CN102694713B

CN102694713B - 网络通信多通路选择方法及系统

Info

Publication number: CN102694713B
Application number: CN201110067071.XA
Authority: CN
Inventors: 黄佳炫; 何名钦
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Anhui Communications Services Co Ltd
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2031-03-21
Also published as: TW201240410A; US8572285B2; US20120246339A1; TWI459778B; CN102694713A

Abstract

本发明提供一种网络通信多通路选择方法及系统，该网络通信多通路选择方法包括如下步骤：开启主要通路，以通过该主要通路传送数据，并按照预设的重传超时时间开始计时；判断预设的重传超时时间是否到达，若是，则切换至次要通路，以通过该次要通路传送数据；通过流量控制传输协议在该主要通路与次要通路上同时传输心跳报文，接收从该主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文，以获得从该主要通路上接收该心跳响应报文的第一时间及从该次要通路上接收该心跳响应报文的第二时间；若连续两次第一时间小于第二时间，则切换至该主要通路。

Description

网络通信多通路选择方法及系统

技术领域

本发明涉及一种网络通信数据传输技术，尤其涉及一种基于流控制传输协议（Stream Control Transmission Protocol，SCTP）的网络通信多通路选择方法及系统。

背景技术

SCTP是目前网络通信中使用最广泛的传输层协议之一，具有多归属功能。所谓多归属，是指一个SCTP连接可通过多条通路进行数据传输。该通路之间存在备份关系，即当一条通路中断后，数据会被切换到其他可达的备份通路上进行传输，从而提高网络容错的能力。

在SCTP中，通路故障不仅仅表现为物理链路中断或者路由不可达，更多的表现为链路质量变差，例如拥塞丢包、误码丢包、时延增大及乱序等。现有技术中，SCTP对链路质量变差情况的处理不够理想。例如，按照协议的要求，只有当报文连续传达到一定次数时才会进行通路的切换，这种情况下，当网络出现时通时断或者出现较大丢包率的时候，报文在多次尝试后可能还会收到确认报文。此时，尝试的次数可能还没达到协议的要求，这样即使当前通路的网络质量恶化，严重影响业务传输，SCTP仍可能坚持在原有的通路上发送数据，而不会选择质量较好的备用通路，进而影响数据的传输速率和质量。

另外，协议规定：如果当前通路不是首选通路（即数据传输的默认通路），那么当首选通路可达，即收到确认报文后，会立即将当前通路切换回首选通路。但是，收到确认报文只能说明网络通路可达，并不能说明首选通路的网络质量完全恢复。因此，如果此时所述首选通路可达，但是仍出现网络故障，则将严重影响建立了SCTP偶联对应关系的两个SCTP端点之间的数据传输。

发明内容

鉴于以上情况，有必要提供一种可依据当前通路网络质量的优劣选择选择相应通路的网络通信多通路选择方法。

另，还有必要提供一种网络通信多通路选择系统。

一种网络通信多通路选择方法，包括如下步骤：a.开启主要通路，以通过该主要通路传送数据，并按照预设的重传超时时间开始计时；b.判断预设的重传超时时间是否到达，若是，则执行步骤c；c.切换至次要通路，以通过该次要通路传送数据；d.通过流量控制传输协议在该主要通路与次要通路上同时传输心跳报文，接收从该主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文，以获得从该主要通路上接收该心跳响应报文的第一时间及从该次要通路上接收该心跳响应报文的第二时间；e.若连续两次第一时间小于第二时间，则切换至该主要通路。

一种网络通信多通路选择系统，设置于网络设备中，所述网络设备通过主要通路或次要通路传送数据；所述网络通信多通路选择系统包括依次相连的计时器、比较模块及切换模块，当所述网络设备通过主要通路传送数据时，该计时器按照预设的重传超时时间开始计时，当所述计时器超时时，所述切换模块将该网络设备切换至次要通路，以使得该网络设备通过次要通路进行数据传输，同时该计时器分别通过该主要通路及次要通路发送相应的心跳报文至客户端设备，并接收来自该主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文，进而获得从主要通路上接收该心跳响应报文的第一时间及从该次要通路上接收该心跳响应报文的第二时间，所述比较模块用于比较第一时间是否小于第二时间，当所述比较模块连续两次比较的结果都是第一时间小于第二时间时，该切换模块将所述网络设备再次切换回主要通路。

本发明的网络通信多通路选择方法及系统可通过该切换模块选择质量较好的通路（主要通路）进行数据传输。如此可提高网络应对各种通路故障的能力，进而提高数据的传输速率和质量。另外，本发明只有当主要通路的网络质量超过次要通路，且其超过次数达到一定数值后才切换回主要通路进行数据传输。因此，可有效避免现有SCTP中只要收到确认报文就切回主要通路，而可能造成的数据传输速率迟缓等问题。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的网络通信多通路选择系统的模块图；

图2为图1所示网络通信多通路选择系统的系统架构图；

图3及图4为本发明较佳实施方式网络通信多通路选择方法的流程图。

主要元件符号说明

网络通信多通路选择系统	100
		网络设备	200
CPE	300
		计时器	11
监控模块	12
		切换模块	13
存储模块	14
		比较模块	15

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明提供一种网络通信多通路选择系统100，其整合于路由器、网关、交换机、无线网络控制器、基站及移动终端等网络设备200中。该网络设备200可通过主要通路（Primary Path，PP）或次要通路（Secondary Path，SP）与客户端设备(Customer Premises Equipment，CPE)300进行通信。

该网络通信多通路选择系统100可依据当前通路的网络质量优劣选择相应的通路进行数据传输。具体地，该网络通信多通路选择系统100包括计时器11、监控模块12、切换模块13、存储模块14及比较模块15。该计时器11、监控模块12及切换模块13依次相连。该计时器11、切换模块13及存储模块14均连接至比较模块15。该计时器11用于当所述网络设备200通过主要通路传送数据至CPE300时，按照预设的重传超时时间（Retransmission timeout，RTO）开始计时。该计时器11还用以在所述网络设备200通过次要通路传送数据时，通过流控制传输协议（Stream Control Transmission Protocol，SCTP）分别在该主要通路及次要通路发送相应的心跳报文（Heartbeat Packet）至CPE300，并接收来自该主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文（Heartbeat Response Packet），进而分别获得第一时间（T1）及第二时间（T2）。在本实施例中，该第一时间（T1）为从主要通路上接收该心跳响应报文的时间；该第二时间（T2）为从该次要通路上接收该心跳响应报文的时间。该计时器11的启动触发及预设时长可以参照RFC2960及FRC4960中的规定。该主要通路及次要通路可以共用该计时器11。

该监控模块12用于监控所述计时器11预设的RTO是否达到，即计时器11是否超时。若超时，则发送相应的第一切换信号给该切换模块13。

该切换模块13用于接收监控模块12发送的第一切换信号，并将所述网络设备200切换至次要通路，以使得该网络设备200通过次要通路进行数据的传输。

该存储模块14内存储有一比较次数EA-Count及错误次数err-Count，该比较次数EA-Count及错误次数err-Count的初始值均为零。

该比较模块15用于比较第一时间（T1）是否小于第二时间（T2），若所述比较模块15连续多次（本实施例中为连续两次）比较的结果都是第一时间（T1）小于第二时间（T2），说明此时该主要通路的网络质量不仅优于次要通路，而且能够保持较为稳定的高网络质量。此时，该比较模块15发送相应的第二切换信号给该切换模块13，以将所述网络设备200切换回主要通路，使得该网络设备200通过主要通路进行数据传输。若比较模块15比较第一时间（T1）大于第二时间（T2），则说明此时该次要通路的网络质量仍然优于主要通路。该比较模块15直接令比较次数EA-Count为零，且继续通过该次要通路传送数据。若比较模块15比较第一时间（T1）及第二时间（T2）均大于该RTO时，说明主要通路及次要通路的网络质量均较差，此时该存储模块14将令错误次数err-Count加1。当该比较模块15比较错误次数err-Count已超过预设的错误次数AMR时，说明此时两个通路均暂时不适合传送数据，故中断所述网络设备200与CPE300的通信，以停止数据的传输。

请一并参阅图3及图4，为该网络通信多通路选择系统100的工作流程，即网络通信多通路选择方法流程图，该方法具体包括以下步骤：

步骤S1：开启主要通路，所述网络设备200通过该主要通路发送数据给该CPE300，同时该计时器11按照预设的RTO开始计时。

步骤S2：所述监控模块12判断计时器11预设的RTO是否到达，即是否超时；若不超时，则返回步骤S1，即继续通过该主要通路传送数据；若超时，则发送相应的第一切换信号给所述切换模块13，并执行步骤S3。

步骤S3：该切换模块13接收该第一切换信号，并将所述网络设备200切换至该次要通路，以通过该次要通路传送数据给该CPE300。

步骤S4：所述计时器11通过SCTP协议在该主要通路与次要通路上同时传输心跳报文（Heartbeat Packet），并接收从该主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文（Heartbeat Response Packet），进而获得从该主要通路上接收该心跳响应报文的第一时间（T1）及从该次要通路上接收该心跳响应报文的第二时间（T2）。

步骤S5：该比较模块15比较第一时间（T1）及第二时间（T2）中是否有一项小于预设的RTO。若是，则执行步骤S6；若不是，则执行步骤S7。

步骤S6：比较模块15继续比较第一时间（T1）是否小于第二时间（T2），若是，则执行步骤S8，若不是，则执行步骤S14。

步骤S7：因为比较模块15继续第一时间（T1）及第二时间（T2）均不小于该RTO，故该比较模块15令该错误次数（err-Count）加1，并执行步骤S12。

步骤S8：比较模块15令比较次数（EA-Count）加1。

步骤S9：比较模块15比较所述比较次数（EA-Count）是否大于1。若是，则执行步骤S10；若不是，则执行步骤S11。

步骤S10：因为连续两次比较的结果都是第一时间（T1）小于第二时间（T2），说明此时该主要通路的网络质量优于次要通路，该比较模块15将发送相应的第二切换信号给该切换模块13，以将所述网络设备200切换回主要通路，并返回步骤S1，使得该网络设备200通过主要通路进行数据传输。

步骤S11：等待间隔时间，当间隔时间到达后，返回步骤S4。

步骤S12：该比较模块判断所述错误次数（err-Count）是否大于预设的的错误次数AMR，若是，则执行步骤S13；若不是，则执行步骤S14。

步骤S13：因为比较模块15连续多次比较的结果都是第一时间（T1）及第二时间（T2）均不小于RTO，说明主要通路及次要通路的网络质量均较差，暂时不适合传送数据，故中断所述网络设备200与CPE300的通信，以停止数据的传输，流程结束。

步骤S14：比较模块15令所述比较次数（EA-Count）等于零，并返回步骤S11。

本发明的网络通信多通路选择方法及系统，通过该计时器11向主要通路及次要通路发送相应的心跳报文，并接收来自该主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文，进而获得从主要通路上接收该心跳响应报文的第一时间（T1）及从该次要通路上接收该心跳响应报文的第二时间（T2），再通过该比较模块15比较该第一时间（T1）是否小于第二时间（T2），以判断所述主要通路的网络质量是否优于次要通路。当连接两次以上比较结果都是第一时间（T1）小于第二时间（T2）时，说明该主要通路的网络质量已恢复，且优于该次要通路。则该切换模块13将选择质量较好的通路（主要通路）进行数据传输。如此，可提高网络应对各种通路故障的能力，进而提高数据的传输速率和质量。另外，本发明只有当主要通路的网络质量超过该次要通路，且其超过次数达到一定数值时才切换回主要通路进行数据传输。这样可有效避免现有SCTP中因只要收到确认报文就切回主要通路而可能造成的数据传输速率迟缓等问题。

Claims

1.一种网络通信多通路选择方法，包括如下步骤：

a.开启主要通路，以通过该主要通路传送数据，并按照预设的重传超时时间开始计时；

b.判断预设的重传超时时间是否到达，若是，则执行步骤c；

c.切换至次要通路，以通过该次要通路传送数据；

d.通过流量控制传输协议在该主要通路与次要通路上同时传输心跳报文，接收从该主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文，以获得从该主要通路上接收该心跳响应报文的第一时间及从该次要通路上接收该心跳响应报文的第二时间；

f.定义一比较次数及错误次数，所述比较次数及错误次数的初始值均为0；

g.判断第一时间及第二时间中是否有一项小于预设的重传超时时间；若是，则执行步骤h；若否，则执行步骤k；

h.继续判断第一时间是否小于第二时间，若是，则执行步骤i；

i.令所述比较次数加1；

j.继续判断所述比较次数是否大于1；若是，则执行步骤e；

k.令所述错误次数加1；

e.若连续两次第一时间小于第二时间，则切换至该主要通路。

2.如权利要求1所述的网络通信多通路选择方法，其特征在于：步骤b中，若预设的重传超时时间未达到，则返回步骤a。

3.如权利要求1所述的网络通信多通路选择方法，其特征在于：步骤g中，若判断第一时间及第二时间均大于重传超时时间，该方法还包括以下步骤：

判断所述错误次数是否大于预设的错误次数，若不是，则令所述比较次数等于零；

等待一预设的间隔时间后，返回步骤d。

4.如权利要求3所述的网络通信多通路选择方法，其特征在于：若判断所述错误次数大于预设的错误次数时，该方法还包括停止数据传送的步骤。

5.如权利要求4所述的网络通信多通路选择方法，其特征在于：步骤h中，若判断第一时间不小于第二时间，该方法还包括以下步骤：

令所述错误次数加1；

等待一预设的间隔时间后，返回步骤d。

6.如权利要求1所述的网络通信多通路选择方法，其特征在于：步骤j中，若判断所述比较次数不大于1，该方法还包括等待一预设的间隔时间后，返回步骤d的步骤。

7.一种网络通信多通路选择系统，设置于网络设备中，所述网络设备通过主要通路或次要通路传送数据；其特征在于：所述网络通信多通路选择系统包括依次相连的计时器、比较模块及切换模块，当所述网络设备通过主要通路传送数据时，该计时器按照预设的重传超时时间开始计时，当所述计时器超时时，所述切换模块将该网络设备切换至次要通路，以使得该网络设备通过次要通路进行数据传输，同时该计时器分别通过该主要通路及次要通路发送相应的心跳报文至客户端设备，并接收来自该主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文，进而获得从主要通路上接收该心跳响应报文的第一时间及从该次要通路上接收该心跳响应报文的第二时间，所述比较模块用于比较第一时间以第二时间中是否有一项小于预设的重传超时时间，若是，则所述比较模块比较第一时间是否小于第二时间，当所述比较模块连续两次比较的结果都是第一时间小于第二时间时，该切换模块将所述网络设备再次切换回主要通路。

8.如权利要求7所述的网络通信多通路选择系统，其特征在于：该网络通信多通路选择系统还包括监控模块，所述监控模块分别与计时器及切换模块相连，用以监控所述计时器是否超时，若是，则发送相应的第一切换信号给该切换模块，以控制该切换模块将该网络设备切换至次要通路。

9.如权利要求7所述的网络通信多通路选择系统，其特征在于：该网络通信多通路选择系统包括存储模块，该存储模块内存储有比较次数及错误次数，该比较次数及错误次数的初始值均为零，当比较模块比较第一时间大于第二时间时，该比较模块直接令比较次数为零，且继续通过该次要通路传送数据。

10.如权利要求9所述的网络通信多通路选择系统，其特征在于：当比较模块比较第一时间及第二时间均大于该重传超时时间时，该存储模块令错误次数加1，当该比较模块比较错误次数已超过预设的错误次数时，则停止数据传输。