CN102448120A

CN102448120A - 多路径负荷分担方法及装置

Info

Publication number: CN102448120A
Application number: CN2011104376814A
Authority: CN
Inventors: 顾明毅
Original assignee: SHANGHAI DINGZU COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI DINGZU COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2031-12-23
Also published as: CN102448120B

Abstract

一种多路径负荷分担方法，包括如下步骤：（1）创建一负荷分担链路表，所述负荷分担链路表记录并实时更新发送端与目的地址之间的所有等价链路的负荷；（2）用户接入到所述服务器；（3）所述服务器根据所述负荷分担链路表，选择一条负荷最少的链路；（4）所述服务器将步骤（3）所选择的链路分配给所述用户，并更新所述链路的负荷值；（5）所述用户通过所述链路进行数据交互。所述所有用户计数器初始化为零，当将所述链路对应的路径号分配给所述用户后，所述链路的路径号保存入所述用户实例中，并增加所述链路的负荷值；当所述用户退出时，根据所述用户实例中的路径号，减少对应的负荷值，同时释放所述用户实例。

Description

多路径负荷分担方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种多路径负荷分担方法及装置。

背景技术

数据通信设备由于需要支持的带宽很大，通道数很多。两个网络节点之间物理或逻辑上通常有多条等价的通道连接。为了保证两个网络节点之间的流量能均匀通过多条等价的通道进行传输，需要通过一定的策略对用户报文进行分组，使得不同组的用户流量在不同的路径传输。

多路径负荷分担在数据通信中比较常见应用方式。通常的处理方式是根据IP报文的报文头或协议头进行路径选择，这种分类方法存在各路径负荷不均衡；且同一用户的流量存在同时经过不同路径传输的问题，容易产生报文乱序的问题，需要增加报文排序的功能，实现较复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种多路径负荷分担方法及装置，解决现有技术中多路径负荷分担存在各路径负荷不均衡；且同一用户的流量存在同时经过不同路径传输的问题，容易产生报文乱序，需要增加报文排序的功能，实现较复杂的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多路径负荷分担方法，包括如下步骤：

（1）服务器创建一负荷分担链路表，所述负荷分担链路表记录并实时更新发送端与目的地址之间的所有等价链路的负荷；

（2）用户接入到所述服务器；

（3）所述服务器根据所述负荷分担链路表，选择一条负荷最少的可用链路；

（4）所述服务器将步骤（3）所选择的链路分配给所述用户，并更新所述链路的负荷值；

（5）所述用户通过所述链路进行数据交互。

所述步骤（1）进一步包括：为发送端与目的地址之间的所有等价链路均设置一用户计数器；创建负荷分担链路表，所述负荷分担链路表记录每个等价链路和与之对应的用户计数器的值；当有用户接入或退出时，对应用户计数器的计数值增加或减小，并同时更新所述负荷分担链路表。

进一步，所述负荷分担链路表包含所述所有等价链路的路径号、负荷值以及路径状态，所述负荷值为相应用户计数器的计数值。

所述步骤（2）进一步包括：用户接入到所述服务器时，所述服务器根据接入的所述用户创建相应的用户实例，所述用户实例用于保存所述用户所使用链路的路径号。

所述步骤（3）进一步包括，服务器首先选择负荷最小的链路，若所述负荷最少的链路不可用，则在所述负荷分担链路表余下的链路中，继续选择负荷最少的链路，直至选择到一可用链路。

所述步骤（4）进一步包括：当将所述链路分配给所述用户后，增加所述链路的负荷值；当所述用户退出时，减少对应链路的负荷值。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种多路径负荷分担装置，包括创建单元、接入单元、选择单元以及分配单元；所述创建单元创建一负荷分担链路表，所述负荷分担链路表记录并实时更新发送端与目的地址之间的所有等价链路的负荷；所述接入单元用于使用户接入到所述服务器；所述选择单元用于从所述所有等价链路中选择一条负荷最少并且路径状态正常的链路；所述分配单元用于将所述选择单元选择的链路分配给所述用户。

所述装置进一步包括一设置单元，用于为发送端与目的地址之间的所有等价链路均设置一用户计数器；所述创建单元根据所述用户计数器创建所述负荷分担链路表，记录每个等价链路和与之对应的用户计数器的值；当有用户接入或退出时，对应用户计数器的计数值增加或减小，并同时更新所述负荷分担链路表。

所述装置进一步包括一更新单元，用于更新所述链路的负荷值，当所述分配单元用于将链路分配给所述用户后，增加所述链路的负荷值；当所述用户退出时，减少对应链路的负荷值。

本发明的有益效果在于，根据用户以及链路负荷和链路状态进行选择链路，通过为发送端与目的地址之间的所有等价链路均设置一用户计数器，用来记录各链路的负荷程度，简单易于实现；新用户接入时根据用户计数器记录的各链路的负荷程度，选择一负荷最少且状态正常的链路进行数据交互，这样，就可以保证所有等价路径的负荷基本相同，可以有效地避免较多用户在某条链路上的重叠，减少了网络拥塞，提高资源利用率；且保证同一用户的流量通过同一路径传输，这样就不会产生报文乱序的问题，无需增加报文排序的功能。

附图说明

图1，本发明所述多路径负荷分担方法的步骤示意图；

图2，本发明所述多路径负荷分担装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的多路径负荷分担方法及装置的具体实施方式做详细说明。

本发明所述多路径负荷分担方法及装置，提供一种根据用户和链路负荷进行分组的策略，应用于移动通信领域的数据报文传输中。在移动通信系统中，服务器设备需要支持多用户接入并进行报文的转发。

参考附图1所示是本发明所述多路径负荷分担方法的步骤示意图，接下来对附图1所示的步骤做详细说明。

S11：服务器创建一负荷分担链路表，所述负荷分担链路表记录并实时更新发送端与目的地址之间的所有等价链路的负荷。

多路径即发送端存在多条不同等价链路到达同一目的地址，服务器为发送端与目的地址之间当前所能使用的所有的等价链路均设置一个用户计数器，代表本链路的负荷程度，所述所有用户计数器初始化为零。

服务器创建一负荷分担链路表，所述负荷分担链路表记录每个等价链路和与之对应的用户计数器的值，如表1所示。所述负荷分担链路表包含所述所有等价链路的路径号、负荷值以及路径状态。所述路径号为发送端与目的地址之间当前所能使用的所有的等价链路的路径编号，用Path1、Path2、…、PathN表示，N大于等于2。所述负荷值为所述所有等价链路的路径编号相应的用户计数器的计数值，Path1的负荷值为Path1Cost、Path2的负荷值为Path2Cost、…、PathN的负荷值为PathNCost，当有用户接入时，对应的用户计数器的计数值增加，相应的负荷值增加；当有用户退出时，对应的用户计数器的计数值减少时，相应的负荷值减少。所述路径状态为所述所有路径编号相应的路径的工作状态，用UP或者DOWN表示，UP表示路径状态正常，DOWN表示路径不可用。

服务器启动时，收集所述服务器所有等价链路的路径号和路径状态，并将所有等价链路的负荷值初始化为0。

路径号	负荷值	路径状态
			Path1	Path1Cost	UP/DOWN
Path2	Path2Cost	UP/DOWN
			…	…	…
PathN	PathNCost	UP/DOWN

表1：负荷分担链路表。

S12：用户接入到所述服务器。

当新用户接入到服务器时，服务器根据接入的用户创建对应的用户实例，并保持所述用户实例到用户会话结束。

用户实例也称为子实例或客户端实例，是指父实例（作为服务运行的主实例）代表用户生成的实例。用户实例作为用户进程在该用户的安全上下文中运行。用户实例和父实例以及计算机上运行的任何其他用户实例相互独立, 从而允许用户附加任意数据库而不会带来危及其他用户的风险。用户实例是一项功能，可以使非管理员用户使用自己的帐户的实例具有数据库所有者特权,用户实例功能也称为“作为正常用户运行”。

S13：所述服务器根据所述负荷分担链路表，选择一条负荷最少的可用链路，分配给接入的用户，并更新所述链路的负荷值。

为了减少网络拥塞并充分利用链路带宽，当发送端与目的子网间存在多条等价链路时，流量负载应尽量避免在热点链路上传输，并且属于同一个目的地址的IP分组应该按照某个固定的下一跳进行转发，这样就不会产生报文乱序的问题，无需增加报文排序的功能，这符合当前网络单径模式的路由架构。通过负荷分担链路表指示各链路的承载任务量，可以有效地避免较多用户在某条链路上的重叠，从而增大网络的吞吐量，提高资源利用率。

新用户接入时，服务器根据负荷分担链路表，为接入的用户选择所述负荷分担链路表中负荷值最小并且路径状态正常的链路，分配给接入的用户；若所述负荷最少的链路不可用，则所述服务器在所述负荷分担链路表余下的链路中，继续选择负荷最少的链路分配给接入的用户。当将所述链路对应的路径号分配给所述用户后，增加所述链路的负荷值；当所述用户退出时，根据所述用户的路径号，减少对应链路的负荷值。

服务器启动时，将所有等价链路的负荷值初始化为0。新用户接入时，服务器根据负荷分担链路表，选择一Min（Path1Cost， Path2Cost…PathNCost）并且状态正常的链路分配给接入的用户用于数据传输，将选中链路的Path号写入相应的用户实例中保存，同时增加对应的用户计数器的计数值，即增加选中的Path号的负荷值，比如，选中的Path号的负荷值加1；当有用户退出时，根据退出用户的用户实例中的Path号，递减对应的用户计数器的计数值，即递减所述Path号对应的负荷值，比如，将Path号对应的负荷值减1，同时释放所述退出用户的用户实例。这样，就可以保证所有等价路径的负荷基本相同，且保证同一用户的流量通过同一路径传输。

比如，发送端与目的地址之间当前所能使用的所有的等价链路为5条，相应的负荷分担链路表如表2所示。

路径号	负荷值	路径状态
			Path1	3	UP
Path2	3	UP
			Path3	0	DOWN
Path4	2	UP
			Path5	1	UP

表2：实施例的负荷分担链路表。

参考表2 ，当前负荷值最小的链路，为Path3，其负荷值为0，服务器根据表2，选择一Min（Path1Cost， Path2Cost…PathNCost），选中Path3，但Path3的路径状态为DOWN即不可用，则所述服务器在表2余下的链路中，继续选择负荷最少的链路，选中Path5，其中Path5的路径状态正常；服务器将第五条链路分配给所述接入用户用于数据传输；将第五条链路的链路号Path5写入所述接入用户的用户实例中保存，同时Path5的用户计数器的计数值加1，即Path5的负荷值加1。

当有用户退出时，比如Path1上有用户退出，则退出用户的用户实例中的Path号为Path1，Path1的用户计数器的计数值减一，即Path1对应的负荷值减1，同时释放所述退出用户的用户实例。

S14：所述用户通过所述链路进行数据交互。

用户使用服务器分配的链路进行数据交互，向目的地址发送数据报文，或从目的地址接收数据报文。

参考附图2所示是本发明所述多路径负荷分担装置的架构示意图，与本发明所述多路径负荷分担方法相对应，包括设置单元M20、创建单元M21、接入单元M22、选择单元M23、分配单元M24以及更新单元M25。

所述设置单元M20，用于为发送端与目的地址之间的所有等价链路均设置一用户计数器。所述所有用户计数器用于记录对应链路的负荷值，所述所有用户计数器均初始化为零；当有用户接入或退出时，对应用户计数器的计数值增加或减小。

所述创建单元M21用于创建所述负荷分担链路表，记录每个等价链路和与之对应的用户计数器的值。所述负荷分担链路表如表1所示，包含所述所有等价链路的路径号、负荷值以及路径状态，所述负荷值为相应用户计数器的计数值。

所述接入单元M22用于使用户接入到所述服务器。当有用户通过所述接入单元M22接入到所述服务器时，所述服务器根据接入的用户创建相应的用户实例，并保持所述用户实例到用户会话结束。

所述选择单元M23用于从所述所有等价链路中选择一条负荷最少并且路径状态正常的链路。新用户接入时，服务器会根据负荷分担链路表，选择一Min（Path1Cost， Path2Cost…PathNCost）并且状态正常的链路。

所述分配单元M24用于所述选择单元M23选中的负荷最少且状态正常的链路分配给所述用户，用于数据交互。

所述更新单元M25，用于更新所述链路的负荷值，当所述分配单元M24将链路分配给接入的用户后，增加所述链路的负荷值；当有用户退出时，减少对应链路的负荷值。

所述多路径负荷分担装置的工作原理是，服务器启动时，所述设置单元M20为发送端与目的地址之间的所有等价链路均设置一用户计数器，并初始化为0；所述创建单元M21根据所述用户计数器创建相应的负荷分担链路表；新用户通过所述接入单元M22接入到所述服务器时，所述选择单元M23根据所述负荷分担链路表从所述所有等价链路中选择一Min（Path1Cost， Path2Cost…PathNCost）并且状态正常的链路，通过所述分配单元M24分配给接入的用户用于数据传输；分配好链路后，通过所述更新单元M25，更新所述链路的负荷值。将选中链路的Path号写入相应的用户实例中保存，同时增加对应的用户计数器的计数值，即增加选中的Path号的负荷值，比如，选中的Path号的负荷值加1；当有用户退出时，根据退出用户的用户实例中的Path号，递减对应的用户计数器的计数值，即递减所述Path号对应的负荷值，比如，将Path号对应的负荷值减1，同时释放所述退出用户的用户实例。

本发明根据用户以及链路负荷和链路状态进行选择链路，通过为发送端与目的地址之间的所有等价链路均设置一用户计数器，用来记录各链路的负荷程度，简单易于实现；新用户接入时根据用户计数器记录的各链路的负荷程度，选择一负荷最少且状态正常的链路进行数据交互，这样，就可以保证所有等价路径的负荷基本相同，可以有效地避免较多用户在某条链路上的重叠，减少了网络拥塞，提高资源利用率；且保证同一用户的流量通过同一路径传输，这样就不会产生报文乱序的问题，无需增加报文排序的功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种多路径负荷分担方法，其特征在于，包括如下步骤：

（2）用户接入到所述服务器；

（5）所述用户通过所述链路进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的多路径负荷分担方法，其特征在于，所述步骤（1）进一步包括：为发送端与目的地址之间的所有等价链路均设置一用户计数器；创建负荷分担链路表，所述负荷分担链路表记录每个等价链路和与之对应的用户计数器的值；当有用户接入或退出时，对应用户计数器的计数值增加或减小，并同时更新所述负荷分担链路表。

3.根据权利要求1或2所述的多路径负荷分担方法，其特征在于：所述负荷分担链路表包含所述所有等价链路的路径号、负荷值以及路径状态，所述负荷值为相应用户计数器的计数值。

4.根据权利要求1所述的多路径负荷分担方法，其特征在于，所述步骤（2）进一步包括：用户接入到所述服务器时，所述服务器根据接入的所述用户创建相应的用户实例，所述用户实例用于保存所述用户所使用链路的路径号。

5.根据权利要求1所述的多路径负荷分担方法，其特征在于：所述步骤（3）进一步包括，服务器首先选择负荷最小的链路，若所述负荷最少的链路不可用，则在所述负荷分担链路表余下的链路中，继续选择负荷最少的链路，直至选择到一可用链路。

6.根据权利要求1所述的多路径负荷分担方法，其特征在于，所述步骤（4）进一步包括：当将所述链路分配给所述用户后，增加所述链路的负荷值；当所述用户退出时，减少对应链路的负荷值。

7.一种多路径负荷分担装置，其特征在于：包括创建单元、接入单元、选择单元以及分配单元；所述创建单元创建一负荷分担链路表，所述负荷分担链路表记录并实时更新发送端与目的地址之间的所有等价链路的负荷；所述接入单元用于使用户接入到所述服务器；所述选择单元用于从所述所有等价链路中选择一条负荷最少并且路径状态正常的链路；所述分配单元用于将所述选择单元选择的链路分配给所述用户。

8.根据权利要求7所述的多路径负荷分担装置，其特征在于：进一步包括一设置单元，用于为发送端与目的地址之间的所有等价链路均设置一用户计数器；所述创建单元根据所述用户计数器创建所述负荷分担链路表，记录每个等价链路和与之对应的用户计数器的值；当有用户接入或退出时，对应用户计数器的计数值增加或减小，并同时更新所述负荷分担链路表。

9.根据权利要求7或8所述的多路径负荷分担装置，其特征在于：所述负荷分担链路表包含所述所有等价链路的路径号、负荷值以及路径状态，所述负荷值为相应用户计数器的计数值。

10.根据权利要求7所述的多路径负荷分担装置，其特征在于：进一步包括一更新单元，用于更新所述链路的负荷值，当所述分配单元用于将链路分配给所述用户后，增加所述链路的负荷值；当所述用户退出时，减少对应链路的负荷值。