CN108449232B - 一种网速自适应控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种网速自适应控制的方法，通过设置网速上限值和网速下限值，并为网关内各个网络终端分配初始化网速；网关采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并统计各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的实际网速；根据统计出的多个实际网速值计算方差；判断所述方差是否大于预置数值，若是，则调整所述网速上限值和网速下限值，并为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽；各个网络终端根据新分配的网速进行数据包的接收及转发，当实际网速的波动较大，此时，调整所述网速的上限值和网速的下限值，从而保持网络传输的稳定性。

Description

一种网速自适应控制的方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种网速自适应控制的方法。
背景技术
随着数据网络的不断发展，现在社会中的数据量越来越大。
服务器可以获取到大量的数据样本，并通过对数据样本进行分析得出某种结论，这个过程就是大数据处理的过程。对于某些场景，用户需要知道数据波动情况，例如网络传输的场景，用户希望知道网络传输速率是否基本稳定。
现有的数据处理方法是设置上下两个门限，在一段时间内统计实时数据超出上门限/下门限的次数，然后再根据次数来得出数据波动情况。
但是，现有技术的方案中，上门限和下门限是预先设置好的固定数值，开始测试之后就不会再改变，但网络传输的场景非常复杂，影响网络传输的因素也很多，现有技术的方案难以满足动态分析的需求。
因此，现有技术有待于进一步的提高。
发明内容
鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种网速自适应控制的方法，克服现有技术中网络速率波动较大，无法进行自适应调节的缺陷。
本发明提供的为一种网速自适应控制的方法，其中，所述方法包括：
设置网速上限值和网速下限值，并为网关内各个网络终端分配初始化网速；
网关采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并统计各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的实际网速；
根据统计出的多个实际网速值计算方差；
判断所述方差是否大于预置数值，若是，则调整所述网速上限值和网速下限值，并为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽；
各个网络终端根据新分配的网速进行数据包的接收及转发。
可选的，所述根据统计出的多个实际网速值计算方差的步骤中所采用的计算公式为：
Figure BDA0001607246340000021
其中，
Figure BDA0001607246340000022
即为各个网络终端发出数据包之前预设时间内实际网速，n为统计的实际网速的个数。
可选的，所述为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽的步骤还包括：
获取网络内实际网速低于初始化网速的网络终端的个数N；
将各个网络终端所占用的带宽中高出网速上限值所占用带宽的平均值，作为预设数据值，分配到实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端上。
可选的，所述网速上限值与网速下限值之间的差值与所述方差呈正比例关系。
可选的，当所述方差大于预置数值时，调整所述网速上限值和网速下限值的步骤，包括：
根据预设的方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系，控制所述网速上限值和网络下限值的调整；
所述方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系为：若方差大于预设第一数值，则提高网速上限值，同时降低网速下限值。
可选的，所述方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系为还包括：
若方差小于预设第二数值，则降低网速上限值，同时提高网速下限值，若方差位于第一数值与第二数值之间，则保持网络上限值和网络下限值不变，其中第一数值大于第二数值。
可选的，所述方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系还包括：
当方差大于第一数值时，确定方差与第一数值X之间的差值A，调整后的网速上限值为：(1+(A/X)×原网速上限值，调整后的网速下限值为：原网速下限值/(1+(A/X)。
可选的，所述方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系还包括：
当方差小于第二数值，则确定方差与第一数值X之间的差值A，调整后的网速上限值为：(1+(A/X)×原网速上限值，调整后的网速下限值为：(1-C)×原网速上限值，其中，C为获取的实际网速中超出原网速上限值或网速下限值所占的比例。
可选的，所述初始化网速为平均网速值。
可选的，所述方法还包括步骤：网关重新采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并重新统计各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的实际网速；
根据重新统计出的多个实际网速值计算方差；
判断所述方差是否大于第一数值或者小于第二数值，若是，则调整所述网速上限值和网速下限值，并为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽；
重复上述步骤，直至所述方差位于第一数值与第二数值之间。
本发明提供了一种网速自适应控制的方法，通过设置网速上限值和网速下限值，并为网关内各个网络终端分配初始化网速；网关采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并统计各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的实际网速；根据统计出的多个实际网速值计算方差；判断所述方差是否大于预置数值，若是，则调整所述网速上限值和网速下限值，并为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽；各个网络终端根据新分配的网速进行数据包的接收及转发，当实际网速的波动较大，此时，调整所述网速的上限值和网速的下限值，从而保持网络传输的稳定性。
附图说明
图1为本发明所提供的一种网速自适应控制的方法的步骤流程图；
图2为本发明所提供的一种网速自适应控制的系统原理结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
为了克服网络的网速由于设备或者其他原因导致的波动过大，且现有技术中需要通过手动进行网速控制的缺陷，本发明所公开的一种网速自适应控制的方法，如图1所示，所述控制方法包括：
步骤S101、设置网速上限值和网速下限值，并为网关内各个网络终端分配初始化网速。
为了对网络内各个网络终端的网速进行分析，首先设置网速上限值和网速下限值，根据对网络终端的实际网速与网速上限值及网速下限值之间的差值，分析判断当前网速状态。
对网络内，例如一个局域网内的网络终端的网速进行监控，首先通过网关为每个网络终端分配初始化网速，较佳的，所述初始化网速为根据网络的总带宽及网络中的网络终端的个数计算出的平均网速。
步骤S102、网关采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并统计各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的实际网速。
当网关为每个网络终端分配了初始化网速后，各个网络终端使用所述初始化网速进行数据包的发送，则网关采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并判断该实际网速是否大于网速上限值或者低于网速下限值，若高于网速上限值或者低于网速下限值，则统计该实际网速。
步骤S103、根据统计出的多个实际网速值计算方差。
将上述步骤S102中统计出的多个实际网速值存储，并计算该多个实际网速值的方差。
具体的，本步骤中通过以下方差计算公式进行方差计算：
Figure BDA0001607246340000051
其中，
Figure BDA0001607246340000052
即为各个网络终端发出数据包之前预设时间内实际网速，n为统计的实际网速的个数。
方差可以反映出一组数据的离散程度，通过上述实际网速的方差值可以反映出网络的网速波动情况。
步骤S104、判断所述方差是否大于预置数值，若是，则调整所述网速上限值和网速下限值，并为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽。
若计算出的方差大于预置数值，则对网速上限值和网速下限值进行调整，具体的，可选的，当所述方差大于预置数值时，调整所述网速上限值和网速下限值的步骤，包括：
根据预设的方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系，控制所述网速上限值和网络下限值的调整。
优选的，根据方差进行网速上限值与网络下限值进行调整时，遵循以下规律：
所述网速上限值与网速下限值之间的差值与所述方差呈正比例关系。
具体的，本实施例中，所述方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系具体为：若方差大于预设第一数值，则提高网速上限值，同时降低网速下限值；若方差小于预设第二数值，则降低网速上限值，同时提高网速下限值，若方差位于第一数值与第二数值之间，则保持网络上限值和网络下限值不变，其中第一数值大于第二数值。
对所述网速上限值和网速下限值的调整后，本步骤还包括：对各个网络终端的网速进行重新分配，具体的重新分配方法为：
获取网络内实际网速低于初始化网速的网络终端的个数N；
将各个网络终端所占用的带宽中高出网速上限值所占用带宽的平均值，作为预设数据值，分配到实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端上。
也即是，将当前网络中占用带宽较大的网络终端上的带宽分配一部分至占用带宽低的网络终端上，克服占用带宽低的网络终端上由于网速过慢无法顺利进行数据传输的问题。
步骤S105、各个网络终端根据新分配的网速进行数据包的接收及转发。
当网络终端的网速被重新分配后，各个网络终端再根据新分配的网速对数据包进行接收及转发。
具体的，在上述步骤S104中，当方差大于第一数值时，确定方差与第一数值X之间的差值A，调整后的网速上限值为：(1+(A/X)×原网速上限值，调整后的网速下限值为：原网速下限值/(1+(A/X)。
当方差小于第二数值，则确定方差与第一数值X之间的差值A，调整后的网速上限值为：(1+(A/X)×原网速上限值，调整后的网速下限值为：(1-C)×原网速上限值，其中，C为获取的实际网速中超出原网速上限值或网速下限值所占的比例。
例如，原上限值是10，原下限值是4，X是7，方差为9，则A是9-7＝2，调整后的网速上限值为(1+(2/7))×10＝12.8，调整后的网速下限值为4/(1+(2/7))＝3.1。
当方差小于第二数据时，确定方差与第二数据之间的差值B，调整后的网速上限值为：原网速上限值/(1+(B/Y))，调整后的下限值为(1+(B/Y))×原网速下限值。
例如，原上限值是10，原下限值是4，Y是3.5，方差为2，则B是3.5-2＝1.5，调整后的上限值为10/(1+(1.5/3.5))＝7，调整后的下限值为(1+(1.5/3.5))×4＝5.7。
对于方差小于第二数据时的特殊情况处理：
由于方差小于第二数据时，要调低上限值并调高下限值，所以可能会出现某个矛盾的情况，即调完后上限值低于下限值了，为了避免这种情况，会优先调整上限值，再根据上限值和一些其他参数来调整下限值。
例如原网速上限值是10，原网速下限值是4，第二数据是3.5，方差为0.5，则方差与第二数据之间的差值B是3.5-0.5＝3，调整后的网速上限值为10/(1+(3/3.5))＝5.4，调整后的网速下限值为(1+(3/3.5))×4＝7.4，这样网速上限值就低于网速下限值，就造成了矛盾。
此时，优先调整网速上限值，即网速上限值还是调整为5.4，但是，网速下限值调整为(1-C)×原网速上限值，C是服务器已获取的样本数据中超出原上限值或下限值的实际网速所占的比例，极端情况下，所有的实际网速都超出了原网速上限值或网速下限值，则C为1，则下限值为0，如果都不超，则C为0，则下限值等于上限值。
例如，原上限值是10，原下限值是4，采集到的实际网速为10个，分别为(12)、(9)、(8.5)、(7)、(5)、(4.8)、(4.4)、(4.1)、(3)、(1)，则超出的实际网速的数量为3个：12、3、1，则C为0.3，网速上限值被调整为5.4之后，网速下限值将被调整为(1-0.3)×5.4＝3.8。
可以想到的是，所述方法还包括步骤：网关重新采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并重新统计各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的实际网速；
根据重新统计出的多个实际网速值计算方差；
判断所述方差是否大于第一数值或者小于第二数值，若是，则调整所述网速上限值和网速下限值，并为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽；较佳的，所述初始化网速为平均网速。
重复上述步骤，直至所述方差位于第一数值与第二数值之间。
本发明提供的网速自适应控制的方法，可以自动根据实际网速的波动情况，调整各个网络终端的网速，控制网速波动异常的同时，提高各个网络终端网速的稳定性。
本发明提供的第二实施例为一种网速自适应控制的系统，如图2所示，所述网速自适应控制的系统200包括：处理器210、存储器220及存储在所述存储器220上并可在所述处理器210上运行的网速自适应控制程序，其中所述网速自适应控制程序被所述处理器执行时实现以下步骤：
设置网速上限值和网速下限值，并为网关内各个网络终端分配初始化网速；其功能如上述步骤S101所述。
网关采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并统计各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的实际网速；其功能如上述步骤S102所述。
根据统计出的多个实际网速值计算方差；其功能如上述步骤S103所述
判断所述方差是否大于预置数值，若是，则调整所述网速上限值和网速下限值，并为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽；其功能如上述步骤S104所述
各个网络终端根据新分配的网速进行数据包的接收及转发，其功能如上述步骤S105所述。
可选的，所述初始化网速为平均网速值。
可选的，所述网速自适应控制程序被所述处理器执行时实现以下步骤：
获取网络内实际网速低于初始化网速的网络终端的个数N；
将各个网络终端所占用的带宽中高出网速上限值所占用带宽的平均值，作为预设数据值，分配到实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端上。
可选的，所述网速自适应控制程序被所述处理器执行时实现以下步骤：
根据预设的方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系，控制所述网速上限值和网络下限值的调整。
所述方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系为：若方差大于预设第一数值，则提高网速上限值，同时降低网速下限值；若方差小于预设第二数值，则降低网速上限值，同时提高网速下限值，若方差位于第一数值与第二数值之间，则保持网络上限值和网络下限值不变，其中第一数值大于第二数值。
对于方差小于第二数据时的特殊情况处理：
由于方差小于第二数据时，要调低上限值并调高下限值，所以可能会出现某个矛盾的情况，即调完后上限值低于下限值了，为了避免这种情况，会优先调整上限值，再根据上限值和一些其他参数来调整下限值。
此时，优先调整网速上限值，即网速上限值还是调整为5.4，但是，网速下限值调整为(1-C)×原网速上限值，C是服务器已获取的样本数据中超出原上限值或下限值的实际网速所占的比例，极端情况下，所有的实际网速都超出了原网速上限值或网速下限值，则C为1，则下限值为0，如果都不超，则C为0，则下限值等于上限值。
本发明提供了一种网速自适应控制的方法及系统，通过设置网速上限值和网速下限值，并为网关内各个网络终端分配初始化网速；网关采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并统计各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的实际网速；根据统计出的多个实际网速值计算方差；判断所述方差是否大于预置数值，若是，则调整所述网速上限值和网速下限值，并为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽；各个网络终端根据新分配的网速进行数据包的接收及转发，当实际网速的波动较大，此时，调整所述网速的上限值和网速的下限值，从而保持网络传输的稳定性。
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 (10)

1.一种网速自适应控制的方法，其特征在于，所述方法包括：
设置网速上限值和网速下限值，并为网关内各个网络终端分配初始化网速；
网关采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并统计各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的实际网速；
根据统计出的各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的多个实际网速值计算方差；
判断所述方差是否大于预置数值，若是，则调整所述网速上限值和网速下限值，并为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽；
各个网络终端根据新分配的带宽进行数据包的接收及转发。
2.根据权利要求1所述的网速自适应控制的方法，其特征在于，所述根据统计出的多个实际网速值计算方差的步骤中所采用的计算公式为：
Figure 499233DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 478691DEST_PATH_IMAGE002
，即为各个网络终端发出数据包之前预设时间内实际网速，n为统计的实际网速的个数。
3.根据权利要求1所述的网速自适应控制的方法，其特征在于，所述为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽的步骤还包括：
获取网络内实际网速低于初始化网速的网络终端的个数N；
将各个网络终端所占用的带宽中高出网速上限值所占用带宽的平均值，作为预设数据值，分配到实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端上。
4.根据权利要求3所述的网速自适应控制的方法，其特征在于，所述网速上限值与网速下限值之间的差值与所述方差呈正比例关系。
5.根据权利要求4所述的网速自适应控制的方法，其特征在于，当所述方差大于预置数值时，调整所述网速上限值和网速下限值的步骤，包括：
根据预设的方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系，控制所述网速上限值和网络下限值的调整；
所述方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系为：若方差大于预设第一数值，则提高网速上限值，同时降低网速下限值。
6.根据权利要求5所述的网速自适应控制的方法，其特征在于，所述方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系还包括：
若方差小于预设第二数值，则降低网速上限值，同时提高网速下限值，若方差位于第一数值与第二数值之间，则保持网络上限值和网络下限值不变，其中第一数值大于第二数值。
7.根据权利要求6所述的网速自适应控制的方法，其特征在于，所述方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系还包括：
当方差大于第一数值时，确定方差与第一数值X之间的差值A，调整后的网速上限值为：（1+（A/X））×原网速上限值，调整后的网速下限值为：原网速下限值/（1+（A/X））。
8.根据权利要求5所述的网速自适应控制的方法，其特征在于，所述方差与调整所述网速上限值和网速下限值的对应关系还包括：
当方差小于第二数值，则确定方差与第二数值Y之间的差值B，调整后的网速上限值为：原网速上限值/（1+（B/Y）），调整后的网速下限值为：（1+（B/Y））×原网速下限值。
9.根据权利要求1至8任一项所述的网速自适应控制的方法，其特征在于，所述初始化网速为平均网速值。
10.根据权利要求6所述的网速自适应控制的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
网关重新采集各个网络终端发出数据包前预设时间内的实际网速，并重新统计各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的实际网速；
根据重新统计出的各个网络终端的网速超出网速上限值或者低于下限值时的多个实际网速值计算方差；
判断所述方差是否大于第一数值或者小于第二数值，若是，则调整所述网速上限值和网速下限值，并为每个实际网速占用的带宽低于初始化网速所占用带宽的网络终端分配预设数据值的带宽；
重复上述步骤，直至所述方差位于第一数值与第二数值之间。
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CN103501277A (zh) * 2013-09-30 2014-01-08 惠州Tcl移动通信有限公司 一种自适应网速控制的处理方法及系统
CN106850337A (zh) * 2016-12-29 2017-06-13 中兴通讯股份有限公司 一种网络质量检测方法及装置

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