专利名称：实现负载均衡的方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术，特别涉及一种实现负载均衡的方法、装置和系统。
背景技术：
随着移动网络的逐步成熟和应用，用户对业务量的需求日益增大，这就要求 网络运营商必须有效地提高现有网络资源的利用率，实现利益的最大化。多主接入 (Multi-homing)网络是一个移动设备同时连接到几个无线移动网络中进行通信的网络。 在多主接入网络中，为了在多个网络之间实现合理的资源分配，避免某一个网络超载，而另 一个网络未能充分发挥处理能力的问题，负载均衡机制应运而生。现有技术中在解决负载 均衡问题中提出了一种将计算机网络控制的工程方法与博弈论模型、经济分析相结合的方 案，该方案通过制定带宽价格函数，根据带宽价格函数得到各接入网的收益函数，各收益函 数与价格惩罚因子相关，通过修改价格惩罚因子，使包括多个接入网的系统的整体性能达 到最优。发明人在实现本发明的过程中发现现有技术至少存在如下问题现有技术中的带 宽价格函数是单一的，不能根据系统的实际情况(例如，用户在不同时间、地点对带宽的需 求不同)改变，使得应用不够灵活。
发明内容
本发明是提供一种实现负载均衡的方法、装置和系统，解决现有技术应用不够灵 活的问题。本发明实施例提供了一种实现负载均衡的方法，包括获取用户设备对网络带宽的总需求量，选取与所述总需求量对应的带宽价格函 数；将所述带宽价格函数发送给各接入网设备或固网路由器，使各接入网设备或固网 路由器根据与所述带宽价格函数对应的历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略；接收各接入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略，根据各接入网设备或 固网路由器发送的当前带宽分配策略向对应的接入网设备或固网路由器传输数据带宽分 配策略带宽分配策略带宽分配策略带宽分配策略。本发明实施例还提供了一种实现负载均衡的方法，包括接收路由器发送的带宽价格函数；获取与所述带宽价格函数对应的历史带宽分配策略；根据所述历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略；将所述当前带宽分配策略发送给所述路由器，使所述路由器根据所述当前带宽分 配策略传输数据。本发明实施例提供了一种实现负载均衡的装置，包括选取模块，用于获取用户设备对网络带宽的总需求量，选取与所述总需求量对应的带宽价格函数；发送模块，用于将所述带宽价格函数发送给各接入网设备或固网路由器，使各接 入网设备或固网路由器根据与所述带宽价格函数对应的历史带宽分配策略确定当前带宽 分配策略；传输模块，用于接收各接入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略，根据 各接入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略向对应的接入网设备或固网路由器 传输数据。本发明实施例还提供了一种实现负载均衡的装置，包括接收模块，用于接收路由器发送的带宽价格函数；获取模块，用于获取与所述带宽价格函数对应的历史带宽分配策略；确定模块，用于根据所述历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略；发送模块，用于将所述当前带宽分配策略发送给所述路由器，使所述路由器根据 所述当前带宽分配策略传输数据。本发明实施例提供了一种实现负载均衡的系统，包括第一装置，用于获取用户设备对网络带宽的总需求量，选取与所述总需求量对应 的带宽价格函数，将所述带宽价格函数发送给各第二装置；第二装置，用于接收所述带宽价格函数，根据与所述带宽价格函数对应的历史带 宽分配策略确定当前带宽分配策略，将所述当前带宽分配策略发送给所述第一装置；所述第一装置还用于接收各第二装置发送的当前带宽分配策略，根据各第二装置 发送的当前带宽分配策略向对应的第二装置传输数据。由上述技术方案可知，本发明实施例通过选取与总需求量对应的带宽价格函数， 可以根据系统的实际情况采用不同的带宽价格函数，使应用更灵活。
图1为本发明第一实施例的方法流程示意图；图2为本发明第二实施例的方法流程示意图；图3为本发明第三实施例的方法流程示意图；图4为本发明第三实施例中收敛性的示意图；图5为本发明第四实施例的装置的结构示意图；图6为本发明第五实施例的装置的结构示意图；图7为本发明第六实施例的系统的结构示意图；图8为本发明第七实施例的系统的结构示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。图1为本发明第一实施例的方法流程示意图，包括步骤11 路由器(无线网中的移动路由器或者固网中的固网路由器)获取用户设 备对网络带宽的总需求量，选取与所述总需求量对应的带宽价格函数；步骤12 路由器将所述带宽价格函数发送给各接入网设备或者固网路由器，使各
6接入网设备或固网路由器根据与所述带宽价格函数对应的历史带宽分配策略确定当前带 宽分配策略；步骤13 路由器接收各接入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略，根据 各接入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略向对应的接入网设备或固网路由器 传输数据。本实施例中，带宽价格函数为价格与带宽的关系，即表达式可以为Pi = Mbi)其中，Pi为带宽价格函数，h为带宽。为了避免采用单一带宽价格函数造成的使用不灵活问题，本发明实施例可以采用 两种价格函数，即第一价格函数和第二价格函数，且在第一价格函数和第二价格函数的带 宽增加相同数值时，第二价格函数的价格比第一价格函数的价格减少的数值多，即第二价 格函数的变化趋势更快。此时选取与所述总需求量对应的带宽价格函数可以为当所述总需求量大于等于 预先设定的阈值时，选取第一价格函数；当所述总需求量小于所述阈值时，选取第二价格函数。由于第二价格函数的变化趋势较快，当用户的带宽需求量小的时候，可以更有效 地刺激用户消费更多的带宽，达到有效的激励效果，更充分地利用系统资源。本实施例通过选取与总需求量对应的带宽价格函数，可以根据系统的实际情况采 用不同的带宽价格函数，使应用更灵活。图2为本发明第二实施例的方法流程示意图，包括步骤21 接入网设备或者固网中的另一路由器接收路由器发送的带宽价格函数；步骤22 接入网设备或者固网中的另一路由器获取与所述带宽价格函数对应的 历史带宽分配策略；步骤23 接入网设备或者固网中的另一路由器根据所述历史带宽分配策略确定 当前带宽分配策略；步骤24:接入网设备或者固网中的另一路由器将所述当前带宽分配策略发送给 所述路由器，使所述路由器根据所述当前带宽分配策略传输数据。本实施例中，接入网设备或者固网中的另一路由器中可以预先保存各带宽价格函 数对应的历史带宽分配策略，例如，分别保存第一价格函数对应的初始值b1 (0)，第一价格 函数下已分配的带宽值b1 (t) (t = 1，2，. . .，to，to为当前时刻)及第二价格函数对应的初 始值b2(0)，第二价格函数下已分配的带宽值b2(t) (t = 1，2，. . . t0, t0为当前时刻)，这些 初始值及已分配的带宽值即为历史带宽分配策略。之后，当接收的带宽价格函数的信息表 明采用第一价格函数时，利用bHo)及να) (t < to)得到当前带宽分配策略b1 (to)；当接 收的带宽价格函数的信息表明采用第二价格函数时，利用b2(0)及b2(t) (t < to)得到当前 带宽分配策略b2 (to)。在具体根据历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略时，可以根据系统的不同情 况进行不同方式的处理。例如，当各接入网的历史带宽分配策略为互相可见(即一接入网 不仅知道自身的历史带宽分配策略还可以获知其余接入网的历史带宽分配策略)时，则根 据各接入网的历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略；当各接入网的历史带宽分配策略 为互相不可见(即一接入网可以获知自身的历史带宽分配策略，但不能获知其余接入网的带宽分配策略)时，则根据自身的历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略。本实施例通过选取与总需求量对应的带宽价格函数，可以根据系统的实际情况采 用不同的带宽价格函数，使应用更灵活；根据系统的实际情况确定是根据自身的历史带宽 分配策略还是与其他接入网的历史带宽分配策略综合确定当前带宽分配策略，使应用满足 实际场景的需求。下面以一较为详细的实施例对上述流程进行描述图3为本发明第三实施例的方法流程示意图，本实施例以系统中存在两个接入网 为例。参见图3，本实施例包括步骤301 用户设备向移动路由器发送网络带宽需求。用户设备可以为一个或多 个。步骤302 移动路由器中的统计所有用户设备对网络带宽的总需求量。步骤303 移动路由器根据该总需求量选取带宽价格函数。例如，设置第一价格函数为=PiOvbJ = a-kO^+bJ，其中，Pi为接入网i的带宽 价格，a、k为常量，k可以称为价格惩罚因子，bi为接入网i分配的带宽，Li为接入网-i(_i 表示接入网i之外的另一个接入网)分配的带宽，i = 1或2。
权利要求
一种实现负载均衡的方法，其特征在于，包括获取用户设备对网络带宽的总需求量，选取与所述总需求量对应的带宽价格函数；将所述带宽价格函数发送给各接入网设备或固网路由器，使各接入网设备或固网路由器根据与所述带宽价格函数对应的历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略；接收各接入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略，根据各接入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略向对应的接入网设备或固网路由器传输数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述带宽价格函数为价格与带宽的关系，所述带宽价格函数包括第一价格函数和第二 价格函数，且在第一价格函数和第二价格函数的带宽增加相同数值时，第二价格函数的价 格比第一价格函数的价格减少的数值多；所述选取与所述总需求量对应的带宽价格函数包括 当所述总需求量大于等于预先设定的阈值时，选取第一价格函数； 当所述总需求量小于所述预先设定的阈值时，选取第二价格函数。
3.一种实现负载均衡的方法，其特征在于，包括 接收路由器发送的带宽价格函数；获取与所述带宽价格函数对应的历史带宽分配策略； 根据所述历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略；将所述当前带宽分配策略发送给所述路由器，使所述路由器根据所述当前带宽分配策 略传输数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取与所述带宽价格函数对应的历 史带宽分配策略包括根据所述带宽价格函数计算得到历史带宽分配策略中的初始值； 采用从前一时刻向后一时刻递推迭代的方式，从所述历史带宽分配策略中的初始值开 始得到历史带宽分配策略中各时刻的值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述带宽价格函数计算得到历 史带宽分配策略中的初始值包括根据所述带宽价格函数得到参与带宽分配的各网络的收益函数； 计算得到使各网络的收益函数均最大时，对应的各网络的带宽； 将所述各网络的带宽作为所述历史带宽分配策略中的初始值。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述历史带宽分配策略确定当 前带宽分配策略包括当各接入网设备或固网路由器的历史带宽分配策略为互相可见时，根据各接入网设备 或固网路由器的历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略；当各接入网设备或固网路由器的历史带宽分配策略为互相不可见时，根据自身的历史 带宽分配策略确定当前带宽分配策略。
7.一种实现负载均衡的装置，其特征在于，包括选取模块，用于获取用户设备对网络带宽的总需求量，选取与所述总需求量对应的带 宽价格函数；发送模块，用于将所述带宽价格函数发送给各接入网设备或固网路由器，使各接入网设备或固网路由器根据与所述带宽价格函数对应的历史带宽分配策略确定当前带宽分配 策略；传输模块，用于接收各接入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略，根据各接 入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略向对应的接入网设备或固网路由器传输 数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置为移动路由器或固网路由器。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，当所述装置为移动路由器时，所述选取模 块和发送模块为多无线资源管理层实体，所述传输模块为通用链路层实体。
10.一种实现负载均衡的装置，其特征在于，包括 接收模块，用于接收路由器发送的带宽价格函数；获取模块，用于获取与所述带宽价格函数对应的历史带宽分配策略； 确定模块，用于根据所述历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略； 发送模块，用于将所述当前带宽分配策略发送给所述路由器，使所述路由器根据所述 当前带宽分配策略传输数据。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置为接入网设备，或者为固网路 由器。
12.—种实现负载均衡的系统，其特征在于，包括第一装置，用于获取用户设备对网络带宽的总需求量，选取与所述总需求量对应的带 宽价格函数，将所述带宽价格函数发送给各第二装置；第二装置，用于接收所述带宽价格函数，根据与所述带宽价格函数对应的历史带宽分 配策略确定当前带宽分配策略，将所述当前带宽分配策略发送给所述第一装置；所述第一装置还用于接收各第二装置发送的当前带宽分配策略，根据各第二装置发送 的当前带宽分配策略向对应的第二装置传输数据。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第一装置为移动路由器，所述第二装置为接入网设备； 或者，所述第一装置和第二装置均为固网路由器。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，当所述第一装置为移动路由器，所述第 二装置为接入网设备时，所述第一装置包括多无线资源管理连接管理功能MRRM CMF实体和通用无线链路层 GLL实体；所述第二装置包括多无线资源管理接入网络控制功能MRRM ANF实体和GLL实体； 所述MRRM CMF实体用于获取用户对网络带宽的总需求量，选取与所述总需求量对应的 带宽价格函数，将所述带宽价格函数发送给所述MRRMANF实体；所述MRRM ANF实体用于接收所述带宽价格函数，根据与所述带宽价格函数对应的历 史带宽分配策略确定当前带宽分配策略，将所述当前带宽分配策略发送给所述MRRM CMF实 体；所述MRRM CMF实体还用于将所述当前带宽分配策略发送给所述第一装置中的GLL实 体，所述第一装置中的GLL实体用于根据所述当前带宽分配策略与所述第二装置中的GLL实体进行数据传输。
全文摘要
本发明公开了一种实现负载均衡的方法、装置和系统。该方法包括获取用户设备对网络带宽的总需求量，选取与所述总需求量对应的带宽价格函数；将所述带宽价格函数发送给各接入网设备或固网路由器，使各接入网设备或固网路由器根据与所述带宽价格函数对应的历史带宽分配策略确定当前带宽分配策略；接收各接入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略，根据各接入网设备或固网路由器发送的当前带宽分配策略向对应的接入网设备或固网路由器传输数据。本发明实施例可以根据实际情况选取合适的带宽函数，使应用更灵活。
文档编号H04W72/08GK101945434SQ20091015870
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者唐伦, 张伟, 张宝, 彭程晖, 王彩霞, 陈前斌 申请人:华为技术有限公司;重庆邮电大学