一种基于5G通信模组网络加速系统及方法与流程

一种基于5g通信模组网络加速系统及方法
技术领域
1.本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于5g通信模组网络加速系统及方法。


背景技术：

2.随着计算机技术、互联网技术和移动通信技术的发展和普及，计算机和智能手机已经成了人们日常生活和工作中不可或缺的电子设备。在日常使用过程中，无论是计算机还是智能手机，都会产生大量的数据，其中包括用户需要长期保留的重要数据，例如电子文档、电子表格、设计图等各类工作文档以及照片、音乐、视频等工作或生活相关的多媒体文件。由于大容易数据存储设备的价格日渐亲民，普通家庭的数据存储规模已达tb(terabyte，太字节)级别，而商用数据特别是多媒体类和游戏类的商用数据的存储规模以及工业数据的存储规模已经突破pb(petabytes，拍字节)级别。在连接互联网的两台设备之间进行数据传输是日常生活和工作中的高频需求，但由于传输速度的限制，往往只能通过互联网传输少量数据，对于tb级别以上的数据，目前最高效的数据传输手段仍然是物理运输，即将装有数据的硬盘本体运输到目标设备所在位置。制约数据传输数据的因素主要是网络带宽和网络延迟，例如现在已经比较普及的千兆网络，理论峰值传输速度能够达到125mb/s(megabytes per second，兆字节每秒)，传输1tb的数据理论上需要140分钟，接近两个半小时，而由于网络延迟等不稳定因素，实际传输速度往往会有非常大幅的波动，平均传输速度与峰值传输速度有着非常大的差距，数据传输效率非常低下。


技术实现要素：

3.本发明正是基于上述问题，提出了一种基于5g通信模组网络加速系统及方法，具有数据传输速度稳定的特点，能够实现高效率的数据传输。
4.有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种基于5g通信模组网络加速系统，包括用于发送待传输数据的传输设备、用于接收待传输数据的目标设备以及用于加速传输的协同传输设备，所述协同传输设备包括wifi通信模组或有线通信模组，通过所述wifi通信模组或所述有线通信模组连接到与所述传输设备同一网段的网关设备，所述传输设备及所述协同传输设备通过所述网关设备提供的光纤宽带网络连接到互联网以和所述目标设备建立通信连接，所述协同传输设备还包括5g通信模组，通过所述5g通信模组连接到5g网络以加速所述待传输数据的传输。
5.进一步的，在上述的网络加速系统中，还包括所述传输设备同一网段下5g移动终端设备，所述5g移动终端设备包括wifi通信模组，通过所述wifi通信模组连接到与所述传输设备同一网段的网关设备，所述协同传输设备还用于将所述5g移动终端设备登记为辅助传输设备，以在所述5g移动终端设备符合加速条件时使用所述5g移动终端设备加速所述待传输数据的传输。
6.本发明的第二方面提出了一种基于5g通信模组网络加速方法，包括：
7.获取目标设备的ip地址；
8.获取从传输设备到目标设备的基于光纤宽带网络的至少一条宽带网络传输路径；
9.检测所述宽带网络传输路径中每个节点的延迟；
10.获取从所述协同传输设备到所述目标设备的基于5g网络的至少一条第一5g网络传输路径；
11.检测所述第一5g网络传输路径中每个节点的延迟；
12.当每条所述宽带网络传输路径均包含有至少一个延迟超过阈值的节点时，使用所述第一5g网络传输路径临时接管待传输数据的传输。
13.进一步的，在上述的网络加速方法中，在使用所述第一5g网络传输路径临时接管待传输数据的传输的步骤之后，还包括：
14.当至少一条所述宽带网络传输路径的全部节点的延迟均低于阈值时，使用所述宽带网络传输路径传输所述待传输数据。
15.进一步的，在上述的网络加速方法中，还包括：
16.将5g移动终端设备登记为辅助传输设备；
17.确定所述5g移动终端设备的连接状态；
18.当所述5g移动终端设备与所述传输设备处于同一网段时，确定所述5g移动终端设备是否符合加速条件；
19.获取从所述5g移动终端设备到所述目标设备的基于5g网络的至少一条第二5g网络传输路径；
20.检测所述第二5g网络传输路径中每个节点的延迟；
21.当每条所述宽带网络传输路径均包含有至少一个延迟超过阈值的节点时，使用所述第二5g网络传输路径临时接管待传输数据的传输。
22.进一步的，在上述的网络加速方法中，确定所述5g移动终端设备是否符合加速条件的步骤具体包括：
23.确定是否存在至少一条所述第一5g网络传输路径的全部节点的延迟均低于阈值。
24.进一步的，在上述的网络加速方法中，确定所述5g移动终端设备是否符合加速条件的步骤具体包括：
25.判断所述5g移动终端设备的剩余流量和/或剩余带宽是否高于阈值。
26.进一步的，在上述的网络加速方法中，在判断所述5g移动终端设备的剩余流量和/或剩余带宽是否高于阈值的步骤之后，还包括：
27.根据判断结果将所述5g移动终端设备的辅助加速状态登记为可用或者不可用状态。
28.进一步的，在上述的网络加速方法中，还包括：
29.当所述待传输数据通过所述宽带网络传输路径进行传输时，所述协同传输设备通过所述第一5g网络传输路径接收所述目标设备返回的所述传输设备发送的每个数据包的接收结果反馈信息。
30.进一步的，在上述的网络加速方法中，在所述协同传输设备通过所述第一5g网络传输路径接收所述目标设备返回的所述传输设备发送的每个数据包的接收结果反馈信息的步骤之后，还包括：
31.所述协同传输设备根据所述反馈信息从传输设备获取需要重传的数据包；
32.通过所述第一5g网络传输路径将所述需要重传的数据包发送给所述目标设备。
33.本发明提出一种基于5g通信模组网络加速系统及方法，通过设置用于发送待传输数据的传输设备、用于接收待传输数据的目标设备以及用于加速传输的协同传输设备，所述协同传输设备包括wifi通信模组或有线通信模组，通过所述wifi通信模组或所述有线通信模组连接到与所述传输设备同一网段的网关设备，所述传输设备及所述协同传输设备通过所述网关设备提供的光纤宽带网络连接到互联网以和所述目标设备建立通信连接，所述协同传输设备还包括5g通信模组，通过所述5g通信模组连接到5g网络以加速所述待传输数据的传输，具有数据传输速度稳定的特点，能够实现高效率的数据传输。
附图说明
34.图1是本发明一个实施例提供的一种基于5g通信模组网络加速系统的示意框图；
35.图2是本发明一个实施例提供的一种基于5g通信模组网络加速方法的流程图。
具体实施方式
36.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
38.在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
39.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施方式”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
40.下面参照附图来描述根据本发明一些实施方式提供的一种基于5g通信模组网络加速系统及方法。
41.如图1所示，本发明的第一方面提出了一种基于5g通信模组网络加速系统，包括用于发送待传输数据的传输设备、用于接收待传输数据的目标设备以及用于加速传输的协同
传输设备，所述协同传输设备包括wifi通信模组或有线通信模组，通过所述wifi通信模组或所述有线通信模组连接到与所述传输设备同一网段的网关设备，所述传输设备及所述协同传输设备通过所述网关设备提供的光纤宽带网络连接到互联网以和所述目标设备建立通信连接，所述协同传输设备还包括5g通信模组，通过所述5g通信模组连接到5g网络以加速所述待传输数据的传输。优选的，如图1所示，所述协同传输设备通过有线网络与所述网关设备连接。所述协同传输设备可以是集成有所述有线通信模组和所述5g通信模组的专用传输加速设备，也可以是集成有所述有线通信模组和所述5g通信模组的个人计算机或者工作站，所述协同传输设备运行网络加速程序以实现在同一网段内的传输设备进行数据传输时，对待传输数据的传输进行加速。所述与所述传输设备同一网段是指根据所述协同传输设备和所述传输设备设置的子网掩网，所述协同传输设备和所述传输设备的内部ip地址属于同一个子网。
42.继续参见图1，在上述的网络加速系统中，还包括所述传输设备同一网段下5g移动终端设备，所述5g移动终端设备包括wifi通信模组，通过所述wifi通信模组连接到与所述传输设备同一网段的网关设备，所述协同传输设备还用于将所述5g移动终端设备登记为辅助传输设备，以在所述5g移动终端设备符合加速条件时使用所述5g移动终端设备加速所述待传输数据的传输。在该实施方式中，所述协同传输设备通过所述5g移动设备加速所述传输设备向所述目标设备传输所述待传输数据的传输过程。具体的，所述传输设备、所述目标设备以及所述5g移动设备均安装有与所述协同传输设备相匹配的数据传输程序，所述传输设备通过所述数据传输程序向所述目标设备传输所述待传输数据时，通过所述协同传输设备以及所述5g移动终端设备的5g通信模组连接5g网络以进行数据加速传输。
43.如图2所示，本发明的第二方面提出了一种基于5g通信模组网络加速方法，应用于上述基于5g通信模组网络加速系统，所述方法包括：
44.获取目标设备的ip地址；
45.获取从传输设备到目标设备的基于光纤宽带网络的至少一条宽带网络传输路径；
46.检测所述宽带网络传输路径中每个节点的延迟；
47.获取从所述协同传输设备到所述目标设备的基于5g网络的至少一条第一5g网络传输路径；
48.检测所述第一5g网络传输路径中每个节点的延迟；
49.当每条所述宽带网络传输路径均包含有至少一个延迟超过阈值的节点时，使用所述第一5g网络传输路径临时接管待传输数据的传输。
50.在本发明的一些实施方式中，所述传输设备实时检测其与所述目标设备之间的至少一条宽带网络传输路径各个节点的延迟情况，并将延迟情况发送给所述协同传输设备。在本发明的另一些实施方式中，所述协同传输设备检测其与所述目标设备之间的至少一条宽带网络传输路径各个节点的延迟情况，由于所述协同传输设备与所述传输设备处于同一网段，所述协同传输设备检测其与所述目标设备之间的宽带网络传输路径和所述传输设备与所述目标设备之间的宽带网络传输路径基本相同，通过检测所述协同传输设备检测其与所述目标设备之间的宽带网络传输路径的延迟情况，可以得到所述传输设备与所述目标设备之间的宽带网络传输路径的延迟情况。例如，根据所述传输设备和所述协同传输设备所运行的系统平台不同，可以使用tracert命令或者traceroute命令来检测所述传输设备实
时检测其与所述目标设备之间的至少一条宽带网络传输路径各个节点的延迟情况。同样的，所述协同传输设备也可以采用上述方式检测所述第一5g网络传输路径中每个节点的延迟情况。
51.在上述实施方式中，当所述传输设备或所述协同传输设备检测到任一条所述宽带网络传输路径中均存在延迟时间大于阈值的节点时，通过所述第一5g网络传输路径接管所述待传输数据的传输。所述阈值为所述协同传输设备预先配置的延迟时间阈值，优选的，所述延迟时间阈值为30ms(millisecond，毫秒)至100ms之间的数值。具体的，使用所述第一5g网络传输路径临时接管待传输数据的传输的步骤具体包括：
52.当检测到每条所述宽带网络传输路径均包含有至少一个延迟超过阈值的节点后，使所述协同传输设备通过5g网络与所述目标设备建立通信连接；
53.所述协同传输设备与所述目标设备成功建立通信连接后，向所述传输设备发送数据获取指令，从所述传输设备的数据传输队列中获取待传输的数据包；
54.将所述待传输的数据包通过所述第一5g网络传输路径传输至所述目标设备。
55.具体的，设所述宽带网络的峰值传输速度为r
max
，所述传输设备每个时刻t向所述目标设备传输数据的实时速度为r
t
，预先配置一个边界值r
threadhold
满足：
56.r
threadhold
＝r
max-α
·rmax
57.其中α为边界系数，其取值范围优选为0.01≤α≤0.2。
58.在上述实施方式的技术方案中，当r
t
满足以下条件时，通过所述协同传输设备或所述传输设备检测至少一条所述宽带网络传输路径各个节点的延迟情况：
[0059][0060]
其中ts为当前时刻，t0为预设的时间间隔，其取值范围优选为10≤t0≤60，单位为秒。
[0061]
当r
t
不满足上述条件时，不发送检测指令，以避免大量设备频繁发送检测命令导致所述宽带网络传输路径产生广播风暴，加重网络延迟，从而造成网络堵塞。
[0062]
进一步的，在上述的网络加速方法中，在使用所述第一5g网络传输路径临时接管待传输数据的传输的步骤之后，还包括：
[0063]
当至少一条所述宽带网络传输路径的全部节点的延迟均低于阈值时，使用所述宽带网络传输路径传输所述待传输数据。
[0064]
当所述传输设备需要通过所述宽带网络向所述目标设备传输数据，其会在所述宽带网络中确认一条最优传输路径以执行数据传输，所述最优传输路径为在所述宽带网络中，所述传输设备与所述目标设备之间各个节点的延迟情况最低的传输路径。具体的，在本发明的技术方案中，设定一个延迟时间阈值，例如，取如前所述的30ms到100ms之间的一个延迟时间作为所述延迟时间阈值，所述协同传输设备或所述传输设备检测所述宽带网络传输路径各节点的延迟时间，并在至少一条所述宽带网络传输路径的全部节点的延迟时间均低于所述延迟时间阈值时，使用所述宽带网络传输路径将所述待传输数据传输至所述目标设备。
[0065]
进一步的，在上述的网络加速方法中，还包括：
[0066]
将5g移动终端设备登记为辅助传输设备；
[0067]
确定所述5g移动终端设备的连接状态；
[0068]
当所述5g移动终端设备与所述传输设备处于同一网段时，确定所述5g移动终端设备是否符合加速条件；
[0069]
获取从所述5g移动终端设备到所述目标设备的基于5g网络的至少一条第二5g网络传输路径；
[0070]
检测所述第二5g网络传输路径中每个节点的延迟；
[0071]
当每条所述宽带网络传输路径均包含有至少一个延迟超过阈值的节点时，使用所述第二5g网络传输路径临时接管待传输数据的传输。
[0072]
在上述实施方式的技术方案中，使用同一网段下的5g移动终端设备的闲置带宽作为辅助以加速所述传输设备的数据传输，可以在同一网段下有多个传输设备进行数据传输时，减小所述协同传输设备的压力，提升加速效果。
[0073]
进一步的，在上述的网络加速方法中，确定所述5g移动终端设备是否符合加速条件的步骤具体包括：
[0074]
确定是否存在至少一条所述第一5g网络传输路径的全部节点的延迟均低于阈值。
[0075]
进一步的，在上述的网络加速方法中，确定所述5g移动终端设备是否符合加速条件的步骤具体包括：
[0076]
判断所述5g移动终端设备的剩余流量和/或剩余带宽是否高于阈值。
[0077]
进一步的，在上述的网络加速方法中，在判断所述5g移动终端设备的剩余流量和/或剩余带宽是否高于阈值的步骤之后，还包括：
[0078]
根据判断结果将所述5g移动终端设备的辅助加速状态登记为可用或者不可用状态。
[0079]
进一步的，在上述的网络加速方法中，还包括：
[0080]
当所述待传输数据通过所述宽带网络传输路径进行传输时，所述协同传输设备通过所述第一5g网络传输路径接收所述目标设备返回的所述传输设备发送的每个数据包的接收结果反馈信息。
[0081]
进一步的，在上述的网络加速方法中，在所述协同传输设备通过所述第一5g网络传输路径接收所述目标设备返回的所述传输设备发送的每个数据包的接收结果反馈信息的步骤之后，还包括：
[0082]
所述协同传输设备根据所述反馈信息从传输设备获取需要重传的数据包；
[0083]
通过所述第一5g网络传输路径将所述需要重传的数据包发送给所述目标设备。
[0084]
在上述实施方式的技术方案中，所述传输设备仅需按预设的传输速率通过所述宽带网络传输路径向所述目标设备发送数据包，不需要在接收到所述目标设备的反馈信息后才发送后续的数据包，使得在所述宽带网络传输路径的延迟情况较好的时候，所述传输设备能够以较高的速率向所述目标设备传输所述待传输数据。所述协同传输设备根据所述目标设备发送的反馈信息确定所述传输设备通过所述宽带网络传输路径向所述目标设备发送的数据包的丢包情况，根据丢包情况计算所述传输设备通过所述宽带网络传输路径向所述目标设备传输数据的实际传输速度r
t
。具体的，当所述传输设备通过所述宽带网络传输路径向所述目标设备发送一个数据包后，所述述目标设备在预设时间内未接收到该数据包，例如，设定一个500ms到1000ms范围内的时间间隔阈值，当一个数据包从所述传输设备
发出后，经历所述时间间隔阈值相等时长的时间后，所述目标设备未接收到该数据包，则将该数据包确定为丢失的数据包，设所述传输设备已经向所述目标设备发送时间超过所述时间间隔阈值的数据包数量为n个，所述目标设备当前已经接收到了m个数据包，其中，该m个数据包不包含发送时间不超过所述时间间隔阈值但所述目标设备已经完成接收的数据包，即该m个数据包为上述n个数据包的子集，则截止到当前时间的丢包数量为m-n，则所述传输设备通过所述宽带网络传输路径向所述目标设备传输数据的实际传输速度：
[0085][0086]
其中si为第i个所述传输设备发送时间超过所述时间间隔阈值的数据包的大小，sj为第j个所述目标设备当前已经接收到的发送时间超过所述时间间隔阈值的数据包的大小，t
t
为所述传输设备发送第一个数据包到当前的时间间隔。
[0087]
在上述实施方式中，当所述传输设备通过所述宽带网络传输路径向所述目标设备传输数据的实际传输速度r
t
满足：
[0088][0089]
则通过所述协同传输设备或所述传输设备检测至少一条所述宽带网络传输路径各个节点的延迟情况，以确定是否需要使用所述第一5g网络传输路径或条第二5g网络传输路径临时接管待传输数据的传输，或者通过所述第一5g网络传输路径或条第二5g网络传输路径传输丢失的数据包。
[0090]
本发明提出一种基于5g通信模组网络加速系统及方法，通过设置用于发送待传输数据的传输设备、用于接收待传输数据的目标设备以及用于加速传输的协同传输设备，所述协同传输设备包括wifi通信模组或有线通信模组，通过所述wifi通信模组或所述有线通信模组连接到与所述传输设备同一网段的网关设备，所述传输设备及所述协同传输设备通过所述网关设备提供的光纤宽带网络连接到互联网以和所述目标设备建立通信连接，所述协同传输设备还包括5g通信模组，通过所述5g通信模组连接到5g网络以加速所述待传输数据的传输，具有数据传输速度稳定的特点，能够实现高效率的数据传输。
[0091]
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0092]
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。