相邻节点的集合，nij为节点i到节点j之间的路径的数量，其计算公式如下：通过所述邻接矩阵和所述通道有效性，建立通道影响矩阵；通过所述通道影响矩阵和所述节点有效性，建立结构洞影响矩阵mh；根据如下公式计算各节点在网络信息传输中的重要性s：节点判断单元22，用于根据重要性s，按照从大到小的顺序对所述网络节点进行排序，排序靠前的节点选为一类关键节点，排序靠后的节点为二类关键节点；通道判断单元23，用于根据通道有效性，按照从大到小的顺序对网络中所有通道进行排序，排序靠前的通道选为可用通道，排序靠后的通道为不可用通道。路径计算模块3包括如下部分：最短路径查找单元31，用于分别查找每个网络节点与其他网络节点之间的最短路径，最短路径至少经过一个一类关键节点；备选路径查找单元32，用于判断最短路径经过的所有网络节点中是否存在二类关键节点，如不存在，则将该最短路径设为网络节点到相应网络节点的备选路径；如存在，则从二类关键节点的前一节点开始更换路线，查找避开二类关键节点的新路径，作为网络节点到相应网络节点的备选路径；可用路径查找单元33，用于判断备选路径中是否存在不可用通道，如不存在，则将该备选路径作为网络节点到相应网络节点的可用路径；如存在，则从不可用通道的起点节点开始更换路线，查找避开不可用通道的新路径，作为网络节点到相应网络节点的可用路径。媒体流转发模块5包括如下部分：延时判断单元51，用于设置一个延时阈值t0，并对任意两个网络节点之间的延时时长t进行分析；丢包率判断单元52，用于设置一个丢包率阈值r0，并对任意两个网络节点之间的丢包率r进行分析；路径选择单元53，用于根据延时判断单元51和丢包率判断单元52的分析结果，选择用于对媒体流信息进行转发的路径；当t≤t0且r≤r0时，路径为最短路径；当t＞t0或r＞r0时，路径为备选路径；当t＞2t0且r＞r0时，路径为可用路径。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12