一種實現帶寬分流方法及系統與流程
2023-05-09 14:51:16 1
本發明涉及數據傳輸技術領域，尤其涉及一種實現帶寬分流方法及系統。
背景技術：
當前的網絡設備，特別是無線行動網路設備，存在著上下行帶寬不對等，上行帶寬遠低於下行帶寬好幾倍，如HSPA+網絡的下行速率可支持到42Mbps，但上行最大僅支持到13Mbps，實際使用只有6Mbps，遠遠不滿足大數據量上傳的需求，如高清視頻監控。另外除了上下行帶寬的不對稱以外，還存在著各網絡接口帶寬的不對稱，基於IEEE802.3乙太網標準的乙太網口最高可達到1000Mbps，但用於接入Internet的網絡接口，如固網WAN，無線移動3G/LTE網絡，遠低於100Mbps，造成了網絡通信的瓶頸，而且當以高於接入Internet的網絡接口帶寬發送數據時，會造成數據嚴重積壓、大批量丟失，在沒有帶智能QoS帶寬優化的網絡設備會導致傳輸效果惡化甚至傳輸崩潰。主分流設備相當於高帶寬乙太網接收原始大數據流，通過低帶寬的Internet網（上行）轉發到匯集設備，相對主分流設備，匯集設備接收數據流屬於下行高帶寬，一方面對於主分流設備，原始數據流接收端帶寬遠超過發送端，這就是網絡接口帶寬的不對稱，另一方面對於匯集設備接收數據流帶寬（下行）遠超過主分流設備發送數據流帶寬（上行），這就是網絡上下行的不對稱。
技術實現要素：
為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種一種實現帶寬分流方法。本發明提供了一種實現帶寬分流方法，包括如下步驟：A.主分流設備通過本地LAN口接收原始數據，主分流設備實時地分析判斷自身當前網絡承受最大的帶寬情況，調整內部緩存空間大小與自身當前網絡承受最大的帶寬相同，計算和轉發溢出帶寬最大承受能力的部分原始數據到已級聯在本地LAN口的輔助設備，主分流設備將緩存空間內的部分原始數據傳輸至匯集設備；B.輔助設備通過本地LAN口接收原始數據，輔助設備實時地分析判斷自身當前網絡承受最大的帶寬情況，調整內部緩存空間大小與自身當前網絡承受最大的帶寬相同，計算和轉發溢出帶寬最大承受能力的部分原始數據到已級聯在本地LAN口的下一級的輔助設備，輔助設備將緩存空間內的部分原始數據傳輸至匯集設備，輔助設備根據自身當前網絡承受最大的帶寬逐級分發部分原始數據直至全部原始數據傳輸至匯集設備結束。作為本發明的進一步改進，主分流設備和輔助設備分別與匯集設備建立通信通道。作為本發明的進一步改進，主分流設備通過TCP連接與匯集服務設備通信，輔助設備通過UDP連接與匯集服務設備通信。作為本發明的進一步改進，所述匯集設備接收主分流設備和輔助設備發送的部分原始數據，並將接收到的部分原始數據排序組裝恢復為原始數據。作為本發明的進一步改進，所述匯集設備設有LAN口，匯集設備通過LAN口將原始數據發送出去。本發明還提供了一種實現帶寬分流系統，包括：主分流設備、輔助設備、匯集設備，所述主分流設備和所述輔助設備通過LAN口相連，所述主分流設備和所述輔助設備分別與所述匯集設備相連；主分流設備通過本地LAN口接收原始數據，主分流設備實時地分析判斷自身當前網絡承受最大的帶寬情況，調整內部緩存空間大小與自身當前網絡承受最大的帶寬相同，計算和轉發溢出帶寬最大承受能力的部分原始數據到已級聯在本地LAN口的輔助設備，主分流設備將緩存空間內的部分原始數據傳輸至匯集設備；輔助設備通過本地LAN口接收原始數據，輔助設備實時地分析判斷自身當前網絡承受最大的帶寬情況，調整內部緩存空間大小與自身當前網絡承受最大的帶寬相同，計算和轉發溢出帶寬最大承受能力的部分原始數據到已級聯在本地LAN口的下一級的輔助設備，輔助設備將緩存空間內的部分原始數據傳輸至匯集設備，輔助設備根據自身當前網絡承受最大的帶寬逐級分發部分原始數據直至全部原始數據傳輸至匯集設備結束。作為本發明的進一步改進，主分流設備和輔助設備分別與匯集設備建立通信通道。作為本發明的進一步改進，主分流設備通過TCP連接與匯集服務設備通信，輔助設備通過UDP連接與匯集服務設備通信。作為本發明的進一步改進，所述匯集設備接收主分流設備和輔助設備發送的部分原始數據，並將接收到的部分原始數據排序組裝恢復為原始數據。作為本發明的進一步改進，所述匯集設備設有LAN口，匯集設備通過LAN口將原始數據發送出去。本發明的有益效果是：本發明有效地解決當前Internet網絡上下行帶寬不對等和市面上所有網絡設備內網和外網（Internet網）接口帶寬的不對稱引起數據流量丟失的問題。附圖說明圖1是本發明的實現帶寬分流系統原理框圖。具體實施方式本發明公開了一種實現帶寬分流方法，包括如下步驟：第一步：主分流設備通過本地LAN口接收原始數據，主分流設備實時地分析判斷自身當前網絡承受最大的帶寬情況，調整內部緩存空間大小與自身當前網絡承受最大的帶寬相同，計算和轉發溢出帶寬最大承受能力的部分原始數據到已級聯在本地LAN口的輔助設備，主分流設備將緩存空間內的部分原始數據傳輸至匯集設備；第二步：輔助設備通過本地LAN口接收原始數據，輔助設備實時地分析判斷自身當前網絡承受最大的帶寬情況，調整內部緩存空間大小與自身當前網絡承受最大的帶寬相同，計算和轉發溢出帶寬最大承受能力的部分原始數據到已級聯在本地LAN口的下一級的輔助設備，輔助設備將緩存空間內的部分原始數據傳輸至匯集設備，輔助設備根據自身當前網絡承受最大的帶寬逐級分發部分原始數據直至全部原始數據傳輸至匯集設備結束。主分流設備和輔助設備分別與匯集設備建立通信通道。主分流設備通過TCP連接與匯集服務設備通信，輔助設備通過UDP連接與匯集服務設備通信。所述匯集設備接收主分流設備和輔助設備發送的部分原始數據，並將接收到的部分原始數據排序組裝恢復為原始數據。所述匯集設備設有LAN口，匯集設備通過LAN口將原始數據發送出去。如圖1所示，本發明還公開了一種實現帶寬分流系統，包括：主分流設備、輔助設備、匯集設備，所述主分流設備和所述輔助設備通過LAN口相連，所述主分流設備和所述輔助設備分別與所述匯集設備相連。本發明有效地解決當前Internet網絡上下行帶寬不對等和市面上所有網絡設備內網和外網（Internet網）接口帶寬的不對稱引起數據流量丟失，無法滿足高帶寬傳輸的應用。本發明可以成倍增加無線通訊系統帶寬，但不僅限於無線通訊系統，有線固網通訊系統也同樣適合。本發明將兩個以上的網絡傳輸設備（主分流設備和輔助設備）級聯在一起，通過分析帶寬，分割帶寬，轉發溢出的帶寬到下級的輔助設備的方法，把高帶寬的數據流量按級聯設備能承受的網絡帶寬能力進行分發傳輸。各級聯設備微處理器能實時地分析判斷自身當前網絡承受最大的帶寬情況，智能化調整內部緩存空間大小，快速計算和轉發溢出帶寬。匯集設備將由主設備創建連接並激活相關的下級級聯設備的服務線程，服務線程接受對應的下級級聯設備的數據流量，緩存在匯集設備創建的臨時空間，匯集設備啟用線程組裝數據流量並轉發出匯集設備。本發明的增量技術實現帶寬分流的方法包括：構建多臺級聯設備（假定1～N號設備，1號設備為主分流設備，2～N號設備為級聯的輔助設備，其中N>1），所述的級聯設備包括微處理器、LAN乙太網口、WANInternet乙太網口（有線固網或無線行動網路口，如3G/LTE無線通訊模組），所述的LAN乙太網口接收原始大數據流，由WANInternet乙太網口轉發數據流到匯集設備，可以通過有線Internet固網，如中國電信運營商ADSL網絡，也可以通過無線Internet行動網路，如中國移動運營商TDD-LTE網絡，微處理器構建Internet撥號，將LAN口接收到的數據量路由轉發到Internet端，另外級聯設備多個LAN口支持路由轉發。構建一臺匯集設備，所述匯集設備包括微處理器、LAN乙太網口、WANInternet乙太網口（有線固網或無線行動網路口，如3G/LTE無線通訊模組），所述的WANInternet乙太網口可以接受到多臺級聯設備轉發過來的數據流，可以通過有線Internet固網，如中國電信運營商ADSL網絡，也可以通過無線Internet行動網路，如中國移動運營商TDD-LTE網絡，所述的LAN乙太網口可以轉發匯集後完整的數據量到用戶側。主分流設備與下級級聯使用相同的軟體，上電後在相對小的時間（小於1秒）的隨機延時，然後根據配置主動向匯集設備發起註冊動作。匯集設備根據級聯設備的註冊ID確定設備所屬信道，建立鏈路並註冊自己的通道，激活服務端線程。如果匯集設備已經存在對應線程，則直接返回主分流設備的地址，令設備轉而進入本地輔助模式。主分流設備與匯集設備每隔1秒交互帶寬情況，可通過MTU（最大傳輸單元）、MRU（最大接收單元）發現結合QoS智能帶寬調整以及主動帶寬學習技術，實時地分析判斷自身當前網絡承受最大的帶寬情況，智能化調整內部緩存空間大小，快速計算和轉發溢出帶寬到已級聯在本地LAN口的輔助設備。級聯的輔助設備將溢出的帶寬不斷地逐級分發，直到原始數據流帶寬分發完為止。主分流設備通過TCP連接與匯集設備通信，下級級聯輔助設備通過UDP連接與匯集設備通信。級聯設備通過接收、緩存、分析原始或上級溢出的數據流量，檢查設備自身鏈路狀態，如果鏈路關閉，則激活鏈路。如果失敗直接退回上級級聯設備。級聯設備檢查帶寬餘量，開始數據分段，聲明傳送本級分段的數據分片，如果全部帶寬餘量轉發完畢，則設置為IDLE狀態。如果還有溢出的分段，封裝成級聯消息通過本地級聯LAN口轉發到下級。匯集設備，將創建與級聯設備對應鏈路的線程，接收對應線程的數據，建立緩衝區，排序並組裝分片，匯集成大流量轉發到LAN用戶側。假定原始NMbps帶寬的數據量通過主分流設備LAN口進入帶寬分流系統，主分流1號設備能承擔最大帶寬為N1Mbps（N>N1），則溢出的（N-N1）Mbps轉由下級級聯輔助2號設備分發，同理下級級聯輔助2號設備能承擔最大帶寬為N2Mbps（（N-N1）>N2），則溢出的（N-N1–N2）Mbps轉由下級級聯輔助3號設備分發，以此類推，NMbps的帶寬可以由級聯設備承擔分發，由於本地級聯LAN口轉髮帶寬遠大於原始數據流帶寬，轉發延時非常小，可忽略不計，本地數據包溢出分段由微處理器處理，分段的延時遠小於設備從LAN到WANInternet轉發延時，因此增量技術實現了帶寬分流，解決了大數據量傳輸延時和數據丟失，滿足了高帶寬傳輸的需求。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。