CN105162718A - 一种基于MIPv6的多模终端业务流分发方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，其步骤如下：建立业务流分发策略，将指定的业务流分发到相应的接口上；路由管理模块建立路由表，监测本地的接口状态，维护路由表；路由管理模块根据业务流分发策略建立策略路由；业务流管理模块对数据包进行捕获分析；操作系统通过iptables工具对数据包进行TOS设置；路由管理模块根据策略路由对数据包进行收发。本发明当多模终端处于各种网络质量都不好的异构网络中时，可以有选择的将某一条业务流分发到多个接口上同时传输，灵活了传输方式，提高了传输效率，可以充分的利用现有的网络资源，实现了带宽聚合。

Description

一种基于MIPv6的多模终端业务流分发方法

技术领域

本发明涉及业务流分发的技术领域，具体涉及一种基于MIPv6的多模终端业务流分发方法。

背景技术

目前，多模终端日益普及，IPv6网络也已经进入了部署阶段。考虑如下场景，当多模终端所处的网络环境都不好时，例如，WiFi、Lan网络环境都出现了拥塞，这时候将业务流切换到任何一个接口上都不会使通信质量得到明显改善。因此，当前可以将一条业务流分发到几个接口上同时进行传输，这样可以让多种接口共同分担该条业务流的通信要求，实现带宽聚合。现有的方案大多不支持多模终端的业务流分发。

孙毅等在《异构网络中多模终端业务流分发技术研究》中公开了实现基于流的接口间的切换，即将一条流在不同的接口间进行切换。但是，该技术方案仍旧不够灵活，比如当出现终端的多个接口的网络状况都不是很好的情况下，将一条流切换到任何一个接口上都对其网络体验提升不够明显。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，当出现终端的多个接口的网络状况均不好时，将一条业务流分发到多个接口上同时进行传输，灵活了传输方式，提高了传输效率，可以充分的利用现有的网络资源，实现了带宽聚合。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，其步骤如下：

步骤1：建立业务流分发策略，将指定的业务流分发到相应的接口上；

步骤2：路由管理模块建立路由表，监测本地的接口状态，维护路由表；

步骤3：路由管理模块根据业务流分发策略建立策略路由；

步骤4：业务流管理模块对数据包进行捕获分析；

步骤5：操作系统通过iptables工具对数据包进行TOS设置；

步骤6：路由管理模块根据策略路由对数据包进行收发。

所述业务流分发策略由分发指令实现，分发指令确定业务流分发到哪个接口上；用户通过操作界面选择分发指令。

所述路由管理模块加载在Netfilter框架中，路由管理模块用于根据分发指令建立相应的策略路由；路由管理模块包括路由管理单元，路由管理单元用于路由表的建立、策略路由、路由信息的维护。

所述业务流管理模块加载在Netfilter框架中，业务流管理模块用于对数据包进行捕获处理；业务流管理模块包括业务流管理单元，用于对数据包捕获分析，对相应的数据包进行TOS处理。

所述业务流管理单元通过在Netfilter框架中设置钩子函数，实现对数据包的捕获操作；所述钩子函数设置在Netfilter框架的OUTPUT挂载点处。

所述TOS设置的方法是：使用Netfilter框架下的iptables工具，利用OUTPUT挂载点的mangle表对业务流进行TOS标记处理。

所述业务流对应不同TOS值的数据包设置不同的标记，每条业务流设置几种不同的TOS值。

所述建立策略路由的方法是：为业务流的数据包设置第一TOS标志和第二TOS标志；指示第一TOS标志的数据包访问第一路由表，第一路由表中添加默认路由使数据包通过第一接口发送；第二TOS标志的数据包访问第二路由表，第二路由表中添加默认路由使数据包通过第二接口发送。

本发明当多模终端处于各种网络质量都不好的异构网络中时，可以有选择的将某一条业务流分发到多个接口上同时传输，灵活了传输方式，提高了传输效率，可以充分的利用现有的网络资源，实现了带宽聚合。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为IPv4/IPv6网络环境下多模终端的业务流切换示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，如图1所示，其步骤如下：

步骤1：建立业务流分发策略，将指定的业务流分发到相应的接口上。

业务流分发策略由分发指令实现，分发指令为确定业务流分发到哪个接口上。用户可以根据实际情况进行处理，本发明可以为用户提供一个分发指令的操作界面，方便用户进行选择，指示将某条业务流分发到某几个接口上去，从而实现业务流的分发策略。

步骤2：路由管理模块建立路由表，监测本地的接口状态，维护路由表。

在MIPv6协议的Netfilter框架中加载路由管理模块，路由管理模块用于根据分发指令建立相应的策略路由。路由管理模块包括路由管理单元，用于路由信息维护，包括路由表的建立和策略路由的建立。多模终端为每个接口建立一个路由表，每个路由表添加一条默认路由，标示从该接口进行通信。多模终端实时监测本地各个接口的使用状态，当某个接口从down变为up状态时，路由管理单元为该接口建立路由表，路由表中仅添加一条默认路由，即指示访问该路由表的数据包都从该接口进行通信。

步骤3：路由管理模块根据业务流分发策略建立策略路由。

建立业务流分发策略后，分发指令生成，路由管理单元根据分发指令建立策略路由。分发指令是由用户通过操作界面进行设置，然后通过用户态与内核态的进程通信机制将分发指令发送给路由管理单元，路由管理单元收到分发指令后根据策略进行策略路由的生成和路由表的维护）。具体建立策略路由时，比如要将一条业务流分发到多模终端的接口1和接口2上去，其中业务流以五元组进行标识，即源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号和类型。策略路由中规定查询策略路由的数据包都去指定的路由表中查询路由，对应的路由表里规定查询本路由表的数据包都从指定的接口进行传输，通过策略路由机制就可以保证多个接口同时进行通信。因此，策略路由可以使得每个接口根据路由管理单元生成相应的路由表中查询路由，然后在路由表中添加一项默认路由，从而实现多接口同时进行数据通信。

步骤4：业务流管理模块对数据包进行捕获分析。

在MIPv6协议的Netfilter框架中加载业务流管理模块，业务流管理模块用于对数据包进行捕获处理。业务流管理模块包括业务流管理单元，用于对数据包捕获分析，对相应的数据包进行TOS（服务类型）处理。数据包包括所有本地通信的数据包。通过在Netfilter框架中设置钩子函数，实现对数据包的捕获操作，钩子函数设置在Netfilter框架的OUTPUT挂载点处。通过在OUTPUT挂载点处挂载钩子函数，需要说明的是，钩子函数会随操作系统自启，捕获分析的过程完全是自动的。

步骤5：业务流管理模块通过iptables工具对数据包进行TOS设置。

操作系统采用iptables工具对业务流进行TOS设置，使用Netfilter框架下的iptables工具，利用OUTPUT挂载点的mangle表对业务流进行TOS标记处理。比如iptables–AOUTPUT–tmangle–p–tcp–dport8807–jTOS–set-TOS13，上述命令就是对目的端口号是8807的数据包加上TOS13，让业务流对应不同TOS值的数据包打上不同的标记，就可以实现对数据包进行灵活的TOS设置，从而可以对一条业务流设置几种不同的TOS值。

步骤6：路由管理模块根据策略路由对数据包进行收发。

比如将一条业务流分发到接口1和接口2上去，建立策略路由的具体方法是：为该条业务流的数据包设置TOS标志1和标志2（1和2是为了便于说明，具体方案中对该数字选取不做要求）。指示TOS标志为1的数据包访问路由表1，路由表1中添加默认路由使数据包通过接口1发送，TOS标志为2的数据包访问路由表2，路由表2中添加默认路由使数据包通过接口2发送。路由管理模块生成的策略路由确保了数据包通过指定路由表的默认路由进行处理。数据包进入相应的路由表进行处理，并从对应的接口进行通信。

数据包在发送时，先经过业务流管理模块进行处理，业务流管理模块对数据包进行捕获分析后，并利用iptables工具对数据包进行TOS操作，然后将数据包返还操作系统进行处理，操作系统对数据包进行路由操作，先去判断是否有针对该数据包的策略路由，如果有，则根据策略路由判断数据包经过哪个路由表进行处理，并查找对应的路由表，确定将该数据包如何发送出去。待接收端收到数据包后，无需再进行繁琐的路由查询操作，直接按照操作系统标准协议栈将数据包依次进行处理最终交付给应用层即可。

本发明路由管理模块为多模终端的每个接口建立路由表，同时实时监测多模终端的接口数量，一旦接口状态从down变为up时，为该接口建立路由表，当接口状态从up变为down时，删除该接口对应的路由表；路由管理模块根据业务流分发策略自动建立策略路由；基于Netfilter框架的钩子函数对数据包进行捕获分析；对于符合分发条件的数据包，利用Netfilter框架下的iptables工具，OUTPUT挂载点的mangle表对该条业务流进行标记处理，即让该条业务流对应不同TOS值的数据包打上不同的标记，实现对数据包的TOS设置；根据策略路由进行路由查找，不同标记的数据包进入不同的路由表进行路由，即实现了一条业务流在不同接口间的数据分发，实现了带宽聚合。

需要说明的是，本发明不需要改变MIPv6的协议框架也不需要修改Linux系统，仅仅需要利用MIPv6协议中的隧道支持并在内核态中添加钩子函数即可实现。

具体实施例：

如图2所示，多模终端MN有两个网络接口，一个通过3G上网，另一个通过WIFI接入上网。多模终端MN有一条业务流dataflow正在正使用WIFI网络进行数据通信，随着多模终端MN的移动，此时局域网WIFI网络出现了大规模的网络震荡即抖动现象，而当前移动数据（2G、3G、4G）网络信号也比较弱。此时将dataflow切换到任何一个接口上都不会有效的改善用户体验，通过建立分发策略，通过将所有通信数据dataflow分发到两个接口上同时进行传输，即将两个接口的带宽进行聚合，使得即使在网络状况都不好的情况下，也可以充分的利用现有的网络资源，实现带宽聚合，有效提升了用户的上网体验。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤1：建立业务流分发策略，将指定的业务流分发到相应的接口上；

步骤2：路由管理模块建立路由表，监测本地的接口状态，维护路由表；

步骤3：路由管理模块根据业务流分发策略建立策略路由；

步骤4：业务流管理模块对数据包进行捕获分析；

步骤5：操作系统通过iptables工具对数据包进行TOS设置；

步骤6：路由管理模块根据策略路由对数据包进行收发。

2.根据权利要求1所述的基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，其特征在于，所述业务流分发策略由分发指令实现，分发指令确定业务流分发到哪个接口上；用户通过操作界面选择分发指令。

3.根据权利要求1所述的基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，其特征在于，所述路由管理模块加载在Netfilter框架中，路由管理模块用于根据分发指令建立相应的策略路由；路由管理模块包括路由管理单元，路由管理单元用于路由表的建立、策略路由、路由信息的维护。

4.根据权利要求1所述的基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，其特征在于，所述业务流管理模块加载在Netfilter框架中，业务流管理模块用于对数据包进行捕获处理；业务流管理模块包括业务流管理单元，用于对数据包捕获分析，对相应的数据包进行TOS处理。

5.根据权利要求4所述的基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，其特征在于，所述业务流管理单元通过在Netfilter框架中设置钩子函数，实现对数据包的捕获操作；所述钩子函数设置在Netfilter框架的OUTPUT挂载点处。

6.根据权利要求1所述的基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，其特征在于，所述TOS设置的方法是：使用Netfilter框架下的iptables工具，利用OUTPUT挂载点的mangle表对业务流进行TOS标记处理。

7.根据权利要6所述的基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，其特征在于，所述业务流对应不同TOS值的数据包设置不同的标记，每条业务流设置几种不同的TOS值。

8.根据权利要7所述的基于MIPv6的多模终端业务流分发方法，其特征在于，所述建立策略路由的方法是：为业务流的数据包设置第一TOS标志和第二TOS标志；指示第一TOS标志的数据包访问第一路由表，第一路由表中添加默认路由使数据包通过第一接口发送；第二TOS标志的数据包访问第二路由表，第二路由表中添加默认路由使数据包通过第二接口发送。