CN103618678A - 自适应多链路聚合的方法、装置及系统 - Google Patents

自适应多链路聚合的方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种自适应多链路聚合的方法、装置及系统。其中，所述方法包括：为待发送数据流中的报文分配报文编号，所述报文编号随着报文的发送顺序依次递增；为每一个报文在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述报文进行多链路用户数据报协议MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的报文发送至接收端。本发明提供的技术方案以单个报文作为选择通信链路的触发对象，避免了现有技术中只通过单条数据流进行数据传输的弊端，可实现单条数据流经由不同的通信链路进行传输，一条数据流的可利用带宽上限不再受单条链路带宽的限制，实现了多链路聚合，提高了通信的速度和质量，同时还实现了各条通信链路的负载均衡。

Description

自适应多链路聚合的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种自适应多链路聚合的方法、装置及系统。
背景技术
当前，信息化建设已经成为企业发展的重要组成部分，大量办公数据需要在企业各分支机构中传输，但是由于经费、地域等原因，网络带宽和链路质量已经成为企业信息化建设过程中的一大瓶颈。现在大多数总分型企业的网络拓扑具有如下特征：（1）总部采用多条光纤链路连接Internet（互联网），链路带宽大、质量高、价格昂贵；（2）分支机构采用多条ADSL链路连接Internet，链路带宽小、质量差、价格低廉，通常分支与总部之间存在跨运营商访问的情况；（3）服务器部署于总部内部网络，分支机构通过Internet上传和下载数据。
对于这种具有多链路出口的网络拓扑，目前的出口网关设备通常具备多链路出口负载均衡功能，根据不同的链路带宽、时延、负载进行合理的流量分配，从而提高链路资源的利用效率，节省费用。然而，多链路负载均衡的工作原理是基于数据流进行路由选择，同一条数据流的所有报文都会选路到同一个出口链路上。因此，多链路出口负载均衡功能无法解决以下两类问题，它们广泛存在于当前总分型企业的网络应用中：（1）分支机构经常通过Internet与总部服务器进行数据上传和下载，整个过程通常只通过单条流进行数据传输。这种情况下，多链路出口负载均衡功能无法充分利用多条链路的带宽，导致传输过程受单条ADSL链路限制，传输速度慢、耗时长；（2）分支机构与总部之间的某些关键应用，如视频会议，通常具备数据流少、持续时间长等特点。当某条链路出现间歇性故障时，多链路出口负载均衡功能虽然能够在关键应用重新连接时将数据流选路到另一条正常链路上，但是无法保障关键应用不中断。
发明内容
本发明的多个方面提供一种自适应多链路聚合的方法、装置及系统，以提高通信速度和质量。
本发明的第一个方面，提供一种自适应多链路聚合的方法，包括：
为待发送数据流中的报文分配报文编号，所述报文编号随着报文的发送顺序依次递增；
为每一个报文在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述报文进行多链路用户数据报协议MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的报文发送至接收端。
本发明的第二个方面，提供一种自适应多链路聚合的方法，包括：
接收发送端通过至少两条通信链路发送的多个MUDP封装后的报文；
根据所述发送端为所述报文分配的报文编号，对接收到的多个MUDP封装后的报文进行排序。
本发明的第三个方面，提供一种网络设备，包括：
分配模块，用于为待发送数据流中的报文分配报文编号，所述报文编号随着报文的发送顺序依次递增；
调度发送模块，用于为每一个报文在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述报文进行多链路用户数据报协议MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的报文发送至接收端。
本发明的第四个方面，提供一种网络设备，包括：
接收模块，用于接收发送端通过至少两条通信链路发送的多个MUDP封装后的报文；
排序模块，用于根据所述发送端为所述报文分配的报文编号，对接收到的多个MUDP封装后的报文进行排序。
本发明的第五个方面，提供一种通信系统，包括：第一网络设备和第二网络设备，其中，所述第一网络设备用于为待发送数据流中的报文分配报文编号，所述报文编号随着报文的发送顺序依次递增；为每一个报文在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述报文进行多链路用户数据报协议MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的报文发送至接收端；所述第二网络设备用于接收发送端通过至少两条通信链路发送的多个MUDP封装后的报文；根据所述发送端为所述报文分配的报文编号，对接收到的多个MUDP封装后的报文进行排序。
由上述技术方案可知，本发明实施例提供的技术方案通过分别为数据流中的各报文选择一条通信链路，并根据选出的通信链路对相应报文进行MUDP封装，并把封装后的报文发送至接收端，避免了现有技术中只通过单条数据流进行数据传输的弊端，可实现单条数据流经由不同的通信链路进行传输，一条数据流的可利用带宽上限不再受单条链路带宽的限制，实现了多链路聚合，提高了通信的速度和质量，同时还实现了各条通信链路的负载均衡。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的自适应多链路聚合的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一提供的通信链路建立的信令示意图；
图3为本发明实施例一提供的报文经MUDP封装后的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的自适应多链路聚合的方法的流程示意图；
图5为本发明实施例二提供的通信链路的状态迁移示意图；
图6为本发明实施例二提供的虚拟通道的状态迁移示意图；
图7为本发明实施例三提供的自适应多链路聚合的方法的流程示意图；
图8为本发明实施例三提供的报文接收环中各参数的相对位置原理图；
图9为本发明实施例四提供的网络设备的结构示意图；
图10为本发明实施例五提供的网络设备的结构示意图；
图11为本发明实施例六提供的通信系统的结构示意图。
具体实施方式
对于当前普遍存在的多链路出口场景，多链路负载均衡能够将不同的数据流分流到不同的链路出口传输，然而同一条数据流仍然受单个链路带宽的限制。也就是说，对于企业分支机构之间数据流数量较少的关键应用，如OA系统和视频会议，因多链路而增加的出口链路数量和带宽无法被充分利用。本发明提供的技术方案能够实现多链路带宽的聚合使用，拓展了关键应用能够利用的带宽上限，能有效提高通信速度和质量。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例一提供的自适应多链路聚合的方法的流程示意图。图1所示实施例一的执行主体为网络设备，所述网络设备可以是网关设备、路由设备或广域网加速设备等。如图1所示，该方法包括：
步骤101、为待发送数据流中的报文分配报文编号，所述报文编号随着报文的发送顺序依次递增。
其中，所述待发送数据流中包含有一个或多个报文。
步骤102、为每一个报文在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述报文进行MUDP（Multipath User Datagram Protocol，多链路用户数据报协议）封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的报文发送至接收端。
具体地，所述调度队列中存储有多个通信链路。所述的多个通信链路是处于互联网或其他通信网络两端的网络设备建立的，处于网络两端的网络设备通过建立的通信链路进行报文的传输。处于网络两端的两个网络设备在建立了与对端之间的通信链路后，即将建立的通信链路加入到所述调度队列中。例如，所述调度队列中存储的可以是各通信链路的标识，所述通信链路的标识可以是所述网络设备与对端网络设备进行通信链路建立协商时为所述通信链路分配的。本发明实施例中所述的通信链路可以是虚拟通信链路，即本发明实施例打破单个物理通信链路的限制，将网络两端设备之间的多个物理通信链路进行抽象整合，可使用网络端口来将抽象整合的通信链路划分为多个虚拟通信链路。基于网络端口的使用，使得多条虚拟通信链路能够复用同一个物理通信链路。具体地，所述网络两端的网络设备可采用如下方法实现通信链路的建立，如图2所示，该方法包括：
首先，发送端向接收端发送携带有通信链路协商结果的链路建立请求。
具体地，所述链路建立请求可以是SYN报文。其中，所述通信链路协商结果包括：通信链路的标识、起始报文编号以及访问规则。所述通信链路的标识可具体包括通道标识和通道内链路标识。由于进行聚合的多条链路需要一个独立的聚合单元，进行统一的管理和调度，因此定义一个抽象数据结构，称为虚拟通道。通道标识ID主要用于标识通道，以区分不同的聚合单元，即支持企业总部与不同的分支机构之间建立的通信通道。所述通道内链路标识用于区分通道内的多个通信链路。对于一个通信通道来说，报文编号是唯一的，并且逐报文递增，用于对端根据报文编号进行重复报文判断、报文丢包恢复、乱序报文排序等操作。起始报文编号可以在每次协商建立时随机分配。所述访问规则具体为选择关键应用的数据流的规则。
这里需要说明的是：在实际应用中，为了区分新建虚拟链路的SYN报文和SSYN报文丢失情况下的重传SYN报文，允许RST标志与SYN标志同时设置。也就是说，所述链路建立请求可以是RST报文和SYN报文，这样意味着如果对端处于建立状态，先将虚拟链路转换为关闭状态，再进行协商建立。另外，链路建立过程中，需要通信链路协商结果中除上述信息外，额外的信息可以根据不同的实现需求相应增加，协商内容可以定义在多链路协议第三首部的扩展部分（这部分在后续内容中有详细说明），也可以作为链路建立请求或链路建立响应的数据部分进行组织。
然后，接收端根据所述虚拟链路协商结果，向所述发送端返回链路建立响应。
其中，所述链路建立响应可以是SSYN报文。
与通信链路的建立过程相对应的，所述网络两端的网络设备可使用RST报文来断开已建立的通信链路，即发送端向接收端发送RST报文，接收端向所述发送端返回相应的响应信息，进而断开了发送端与接收端已建立通信链路。
这里需要补充的是：如果通信链路的对端是像ADSL（Asymmetric DigitalSubscriber Line，非对称数字用户环路链路）或3G通信链路，IP地址可能不定期发生变换的通信链路，那么通信链路就无法以固定的目的IP发起连接，否则一旦对端IP地址发生变换，通信链路将无法处于建立状态。因此，根据对端IP地址是否固定，可以将通信链路分为主动模式和被动模式；即当接收端的IP地址不固定时，通信链路可采取主动模式；当发送端的IP地址不固定时，通信链路可采取被动模式。具体地，主动模式的通信链路不断发送SYN报文，使自己处于建立状态。而被动模式的通信链路将以监听的方式，被动接收对端的SYN报文，完成通信链路建立过程。如果两端IP地址均不固定则需要借助域名地址进行中转。
其中，本步骤中所述在调度队列中选择一条通信链路的一种可能的实现方法为：所述发送端可采用预设多链路轮转调度规则，分别为所述数据流中的各报文选择对应的通信链路。具体地，所述多链路轮转调度规则为：选择调度队列中排在第一个的通信链路，并判断所述通信链路的剩余容量是否大于所述报文的长度，若是，选择所述通信链路；否则，将所述通信链路调至所述调度队列的队尾，设置所述通信链路的容量等于当前剩余容量加上预设容量配额，并再次选择所述调度队列中的排在第一个的通信链路，直至选出通信链路。其中，所述通信链路的容量是指所述通信链路当前能够转发的报文字节数。所述容量配额是指当所述通信链路的容量不足时新添加的字节数。所述容量配额的大小与配置的通信链路带宽成正比，可根据通信链路的丢包率动态调整，即所述容量配额等于通信链路带宽与通信链路的平均报文发送成功率的乘积。这里需要说明的是：上述调度队列可具体为一个先入先出队列(First Input First Output，简称FIFO)，即最先通过链路协商建立的通信链路排在调度队列的前面，后建立的通信链路排在后面。当通信链路建立成功后，可初始化该通信链路的容量为一指定值，例如：所述预设容量配额。各通信链路的容量的初始化值可以相同，也可以不同。在所述通信链路的剩余容量不大于所述报文的长度时将所述通信链路调度至队尾，同时选择调度队列中的下一个通信链路，这样的轮换规则易于实现各链路负载的均衡，而不至于出现一个通信链路的负载过大，另一个通信链路的负载过小的现象。另外，所述通信链路的平均报文发送成功率在下述实施例二中有详细说明。
本步骤中所述根据所述通信链路对所述报文进行MUDP封装的一种可能的实现方式为：在所述报文的头部添加第一首部、第二首部和第三首部，如图3所示。
其中，所述第一首部（亦或称IP首部）标识了通信链路的两端，其包括：物理链路的源IP地址和目的IP地址。
所述第二首部（亦或称UDP首部）包括所述通信链路的源端口标识、目的端口标识、所述第三首部长度以及所述报文的长度。更具体地，多链路聚合系统内部将物理链路进行抽象，作为一个独立的数据结构进行管理和维护，称为虚拟链路。所述第二首部中的源端口、目的端口、所述第一首部中的物理链路的源IP地址和物理链路的目的IP地址唯一地标识了一条虚拟链路。所述报文长度字段涵盖了第三首部长度和原始报文长度，使得第三首部只需要指明首部长度，即可计算得到MUDP协议所封装的原始报文长度。进一步地，所述第二首部还包括：校验和字段，用于检测第三首部是否被篡改。
这里需要补充的是：本发明提供的MUDP协议主要支持四大功能：虚拟链路协商建立、报文封装、链路质量度量以及虚拟链路断开连接，分别定义报文类型SYN/SSYN（用于通信链路的协商建立）、DATA（用于数据的传输）、PING/PONG（用于监测通信链路的质量）和RST（用于断开通信链路）报文。每个功能需要携带的信息不同，为了减少报文封装时的首部开销，所述第三首部（亦或称MUDP首部）可分为固定部分和扩展部分，扩展部分的格式由固定部分中的标志决定。其中，第三首部固定部可包括：第三首部长度和用于标识所述报文的报文类型的标识。进一步地，所述第三首部固定部分还可包括：协议版本，用于后续扩展首部格式，初始版本号可设为1。
这里需要说明的是：本发明实施例中所述的报文可以是IP协议的任意报文，因此，任意类型的VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）协议，包括PPTP（Point to Point Tunneling Protocol，点对点隧道协议）、L2TP（Layer2 Tunneling Protocol，第二层隧道协议）、IPSEC（InternetProtocolSecurity，互联网协议安全）等，都能够借助本发明提供的MUDP协议进行封装，以实现多链路聚合。
本实施例通过分别为数据流中的各报文选择一条通信链路，并根据选出的通信链路对相应报文进行MUDP封装，并把封装后的报文发送至接收端，避免了现有技术中只通过单条数据流进行数据传输的弊端，可实现单条数据流经由不同的通信链路进行传输，一条数据流的可利用带宽上限不再受单条链路带宽的限制，实现了多链路聚合，提高了通信的速度和质量，同时还实现了各条通信链路的负载均衡。
对于跨运营商的物理链路，在数据传输过程中，通常伴有丢包现象。对于TCP数据流而言，其传输速率不仅与链路带宽有关，还由TCP协议栈的滑动窗口和拥塞控制机制决定。TCP协议栈在检测到丢包时，将启动拥塞控制机制，缩小报文发送窗口，导致应用传输速率下降。这种情况下，即使出口链路带宽有剩余，TCP协议也无法充分利用。对于基于UDP协议的应用，如视频会议，也将因为丢包问题出现视频马赛克、画面卡顿等影响用户体验的现象。由此，本发明实施例二提出了结合前向纠错技术以解决自适应多链路聚合时各通信链路的丢包问题。
前向纠错，也称为冗余编码，通过编码生成并发送额外的冗余报文，在原始数据报文丢失的情况下，解码恢复出丢失的数据报文。较为常用的前向纠错算法有异或、汉明码等。由于前向纠错额外发送了冗余报文，因此会导致链路带宽利用率下降。也就是说，当链路不存在丢包问题或者丢包率低时，错误的前向纠错策略可能产生负面影响。针对这个问题，本发明实施例二提出一种自适应前向纠错算法，基于RS（Reed-Solomon）编码算法，根据通信链路的当前丢包率动态调节发送的冗余报文数量，在提供丢包恢复功能的同时，最大化带宽利用率，实现多链路聚合。
具体地，用d表示经由虚拟链路传输的数据报文，则向量D{d1,d2,…dn}为一次RS编码处理的数据报文分组，报文数量n可以根据网络设备的实际性能确定。当采用多链路聚合方法传输的数据流流量低时，数据报文要达到数量n可能需要较长的时间，从而降低了前向纠错的频率，给冗余报文的生成、发送和对端解码恢复报文引入了额外的时延。因此，本发明实施例根据监测到的通信链路的平均时延决定前向纠错的时间，即使报文数量不足n仍然及时进行前向纠错生成并发送冗余报文。冗余报文c构成向量C{c1,c2,…cm}，m为编码生成的冗余报文数量。这样一来，整个编码过程可以表示为下式所示的矩阵乘法。
AD=E
A = 0 0 0 1 0 2 · · · 0 n - 1 1 0 1 1 1 2 · · · 1 n - 1 2 0 2 1 2 2 · · · 2 n - 1 · · · · · · · · · · · · · · · ( n + m - 1 ) 0 ( n + m - 1 ) 1 ( n + m - 1 ) 2 · · · ( n + m - 1 ) n - 1 = I F , E = D C 式（1）
其中，A为(n+m)×n的编码矩阵，将其初始化为范德门矩阵，并且利用初等列编号将前n行转化为单位矩阵I，后m行构成矩阵F。然后，通过矩阵F与数据向量D相乘即可生成冗余报文C。
RS编码算法在丢失报文数量小于冗余报文数量的情况下能够完整恢复数据报文。假设经过丢包线路传输，对端收到的报文构成向量E’，删除编码矩阵A中丢失报文对应的行，则等式A’D=E’仍然成立。由于范德门矩阵在删除任意行后仍然可逆，而且初等列变换不会改变矩阵的秩，因此A’仍然可逆。通过计算D=(A’)-1E’，即可恢复数据向量D，其中A’的逆矩阵可以利用初等列变换进行高斯消元计算得到。
如图4所示，本发明实施例二提供的自适应多链路聚合的方法的流程示意图。如图4所示，本实施例二基于上实施例一，还包括：
步骤201、根据预设的自适应前向纠错编码算法，计算冗余报文。
具体地，本步骤的一种可能实现方式如下：
首先，监测所述调度队列中所有通信链路的质量，所述质量包括：通信链路的平均时延以及平均丢包率。
其中，网络两端的设备科使用MUDP协议的PING和PONG报文进行链路质量度量，PING和PONG报文实际上可以承担三种职能：
（1）虚拟链路保活：通过定期收发报文，进行链路故障的检测。如果一段时间内虚拟链路未接收任何报文，则可以判定为故障。其中，所述一段时间可以为预先设定的固定时间。
（2）链路质量度量：用于定期度量通信链路的通信质量。通信链路质量主要包括两个方面：链路时延和链路丢包率。具体地，链路时延：假设上下行时延相近，则链路时延等于链路往返时间的一半。虚拟通道根据其下通信链路的时延决定前向纠错编码的时间和频率以及乱序报文重新排序的等待时间。链路丢包率：实时反映链路的质量状况。虚拟通道总体上根据通信链路带宽进行选择调度、发送报文，但是可以根据累计平均链路质量动态调整。更重要的是，虚拟通道需要根据其下虚拟链路的平均丢包率自适应地调节前向纠错的冗余度，以提升不同丢包链路下的报文恢复能力，同时最大化链路的带宽利用率。
（3）配置变更通告：可以用于虚拟通道两端分别通告或取消各自的功能配置，如用于选择关键应用数据流的访问规则等，避免虚拟链路需要断开连接重新协商建立。即所述PING报文中或PONG报文中还可携带配置变更信息，以使所述对端根据所述配置变更信息对所述通信链路进行相应的功能配置。
具体地，所述监测通信链路的质量可采用方式实现，包括：
步骤S1、通过通信链路向接收端发送PING报文，所述PING报文携带有发送端发送所述PING报文的时间戳。
步骤S2、在预设的时间内接收所述接收端返回的PONG报文，并记录接收到所述PONG报文的时间。
这里需要补充的是：若在所述第一预设时间内未接收到所述接收端返回的所述PONG报文，则说明所述通信链路出现故障，将所述通信链路从所述调度队列中删除。
步骤S3、获取此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间。
步骤S4、根据通过所述通信链路接收到的所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳、所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间、所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，计算所述通信链路的时延。
具体地，根据通过所述通信链路接收到的所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳、所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间、所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，采用如下第一计算公式计算所述通信链路的时延：
T=[α RTTlast+(1-α)(TPONG-TPING)]/2
其中，T为所述通信链路的时延，α为预设的平滑因子，RTTlast为所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，TPONG为所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间，TPING为所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳。
步骤S5、获取所述通信链路的计算参数，并根据所述计算参数，计算所述通信链路平均丢包率；其中，所述计算参数包括：通过所述通信链路发送所述PING报文时的累计发送报文数量和报文字节数，通过所述通信链路上一次接收PONG报文时的累计发送报文数量和报文字节数，通过所述通信链路上一次接收到的所述接收端返回的PONG报文中携带的累计接收报文数量和报文字节数，通过所述通信链路此次接收到的所述接收端返回的PONG报文中携带的的累计接收报文数量和报文字节数B，以及通过所述通信链路此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均发送成功率。
具体地，根据所述计算参数，采用如下第二计算公式计算通信链路的平均丢包率：
RPKTS=α RPKTS-last+(1-α)(NPONG-NRECV)/(NPING-NLAST)
RBYTES=α RBYTES-last+(1-α)(BPONG-BRECV)/(BPING-BLAST)
R ‾ = 1 - ( R PKTS + R BYTES ) / 2
其中，α为预设的平滑因子，所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均发送成功率包括：报文平均发送成功率RPKTS-last和字节数平均发送成功率RBYTES-last，NPONG为通过所述通信链路此次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文数量，BPONG为通过所述通信链路此次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文字节数，NRECV为通过所述通信链路上一次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文数量，BRECV为通过所述通信链路上一次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文字节数，NPING为通过所述通信链路发送所述PING报文时的累计发送报文数量，BPING为通过所述通信链路发送所述PING报文时的累计发送报文字节数，NLAST为通过所述通信链路上一次接收PONG报文时的累计发送报文数量，BLAST为通过所述通信链路上一次接收PONG报文时的累计发送报文字节数。这里需要说明的是：上述计算公式中(RPKTS+RBYTES)/2为通信链路的平均报文发送成功率，该平均报文发送成功率可用于确定所述通信链路的容量配额。
然后，根据所述所有通信链路的平均时延，确定进行前向纠错编码的时间和频率。
随后，根据所述所有通信链路的平均丢包率，确定计算冗余报文的数量。
最后，根据确定出的进行前向纠错编码的时间和频率，以及冗余报文的数量，采用RS编码算法计算所述数量的冗余报文。
步骤202、在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述冗余报文进行MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的冗余报文发送至接收端。
具体地，数据报文和冗余报文均采用MUDP协议进行封装。对于数据报文，从通信链路协商建立过程中确定的起始报文编号开始，每个数据报文占用一个编号，编号信息可以作为MUDP协议中第三首部（即MUDP首部）的扩展部分字段。对于冗余报文，首部扩展信息需要包含（1）数据分组D的起始报文编号，即d1的报文编号；（2）数据分组的报文数量n；（3）冗余报文的序号，用于丢包恢复时构造矩阵A’。
这里需要补充的是：由于通信链路定期使用PING和PONG报文来监测链路质量，因此不论是否有数据流经由通信链路转发，都能够通过判断一段时间内通信链路是否接收到PONG报文来检测链路是否出现故障。一旦某条通信链路被监测到故障，那么它将转为故障状态，退出调度队列。数据流中的报文经由其它处于正常连接状态的通信链路传输，从而达到通信链路相互备份、保障关键数据流不中断的目的。综上所述，虚拟链路的状态可以归纳为以下六种状态，其状态迁移如图5所示：空闲状态、监听状态、连接状态、建立状态、故障状态、关闭状态。其中，所述空闲状态是当配置创建通信链路后，通信链路处于空闲状态。此时，被动模式链路转入监听状态，等待对端发起连接，而主动模式链路主动构造发送SYN报文，尝试协商建立。监听状态是：被动模式链路将本地IP地址和UDP端口插入哈希表，拦截并回应对端发送的SYN报文，完成协商建立过程。连接状态是链路创建后，主动模式通信链路转入连接状态，定期发送RST+SYN报文尝试协商建立。建立状态是如果通信链路的对端回应SSYN报文，则链路转入建立状态。处于建立状态的通信链路能够加入到调度队列参与虚拟通道的选择调度，进行报文封装和发送。故障状态是如果监测出通信链路出现故障，则将通信链路转入故障状态，暂时不再参与调度发送报文，避免出现丢包现象，导致关键应用数据流中断。处于故障状态的通信链路，如果收到PING、PONG或DATA报文，则重新转入建立状态，可重新被加入到调度队列中参与选择调度。关闭状态是如果物理链路断开或用户配置删除通信链路，则处于连接、监听、建立、故障状态的通信链路转入关闭状态，并发送RST报文通告对端断开连接，同时进行3秒钟的关闭等待，防止RST报文丢失、对端无法及时断开连接。以上说明了通信链路的状态，相应地，包括多个通信链路的虚拟通道的状态与MUDP协议无关，只由虚拟通道下的通信链路的数量和状态决定。虚拟通道的状态可以分为关闭状态、打开状态以及建立状态。所述虚拟通道的状态迁移过程如图6所示：关闭状态：虚拟通道由用户配置创建，但是并未添加任何通信链路，此时通道处于关闭状态。处于关闭状态的虚拟通道可以直接删除释放。打开状态：在虚拟通道下，添加一条或多条通信链路之后，通道由关闭状态转入打开状态。对于打开状态的虚拟通道，其下的所有通信链路尝试进行协商建立。建立状态：当虚拟通道下的任意一条通信链路协商建立成功，将通信链路加入通道的调度队列，整个通道转入建立状态，处于建立状态的虚拟通道能够接收报文进行转发。
本实施例二提供了一种结合自适应前向纠错算法的自适应多链路聚合方法，其中包括链路质量度量机制，机制内部还可以增加其他新的链路质量参数。采用本发明实施例二提供的方法，进一步提高了通信的速度和质量，降低了关键应用出现终端的可能，同时还实现了各条通信链路的负载均衡。本实施例中前向纠错算法并不局限于RS编码算法，其它前向纠错算法能够加入多链路聚合框架，在链路协商建立时进行协商确认，并且定义新的数据封装格式及MUDP报文类型加以支持。自适应前向纠错调整可以拓展为在不同前向纠错算法和不同冗余程度之间动态调整。
如图7所示，本发明实施例三提供的自适应多链路聚合的方法的流程示意图。如图7所示，本实施例三所述的方法包括：
步骤301、接收发送端通过至少两条通信链路发送的多个MUDP封装后的报文。
具体地，所述发送端采用上述实施例一所述的方法发送的多个MUDP封装后的报文。其中，所述发送端发送所述多个MUDP封装后的报文的方法采用上述实施例一所述的方法，此处不再赘述。
步骤302、根据所述发送端为所述报文分配的报文编号，对接收到的多个MUDP封装后的报文进行排序。
具体地，根据所述报文的报文编号，采用预设的报文接收环原则对接收到的报文进行相应的操作，以对接收到的报文进行排序。进一步地，所述报文接收环原则包括四个参数：通信链路发送端的发送报文的起始报文编号、第一位置、第二位置以及报文环大小，如图8所示。相应地，所述根据所述报文的报文编号，采用预设的报文接收环原则对接收到的报文进行相应的操作，以对接收到的报文进行排序，包括：
首先，根据接收到的报文的报文编号、所述起始报文编号和所述报文环大小，确定所述接收到的报文在所述报文接收环的位置。
由于不同链路的时延不同，可能引入额外的报文乱序，因此为了解决报文乱序触发TCP协议拥塞规避机制导致速率降低的问题，虚拟通道在接收报文时，对乱序报文根据编号进行缓存排序。另外，同一数据分组的报文需要缓存用于丢失报文恢复。缓存报文能够采用链表形式进行组织。这里，为了提高报文排序和根据报文编号查找报文的效率，报文队列采用长度受限但是能够循环使用的报文接收环进行组织。报文接收环的每一个元素对应一个报文编号，关联各自的数据报文和冗余报文。
然后，若所述位置在所述第一位置之前，则所述接收端直接丢弃该报文；若所述位置在所述第一位置和所述第二位置之间，则根据所述报文携带的目的设备的IP地址，将该报文转发至目的设备；若所述位置在所述第二位置之后，则将所述报文进行缓存，并对缓存的报文进行排序。
具体地，设定报文接收环大小为2的幂，保证能够通过与运算进行回绕处理。接收报文环最主要的四个参数是：
（1）通信链路发送端的发送报文的起始报文编号Base_pid。对于特定编号P的报文，能够通过将P与Base_pid之间的差和报文接收环大小进行与运算，获取其在报文接收环中的位置。
（2）第一位置Head：表示过去预设时间（如3秒）内收到的数据报文。当收到报文编号在Head之前的报文时，接收端选择直接丢弃。
（3）第二位置Order。当收到报文编号在Head和Order之间的报文时，接收端根据所述报文携带的目的设备的IP地址，将该报文转发至目的设备。当收到报文在Order之后的报文时，接收端将所述报文进行缓存，并对缓存的报文进行排序。其中，这里还可引入一个参数，即Tail：指向收到的编号最大的报文的下一个位置。如果收到报文编号大于等于Tail，则将Tail更新为新报文的下一个位置。
每个报文在放入接收报文环的时候，设置自己的接收时间戳。虚拟通道的接收端定时检查Order后乱序报文的接收时间是否超过虚拟链路之间平均单向传输时延差值，若是，则转发所有缓存到期的报文。其中，所述缓存到期指的是报文接收时间超过虚拟链路之间平均单向传输时延差值。由于链路时延可能随时间、负载波动，因此根据虚拟链路实时度量的时延差值进行乱序排序，能够最小化报文缓存引入的传输时间。
进一步地，上述实施例三中，所述将所述报文进行缓存之后，还包括：
首先，记录所述报文缓存的时间。
然后，根据所述报文缓存的时间，监测缓存的报文是否到期，若是，则根据所述报文携带的目的设备的IP地址，将所述缓存到期的报文转发至目的设备，否则，继续缓存所述报文。
这里需要说明的是：本发明提供的各实施例可以应用于出口网关设备，路由器设备或广域网加速设备，能够兼容不同的链路层协议和链路类型，如光纤链路、ADSL拨号链路以及3G无线链路等，另外，任意类型的VPN协议，包括PPTP、L2TP、IPSEC等，都能够借助多链路协议的封装实现多链路聚合。本发明各实施例提供的方法能够与广域网加速技术或设备结合使用，以提高关键应用数据流传输速率。相对于广域网加速技术主要用于TCP协议的加速和优化，自适应多链路聚合系统能够给任意基于IP协议的数据流传输带来有效提升，包括TCP协议、UDP协议以及各种VPN协议等。尤其是视频会议这类基于UDP协议的关键应用，其传输数据不具备可压缩性和重复性，广域网加速技术无法发挥作用，而自适应多链路聚合系统能够显著提升数据传输的最大带宽并解决线路丢包问题，直观体现在视频分辨率大幅增加、马赛克明显减少。
需要说明的是：对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
如图9所示，本发明实施例四提供的网络设备的结构示意图。如图9所示，本实施例所述的网络设备包括：分配模块10和调度发送模块11。其中，所述分配模块10用于为待发送数据流中的报文分配报文编号，所述报文编号随着报文的发送顺序依次递增。所述调度发送模块11用于为每一个报文在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述报文进行多链路用户数据报协议MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的报文发送至接收端。
本实施例提供的技术方案通过分别为数据流中的各报文选择一条通信链路，并根据选出的通信链路对相应报文进行MUDP封装，并把封装后的报文发送至接收端，避免了现有技术中只通过单条数据流进行数据传输的弊端，可实现单条数据流经由不同的通信链路进行传输，一条数据流的可利用带宽上限不再受单条链路带宽的限制，实现了多链路聚合，提高了通信的速度和质量，同时还实现了各条通信链路的负载均衡。
其中，上述实施例中所述的调度发送模块，具体用于：选择调度队列中排在第一个的通信链路，并判断所述通信链路的剩余容量是否大于所述报文的长度，若是，选择所述通信链路；否则，将所述通信链路调至所述调度队列的队尾，设置所述通信链路的容量等于当前剩余容量加上预设容量配额，并再次选择所述调度队列中的排在第一个的通信链路，直至选出通信链路；以及，在所述报文的头部添加第一首部、第二首部和第三首部；其中，所述第一首部包括发送端与接收端之间的物理链路的源IP地址和目的IP地址；所述第二首部包括所述通信链路的源端口标识、目的端口标识、所述第三首部长度以及所述报文的长度；所述第三首部包括第三首部长度和用于标识所述报文的报文类型的标识。
进一步地，上述实施例四所述的网络设备还包括：计算模块。其中，所述计算模块用于根据预设的自适应前向纠错编码算法，计算冗余报文。相应地，上述实施例中所述调度发送模块，还用于在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述冗余报文进行MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的冗余报文发送至接收端。
具体地，所述计算模块可采用如下结构实现。所述计算模块包括：监测单元、第一确定单元、第二确定单元及计算单元。其中，所述监测单元，用于监测所述调度队列中所有通信链路的质量，所述质量包括：通信链路的平均时延以及平均丢包率。所述第一确定单元用于根据所述所有通信链路的平均时延，确定进行前向纠错编码的时间和频率；所述第二确定单元用于根据所述所有通信链路的平均丢包率，确定计算冗余报文的数量；所述计算单元根据确定出的进行前向纠错编码的时间和频率，以及冗余报文的数量，采用RS编码算法计算所述数量的冗余报文。
其中，所述监测单元，包括：发送子单元、接收子单元、获取子单元、第一计算子单元及第二计算子单元。其中，所述发送子单元，用于通过通信链路向所述接收端发送PING报文，所述PING报文携带有发送端发送所述PING报文的时间戳。所述接收子单元，用于在预设的时间内接收所述接收端返回的PONG报文，并记录接收到所述PONG报文的时间。所述获取子单元，用于获取此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间。所述第一计算子单元，用于根据通过所述通信链路接收到的所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳、所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间、所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，计算所述通信链路的时延。所述第二计算子单元，用于获取所述通信链路的计算参数，并根据所述计算参数，计算所述通信链路平均丢包率；其中，所述计算参数包括：通过所述通信链路发送所述PING报文时的累计发送报文数量和报文字节数，通过所述通信链路上一次接收PONG报文时的累计发送报文数量和报文字节数，通过所述通信链路上一次接收到的所述接收端返回的PONG报文中携带的累计接收报文数量和报文字节数，通过所述通信链路此次接收到的所述接收端返回的PONG报文中携带的累计接收报文数量和报文字节数B，以及通过所述通信链路此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均发送成功率。进一步地，所述监测单元，还包括：删除子单元。所述删除子单元，用于当通过所述通信链路在所述第一预设时间内未接收到所述接收端返回的所述PONG报文，将所述通信链路从所述调度队列中删除。
其中，所述第一计算子单元，具体用于：根据通过所述通信链路接收到的所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳、所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间、所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，采用如下第一计算公式计算所述通信链路的时延：
T=[α RTTlast+(1-α)(TPONG-TPING)]/2
其中，T为所述通信链路的时延，α为预设的平滑因子，RTT为通过所述通信链路所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，TPONG为通过所述通信链路所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间，TPING为通过所述通信链路所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳。
所述第二计算子单元，具体用于根据所述计算参数，采用如下第二计算公式计算所述通信链路平均丢包率：
RPKTS=α RPKTS-last+(1-α)(NPONG-NRECV)/(NPING-NLAST)
RBYTES=α RBYTES-last+(1-α)(BPONG-BRECV)/(BPING-BLAST)
R ‾ = 1 - ( R PKTS + R BYTES ) / 2
其中，α为预设的平滑因子，所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均发送成功率包括：报文平均发送成功率RPKTS-last和字节数平均发送成功率RBYTES-last，NPONG为通过所述通信链路此次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文数量，BPONG为通过所述通信链路此次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文字节数，NRECV为通过所述通信链路上一次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文数量，BRECV为通过所述通信链路上一次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文字节数，NPING为通过所述通信链路发送所述PING报文时的累计发送报文数量，BPING为通过所述通信链路发送所述PING报文时的累计发送报文字节数，NLAST为通过所述通信链路上一次接收PONG报文时的累计发送报文数量，BLAST为通过所述通信链路上一次接收PONG报文时的累计发送报文字节数。
再进一步地，上述实施例所述的网络设备还包括：建立模块。所述建立模块，用于与所述接收端建立至少两条通信链路，并将所述至少两条通信链路加入到所述调度队列中。
如图10所示，本发明实施例五提供的网络设备的结构示意图。如图10所示，本发明实施例五所述的网络设备包括：接收模块20和排序模块21。其中，所述接收模块20用于接收发送端通过至少两条通信链路发送的多个MUDP封装后的报文。所述排序模块21用于根据所述发送端为所述报文分配的报文编号，对接收到的多个MUDP封装后的报文进行排序。
本发明实施例提供的技术方案通过分别为数据流中的各报文选择一条通信链路，并根据选出的通信链路对相应报文进行MUDP封装，并把封装后的报文发送至接收端，避免了现有技术中只通过单条数据流进行数据传输的弊端，可实现单条数据流能够经由不同的通信链路进行传输，一条数据流的可利用带宽上限不再受单条链路带宽的限制，实现了多链路聚合，提高了通信的速度和质量，同时还实现了各条通信链路的负载均衡。
其中，所述排序模块具体用于根据所述报文的报文编号，采用预设的报文接收环原则对接收到的报文进行相应的操作，以对接收到的报文进行排序。具体地，所述报文接收环原则中包括四个参数，所述四个参数分别为：通信链路发送端的发送报文的起始报文编号、第一位置、第二位置以及报文环大小；相应地，所述排序模块，包括：确定单元和执行单元。其中，所述确定单元，用于根据接收到的报文的报文编号、所述起始报文编号和所述报文环大小，确定所述接收到的报文在所述报文接收环的位置。所述执行单元，用于当所述位置在所述第一位置之前时，所述接收端直接丢弃该报文；当所述位置在所述第一位置和所述第二位置之间时，根据所述报文携带的目的设备的IP地址，将该报文转发至目的设备；当所述位置在所述第二位置之后时，将所述报文进行缓存，并对缓存的报文进行排序。
进一步地，所述执行单元还用于记录所述报文缓存的时间；根据所述报文缓存的时间，监测缓存的报文是否到期，若是，则根据所述报文携带的目的设备的IP地址，将所述缓存到期的报文转发至目的设备，否则，继续缓存所述报文。
如图11所示，本发明实施例六提供的通信系统的结构示意图。如图11所示，本实施例六所述的通信系统包括第一网络设备30和第二网络设备31。其中，所述第一网络设备30用于为待发送数据流中的报文分配报文编号，所述报文编号随着报文的发送顺序依次递增；为每一个报文在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述报文进行多链路用户数据报协议MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的报文发送至接收端。所述第二网络设备31用于接收发送端通过至少两条通信链路发送的多个MUDP封装后的报文；根据所述发送端为所述报文分配的报文编号，对接收到的多个MUDP封装后的报文进行排序。具体地，所述第一网络设备可具体采用上述实施例四提供的网络设备。所述第二网络设备可具体采用上述实施例五提供的网络设备。
这里需要说明的是：作为发送端的网络设备同时也可作为接收端，同样，在上述实施例中作为接收端的网络设备同时也可作为发送端。由此可知，上述网络系统中第一网络设备既可实现上述实施例一或实施例二所述的自适应多链路聚合的方法，也可实现上述实施例三所述的自适应多链路聚合的方法；同样的，所述第二网络设备既可实现上述实施例一或实施例二所述的自适应多链路聚合的方法，也可实现上述实施例三所述的自适应多链路聚合的方法。
本发明实施例提供的技术方案通过分别为数据流中的各报文选择一条通信链路，并根据选出的通信链路对相应报文进行MUDP封装，并把封装后的报文发送至接收端，避免了现有技术中只通过单条数据流进行数据传输的弊端，可实现单条数据流能够经由不同的通信链路进行传输，一条数据流的可利用带宽上限不再受单条链路带宽的限制，实现了多链路聚合，提高了通信的速度和质量，同时还实现了各条通信链路的负载均衡
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
可以理解的是，上述方法及设备中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (21)

1.一种自适应多链路聚合的方法，其特征在于，包括：
为待发送数据流中的报文分配报文编号，所述报文编号随着报文的发送顺序依次递增；
为每一个报文在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述报文进行多链路用户数据报协议MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的报文发送至接收端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为每一个报文在调度队列中选择一条通信链路，具体为：
选择调度队列中排在第一个的通信链路，并判断所述通信链路的剩余容量是否大于所述报文的长度，若是，选择所述通信链路；否则，将所述通信链路调至所述调度队列的队尾，设置所述通信链路的容量等于当前剩余容量加上预设容量配额，并再次选择所述调度队列中的排在第一个的通信链路，直至选出通信链路。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
根据预设的自适应前向纠错编码算法，计算冗余报文；
在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述冗余报文进行MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的冗余报文发送至接收端。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设的自适应前向纠错编码算法，计算冗余报文，包括：
监测所述调度队列中所有通信链路的质量，所述质量包括：通信链路的平均时延以及平均丢包率；
根据所述所有通信链路的平均时延，确定进行前向纠错编码的时间和频率；
根据所述所有通信链路的平均丢包率，确定计算冗余报文的数量；
根据确定出的进行前向纠错编码的时间和频率，以及冗余报文的数量，采用RS编码算法计算所述数量的冗余报文。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，监测通信链路的质量，包括：
通过所述通信链路向所述接收端发送PING报文，所述PING报文携带有发送端发送所述PING报文的时间戳；
在预设的时间内接收所述接收端返回的PONG报文，并记录接收到所述PONG报文的时间；
获取此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间；
根据通过所述通信链路接收到的所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳、所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间、所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，计算所述通信链路的时延；
获取所述通信链路的计算参数，并根据所述计算参数，计算所述通信链路平均丢包率；其中，所述计算参数包括：通过所述通信链路发送所述PING报文时的累计发送报文数量和报文字节数，通过所述通信链路上一次接收PONG报文时的累计发送报文数量和报文字节数，通过所述通信链路上一次接收到的所述接收端返回的PONG报文中携带的累计接收报文数量和报文字节数，通过所述通信链路此次接收到的所述接收端返回的PONG报文中携带的累计接收报文数量和报文字节数B，以及通过所述通信链路此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均发送成功率。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据通过所述通信链路接收到的所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳、所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间、所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，计算所述通信链路的时延，具体为：
根据通过所述通信链路接收到的所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳、所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间、所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，采用如下第一计算公式计算所述通信链路的时延：
T=[α RTTlast+(1-α)(TPONG-TPING)]/2
其中，T为所述通信链路的时延，α为预设的平滑因子，RTT为所述通过所述通信链路此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，TPONG为通过所述通信链路所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间，TPING为通过所述通信链路所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述计算参数，计算所述通信链路平均丢包率，包括：
根据所述计算参数，采用如下第二计算公式计算所述通信链路平均丢包率：
RPKTS=α RPKTS-last+(1-α)(NPONG-NRECV)/(NPING-NLAST)
RBYTES=α RBYTES-last+(1-α)(BPONG-BRECV)/(BPING-BLAST)
R ‾ = 1 - ( R PKTS + R BYTES ) / 2
其中，α为预设的平滑因子，所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均发送成功率包括：报文平均发送成功率RPKTS-last和字节数平均发送成功率RBYTES-last，NPONG为此次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文数量，BPONG为通过所述通信链路此次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文字节数，NRECV为通过所述通信链路上一次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文数量，BRECV为通过所述通信链路上一次接收到的所述接收端返回的PONG报文中的累计接收报文字节数，NPING为通过所述通信链路发送所述PING报文时的累计发送报文数量，BPING为通过所述通信链路发送所述PING报文时的累计发送报文字节数，NLAST为通过所述通信链路上一次接收PONG报文时的累计发送报文数量，BLAST为通过所述通信链路上一次接收PONG报文时的累计发送报文字节数。
8.一种自适应多链路聚合的方法，其特征在于，包括：
接收发送端通过至少两条通信链路发送的多个MUDP封装后的报文；
根据所述发送端为所述报文分配的报文编号，对接收到的多个MUDP封装后的报文进行排序。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述发送端为所述报文分配的报文编号，对接收到的多个MUDP封装后的报文进行排序，具体为：
根据所述报文的报文编号，采用预设的报文接收环原则对接收到的报文进行相应的操作，以对接收到的报文进行排序。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述报文接收环原则中包括四个参数，所述四个参数分别为：通信链路发送端的发送报文的起始报文编号、第一位置、第二位置以及报文环大小；
相应地，所述根据所述报文的报文编号，采用预设的报文接收环原则对接收到的报文进行相应的操作，以对接收到的报文进行排序，包括：
根据接收到的报文的报文编号、所述起始报文编号和所述报文环大小，确定所述接收到的报文在所述报文接收环的位置；
若所述位置在所述第一位置之前，则所述接收端直接丢弃该报文；
若所述位置在所述第一位置和所述第二位置之间，则根据所述报文携带的目的设备的IP地址，将该报文转发至目的设备；
若所述位置在所述第二位置之后，则将所述报文进行缓存，并对缓存的报文进行排序。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述将所述报文进行缓存之后，还包括：
记录所述报文缓存的时间；
根据所述报文缓存的时间，监测缓存的报文是否到期，若是，则根据所述报文携带的目的设备的IP地址，将缓存到期的报文转发至目的设备，否则，继续缓存所述报文。
12.一种网络设备，其特征在于，包括：
分配模块，用于为待发送数据流中的报文分配报文编号，所述报文编号随着报文的发送顺序依次递增；
调度发送模块，用于为每一个报文在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述报文进行多链路用户数据报协议MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的报文发送至接收端。
13.根据权利要求12所述的网络设备，其特征在于，所述调度发送模块，具体用于：选择调度队列中排在第一个的通信链路，并判断所述通信链路的剩余容量是否大于所述报文的长度，若是，选择所述通信链路；否则，将所述通信链路调至所述调度队列的队尾，设置所述通信链路的容量等于当前剩余容量加上预设容量配额，并再次选择所述调度队列中的排在第一个的通信链路，直至选出通信链路。
14.根据权利要求12或13所述的网络设备，其特征在于，还包括：
计算模块，用于根据预设的自适应前向纠错编码算法，计算冗余报文；
所述调度发送模块，还用于在调度队列中选择一条通信链路，并根据所述通信链路对所述冗余报文进行MUDP封装，通过所述通信链路把MUDP封装后的冗余报文发送至接收端。
15.根据权利要求14所述的网络设备，其特征在于，所述计算模块，包括：
监测单元，用于监测所述调度队列中所有通信链路的质量，所述质量包括：通信链路的平均时延以及平均丢包率；
第一确定单元，用于根据所述所有通信链路的平均时延，确定进行前向纠错编码的时间和频率；
第二确定单元，用于根据所述所有通信链路的平均丢包率，确定计算冗余报文的数量；
计算单元，根据确定出的进行前向纠错编码的时间和频率，以及冗余报文的数量，采用RS编码算法计算所述数量的冗余报文。
16.根据权利要求15所述的网络设备，其特征在于，所述监测单元，包括：
发送子单元，用于通过通信链路向所述接收端发送PING报文，所述PING报文携带有发送端发送所述PING报文的时间戳；
接收子单元，用于在预设的时间内接收所述接收端返回的PONG报文，并记录接收到所述PONG报文的时间；
获取子单元，用于获取此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间；
第一计算子单元，用于根据通过所述通信链路接收到的所述接收端返回的PONG报文携带的所述PING报文中的时间戳、所述接收到所述接收端返回的PONG报文的时间、所述此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均往返时间，计算所述通信链路的时延；
第二计算子单元，用于获取所述通信链路的计算参数，并根据所述计算参数，计算所述通信链路平均丢包率；其中，所述计算参数包括：通过所述通信链路发送所述PING报文时的累计发送报文数量和报文字节数，通过所述通信链路上一次接收PONG报文时的累计发送报文数量和报文字节数，通过所述通信链路上一次接收到的所述接收端返回的PONG报文中携带的累计接收报文数量和报文字节数，通过所述通信链路此次接收到的所述接收端返回的PONG报文中携带的累计接收报文数量和报文字节数B，以及通过所述通信链路此次接收到所述接收端返回的PONG报文之前所述通信链路的平均发送成功率。
17.一种网络设备，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收发送端通过至少两条通信链路发送的多个MUDP封装后的报文；
排序模块，用于根据所述发送端为所述报文分配的报文编号，对接收到的多个MUDP封装后的报文进行排序。
18.根据权利要求17所述的网络设备，其特征在于，所述排序模块，具体用于根据所述报文的报文编号，采用预设的报文接收环原则对接收到的报文进行相应的操作，以对接收到的报文进行排序。
19.根据权利要求18所述的网络设备，其特征在于，所述报文接收环原则中包括四个参数，所述四个参数分别为：通信链路发送端的发送报文的起始报文编号、第一位置、第二位置以及报文环大小；相应地，所述排序模块，包括：
确定单元，用于根据接收到的报文的报文编号、所述起始报文编号和所述报文环大小，确定所述接收到的报文在所述报文接收环的位置；
执行单元，用于当所述位置在所述第一位置之前时，所述接收端直接丢弃该报文；当所述位置在所述第一位置和所述第二位置之间时，根据所述报文携带的目的设备的IP地址，将该报文转发至目的设备；当所述位置在所述第二位置之后时，将所述报文进行缓存，并对缓存的报文进行排序。
20.根据权利要求19所述的网络设备，其特征在于，所述执行单元，还用于记录所述报文缓存的时间；根据所述报文缓存的时间，监测缓存的报文是否到期，若是，则根据所述报文携带的目的设备的IP地址，将所述缓存到期的报文转发至目的设备，否则，继续缓存所述报文。
21.一种通信系统，其特征在于，包括：第一网络设备和第二网络设备，其中，所述第一网络设备采用上述权利要求12～16中任一所述的网络设备，所述第二网络设备采用上述权利要求17～20中任一所述的网络设备。
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