CN106656772B - 一种网络接入系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种网络接入系统，包括至少两个网络接入子系统，每个所述网络接入子系统包括：至少两个发送接收器，用于负责至少两种不同通路的网络接入方式，其中至少一个发送接收器至少具有发送网络信号的功能，以及至少一个发送接收器至少具有接收网络信号的功能；协调器，用于协调所述至少两个发送接收器的工作。本发明还提供了一种网络接入方法，包括协调器根据至少两个发送接收器通过通信链路发来的指令和信息，将数据请求负载均衡地发送给各个发送接收器，使所述各个发送接收器协同工作或独立工作。本发明的技术方案改进了物理层、数据链路层和网络层的实现方式，提高了网络设施的复用程度。

Description

一种网络接入系统
技术领域
本发明涉及计算机网络通讯领域，尤其涉及一种网络接入系统和网络接入方法。
背景技术
开放系统互连参考模型(Open System Interconnect简称OSI)是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
物理网络(physical network)是在网络中由各种物理设备(如主机，路由器，交换机等)和介质(光缆，电缆，双绞线等)连接起来形成的网络。物理网络是互联网承载的最底层网络，在OSI七层架构中是最低一层。
我们所见的物理网络在传输上是双向的，即各种物理网卡同时具备接收和发送功能。一般设备不能同时使用多个网卡，同时与同一个网络服务设施连接通信。部分高性能服务器，在配置多个网卡的mac地址相同的情况下，且网络服务交换机或路由器支持的情况下，同时负载，但该方案要求为多个网卡配置相同的mac，处理逻辑也较为复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种网络接入系统和网络接入方法，改进了物理层、数据链路层和网络层的实现方式，提高了网络设施的复用程度。
为了实现上述目的，本发明的技术方式包括：
一种网络接入系统，包括至少两个网络接入子系统，每个所述网络接入子系统包括：
至少两个发送接收器，用于负责至少两种不同通路的网络接入方式，其中至少一个发送接收器至少具有发送网络信号的功能，以及至少一个发送接收器至少具有接收网络信号的功能；
协调器，用于协调所述至少两个发送接收器的工作。
进一步地，所述发送接收器还具有将自身物理传输状态告知协调器的作用；或者所述协调器具有主动监测所述发送接收器状态的作用。
进一步地，其中一个发送接收器用于发送网络信号A；另一个发送接收器用于发送和接收网络信号B，并用于辅助接收网络信号A；或者
其中一个发送接收器用于发送和接收网络信号A；另一个发送接收器用于发送和接收网络信号B；或者
其中一个发送接收器用于发送网络信号A；另一个发送接收器用于接收网络信号B；
所述网络信号A和网络信号B分别对应于不同通路的网络接入方式。
具体地，一个网络接入子系统，其为一种多物理通道的网络接入子系统，包括多个发送接收器和一个协调器。其中，所述发送接收器的主要功能包括接受外界的物理信号和/或向外界发送物理信号。一般情况下，所述发送接收器同时具备上述功能，但是也可以只具备其中的任意一种功能，如只具备信号接收功能，或只具备信号发送功能。除此以外，进一步地，所述发送接收器还具有将自身物理传输状态告知协调器的作用，例如其中一个发送接收器通过一定策略发现自身无法接受或发送物理信号时，将会告知所述协调器其自身状态。
进一步地，所述协调器根据各个发送接收器发来的处理能力信息，将数据请求根据所述处理能力信息进行负载均衡后，发送给各个发送接收器，使所述各个发送接收器的协同工作或独立工作。
具体地，例如第一发送接收器的物理带宽为10MB/s，第二发送接收器的物理带宽为20MB/s，则本子系统在发送数据时，可以在第一发送接收器和第二发送接收器之间按1：2的数据量进行数据发送。
所述协调器根据网络传输规则，将数据请求负载发送到不同的发送接收器；其中所述网络传输规则包括但不限于网络通信的IP地址和端口、网络层通信协议TCP/UDP 或应用层通信协议HTTP/SFTP。
所述网络接入系统包括至少两个所述网络接入子系统，所述至少两个网络接入子系统中的协调器之间具有相互通信的作用，具体地，所述至少两个网络接入子系统中的协调器之间通过发送接收器实现相互通信。
进一步地，所述发送接收器包括发送模块和/或接收模块，所述发送接收器还可以包括状态识别模块。
进一步地，所述协调器包括接入模块、处理模块和发出模块，其中，所述处理模块根据发送接收器的处理能力和/或网络传输规则将数据请求负载均衡地发送给各个发送接收器，使所述各个发送接收器的协同工作或独立工作。
具体地，在一个网络接入环境下，部署有多个所述网络接入子系统，其内部的协调器之间相互通信，并一同协商网络传输规则。
所述网络接入子系统作为某一信息化设施的一部分，对上述所述的网络传输规则进行编辑和修改。
进一步地，所属网络接入子系统可以是一种物理网卡，该物理网卡上包含至少2个发送接收器和1个协调器。
进一步地，所述网络接入子系统，也可以使用网络网卡作为发送接收器，通过在多个物理网卡之上设置协调器，实现了多个物理网卡同时与同一网络服务者连接通信的目的。具体地，可以部署只具备单向链路的网卡，例如部署了只具备信号发送设施的网卡后，协调器可以借用其它网卡的信号接收链路为该单向链路网卡提供接收链路。
本发明所述的网络接入系统部署在网络接入者和网络服务者中。其中，常见的网络接入者包括但不限于手机和电脑；常见的网络服务者包括但不限于移动基站、路由器和交换机。
进一步地，网络接入者有多种网络接入物理模块，如无线网卡、有线网卡、可见光通信网卡等；网络服务者也有多种网络通信模块，如无线路由、有线路由、交换模块，可见光通信发送模块、可见光通信接收模块等。
进一步地，网络接入者使用一到多个发送接收器与网络服务者通信，不同物理接入设施与网络服务者建立不同通信链路。
进一步地，服务接入者可以通过数据链路发送指令，告知网络服务者，本设备使用的网络传输与链路选择规则。
进一步地，服务接入者可以通过数据链路发送指令，向网络服务者建议使用的网络传输与链路选择规则，包含但不限于：
例如根据数据的来源(如网络通信的IP地址和端口)选择传输链路；
根据数据包组织协议(例如TCP协议、UDP协议)优先使用的网络链路方式。
进一步地，单向链路可以与双向链路或另一逆向单向链路配合的方式进行网络传输，在网络接入方式变化过程中不影响最终实际用户体验(不会导致网络断开重连)。
进一步地，在动态增减链路过程中，由系统进行动态负载，不需要断开后重连网络。
本发明的技术方案还包括：
一种网络接入方法，包括：
协调器根据至少两个发送接收器通过通信链路发来的指令和信息，将数据请求负载均衡地发送给各个发送接收器，使所述各个发送接收器协同工作或独立工作。
进一步地，所述指令包括发送接收器发来的通信链路的处理能力信息以及网络传输规则。
与现有技术相比，本发明的我技术方案具有以下有益效果：通过在网络接入系统中设置协调器，使其在网络接入系统的具体通信过程中很好地扮演了协调者的角色，从未实现了多种网络接入方式同时与同一网络服务设施连接通信；处理逻辑简单不复杂，适宜大规模地推广和应用。
附图说明
图1为本发明所述的一个网络接入系统钟的网络接入子系统的示意图；
图2为本发明所述的一个网络接入系统的第一实施例的结构示意图；
图3为本发明所述的一个网络接入系统的第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
在一个实施例中，根据图1所示，本发明提供了一种网络接入系统，包括至少一个网络接入子系统，所述网络接入子系统包括多个发送接收器102，103，104和105以及协调器101。
其中，所述发送接收器102，103，104和105用于负责多种不同通路的网络接入方式，其中至少一个发送接收器至少具有发送网络信号的功能，以及至少一个发送接收器至少具有接收网络信号的功能。所述发送接收器102，103，104和105还可以具有将自身物理传输状态告知协调器的作用。所述协调器101，用于协调所述多个发送接收器的工作。
在一个具体实施例中，一共有两个发送接收器，其中一个发送接收器用于发送网络信号A；另一个发送接收器用于发送和接收网络信号B，并用于辅助接收网络信号A；或者其中一个发送接收器用于发送和接收网络信号A；另一个发送接收器用于发送和接收网络信号B；或者其中一个发送接收器用于发送网络信号A；另一个发送接收器用于接收网络信号B；进一步地，所述网络信号A和网络信号B分别对应于不同通路的网络接入方式。
在另一个具体实施例中，所述协调器根据各个发送接收器的处理能力，将数据请求负载均衡地发送给各个发送接收器，使所述各个发送接收器的协同工作或独立工作。进一步地，所述协调器根据网络传输规则，将数据请求负载发送到不同的发送接收器；其中所述网络传输规则包括但不限于网络通信的IP地址和端口、网络层通信协议 TCP/UDP或应用层通信协议HTTP/SFTP。
在本发明的一个实施例中，所述网络接入系统包括至少两个所述网络接入子系统，每个网络接入子系统所述网络接入子系统包括多个发送接收器以及协调器。每个协调器之间能够相互通信。
本发明还提供了一种网络接入方法，包括协调器根据至少两个发送接收器通过通信链路发来的指令和信息，将数据请求负载均衡地发送给各个发送接收器，使所述各个发送接收器协同工作或独立工作。
进一步地，所述指令包括发送接收器发来的通信链路的处理能力信息以及网络传输规则。
在本发明的一个实施例中，如图2所述，本发明提供了一种网络接入系统，包括分别于手机A和路由器B中实施的网络接入子系统200和204，具体地，所述手机A中的网络接入子系统200包括手机WiFi发送接收器202和手机LiFi发送接收器203，其中，所述手机LiFi发送接收器203只包含可见光信号接收模块，不包含可见光信号发送模块，路由器B中的网络接入子系统204包括路由器WiFi发送接收器205和路由器 LiFi发送接收器206，其中，所述路由器LiFi发送接收器206只有可见光信号发送模块，不包含可见光信号接收模块。进一步地，所述手机A中的网络接入子系统200还包括手机协调器201，所述路由器B中的网络接入子系统204还包括路由器协调器207。
进一步地，手机A与路由器B的可见光通信链路是单向链路(206至203)，即路由器B通过可见光手机发送数据给手机A接收，链路是单向的从B到A，而没有A到B 的可见光通信链路。
LiFi技术的缺点在于手机A的可见光信号接收模块与路由器B之间若存在光遮挡物，则不能进行数据通信。
而双向LiFi，除了前述缺点外，在手机A上部署可见光信号发送模块，影响用户体验，并且存在较大能源消耗。
虽然单向LiFi能够克服双向LiFi的缺点，但不能解决LiFi技术的光遮挡缺陷，同时也会带来无应答链路的问题，本实施例通过单向LiFi与WiFi组合的方式解决上述问题。
1)当手机A与路由器B之间无光遮挡物时
1.1)当手机A发现接收到路由器B可见光信号时，手机协调器201通过手机 WiFi发送接收器202链路告知路由器B的协调器207：手机A已可以接收光信号，并告知路由器B，手机A中手机LiFi发送接收器203的物理地址；
1.2)手机A与路由器B通信时，需要应答可见光数据时，使用WiFi链路，并在数据包中指明，该数据为可见光物理设备的应答数据，此时，手机A和路由器B之间具备，WiFi和单向LiFi2个通信链路，并且路由器B为这2个链路分配相同的IP地址。
2)当手机A与路由器B之间存在光遮挡物时
2.1)当从无遮挡，进入有遮挡状态时，手机A的手机LiFi发送接收器203会发现接收不到来自路由器B的可见光信号，此时通过WiFi链路告知路由器B，手机A 无法接收LiFi数据，然后路由器B不再使用光信号给手机A发送数据，手机A和路由器转为只使用WiFi通信，路由器B不改变手机A的IP地址。
需要说明的是，上述是WiFi(电磁波无线网络，无线保真)与单向LiFi(单向光保真，单向可见光)组合接入的实施例。
在一个实施例中，如图3所示，一种网络接入系统，包括分别于个人移动电脑C 和路由器D中实施的网络接入子系统300和304。具体地，所述个人移动电脑C中部署的网络接入子系统300包括电脑WiFi发送接收器302和电脑有线网络发送接收模块 303，路由器D中部署的网络接入子系统304包括路由器WiFi发送接收器305和路由器有线网络发送接收模块306。所述个人移动电脑C中部署的网络接入子系统300还包括电脑协调器301，所述路由器D中部署的网络接入子系统304还包括路由器协调器307。
具体地：C使用电脑WiFi发送接收器302与路由器WiFi发送接收器305建立通信链路；路由器D为C分配IP地址(IP1)，用户为C插上与D的有线网络，此时C通过WiFi链路告知路由器D，即向D注册电脑有线网络发送接收模块303标识；此时C 的电脑有线网络发送接收模块303告知D本链路的路由标识；D识别到该line-id属于设备C，则为303分配相同的IP地址IP1；根据负载，部分通信数据通过WiFi链路，部分通过有线链路；拔掉有线(断开有线链路)，此时路由器D检测到与C的有线网络链路(303到306)断链，则所有通信数据通过WiFi传输(302到305)。其中，电脑协调器301和路由器协调器307参与协调。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (1)

1.一种网络接入系统，其特征在于，包括至少两个网络接入子系统，每个所述网络接入子系统包括：
至少两个发送接收器，用于负责至少两种不同通路的网络接入方式，其中至少一个发送接收器至少具有发送网络信号的功能，以及至少一个发送接收器至少具有接收网络信号的功能；
协调器，用于协调所述至少两个发送接收器的工作；
所述发送接收器还具有将自身物理传输状态告知协调器的作用；或者所述协调器具有主动监测所述发送接收器状态的作用；
其中一个发送接收器用于发送网络信号A，另一个发送接收器用于发送和接收网络信号B，并用于辅助接收网络信号A；或者其中一个发送接收器用于发送和接收网络信号A，另一个发送接收器用于发送和接收网络信号B；或者其中一个发送接收器用于发送网络信号A，另一个发送接收器用于接收网络信号B；所述网络信号A和网络信号B分别对应于不同通路的网络接入方式；
所述协调器根据各个发送接收器发来的处理能力信息，将数据请求负载均衡地发送给各个发送接收器，使所述各个发送接收器的协同工作或独立工作；
所述协调器根据网络传输规则，将数据请求负载发送到不同的发送接收器，其中所述网络传输规则包括但不限于网络通信的IP地址和端口、网络层通信协议TCP/UDP或应用层通信协议HTTP/SFTP；
所述至少两个网络接入子系统中的协调器之间通过发送接收器实现相互通信；
所述发送接收器包括发送模块和/或接收模块，所述发送接收器还包括状态识别模块；
所述协调器包括接入模块、处理模块和发出模块，其中，所述处理模块根据发送接收器的处理能力和/或网络传输规则将数据请求负载均衡地发送给各个发送接收器，使所述各个发送接收器的协同工作或独立工作。
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