CN109417509B - 多路径网络中改善的资源使用 - Google Patents

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Abstract

提供有一种布置成与第二网络节点通信的第一网络节点，第一网络节点和第二网络节点通过第一路径和第二路径连接。第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务。该网络节点包括布置成在第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择第二操作模式的模式选择器。

Description

多路径网络中改善的资源使用
技术领域
本申请涉及第一网络节点、第一网络节点中的方法、计算机可读介质、用于在多路径网络中提供改善的资源使用的设备、客户驻地设备和代理。
背景技术
多路径连接利用多个路径来经由任意数量的中间节点在网络的两个节点之间移动业务。通常，客户财产包括高容量局域网，它可以是诸如以太网和WiFi的有线和无线连接的任意组合。局域网经由客户驻地设备（CPE）连接到网络网关，网络网关进而连接到互联网骨干网。客户驻地设备通常是组合的wifi接入点、路由器和调制解调器。客户驻地设备和网络网关之间的物理连接通常是限制客户装置和互联网之间的连接速度的瓶颈。
客户驻地设备和网络网关之间的物理连接可由以下连接提供：DSL连接，全部或部分光纤连接，或经由无线通信网络的连接。DSL连接是数字订户线，由此通过电话线携带数据。通常，这是不对称的数字订户线（ADSL），这里并未列出其众多类型。光纤连接可包括FTTP/FTTH/FTTB（光纤到驻地/家庭/建筑物）或FTTC/N（光纤到机柜/节点），其中通过铜线完成到驻地/家庭/建筑物的连接。无线通信网络可包括经由诸如3G、LTE或5G网络的蜂窝网络的连接、或诸如WiFi连接的无线网络的另一种形式。
为了解决该瓶颈的问题，已提出了在客户驻地设备和互联网服务提供商之间组合多于一种连接类型的现有技术解决方案。例如，可在客户驻地设备和代理服务器之间通过DSL连接和LTE连接二者来携带业务。这将允许DSL和LTE连接二者的全部带宽来提供从客户驻地设备到互联网的链路，该多路径链路具有高于单个连接的容量。
此类多路径连接布置的示例称为多路径TCP（MPTCP），如在IETF草案RFC 6824（可从http://tools.ietf.org/html/rfc6824获得）中所定义的。它描述了常规TCP的扩展可如何使得能够跨越多个路径同时连接。
所述两个连接均可用并且能够被同时使用来帮助向客户驻地设备提供增加的最大带宽。但是，当客户驻地设备需要比该最大带宽小的带宽时，MPTCP节点（客户驻地设备和MPTCP-代理）必须各自决定如何在这两个可用连接之间最好地拆分业务。
因此，本文中定义了一种用于在多路径网络中提供改善的资源使用的方法和设备。
具有公开号WO 2009/056172 A1，标题为‘NETWORKS HAVING MULTIPLE PATHSBETWEEN NODES AND NODES FOR SUCH A NETWORK’,且申请人为‘TELEFONAKTIEBOLAGET LMERICSSON (PUBL) ’的国际专利申请描述了一种包括第一节点和第二网络节点的网络，这些节点经由第一路径和第二路径连接。该网络具有第一操作模式和第二操作模式。在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务。在第二模式中，利用第一以及还有第二路径二者传送业务。该网络包括布置成基于第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量选择操作模式的模式选择器。
发明内容
因此，提供有一种布置成与第二网络节点通信的第一网络节点，第一网络节点和第二网络节点通过第一路径和第二路径连接。第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务。该网络节点包括布置成在第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择第二操作模式的模式选择器。
选择第二操作模式可包括从第一操作模式切换到第二操作模式。除非第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值，否则该网络节点将不切换到第二模式并与第一路径组合使用第二路径。该时间段是时间延迟，并且该时间延迟减少利用第二路径来携带少量数据的次数，当带宽需求只是短暂地超过第一链路的容量时，可能会发生利用第二路径来携带少量数据的情形。这减少了由第二通信网络携带的小型分组的数量，由此导致更有效地利用网络资源。
可按照由第一网络节点接收以便传送给第二网络节点的输入业务的速率来确定需求的业务值，并且可将需求的业务量的阈值确定为是在第一路径上可用的带宽的百分比。该百分比可小于、等于或大于100%。可周期性地测量在第一路径上可用的带宽，并取测量之后重新演算的阈值。
可按照第一网络节点的发送缓冲器容量来确定需求的业务值，并且可将需求的业务量的阈值确定为是被占用缓冲器的百分比。该百分比可小于、等于或大于100%。
预定的时间段由第一网络节点和第二网络节点的运营商设置。预定的时间段可以是1秒。
第一网络节点可包括第三操作模式，其中只利用第二路径来发送第一网络节点和第二网络节点之间的业务，并且其中模式选择器布置成如果在第一路径上存在故障，则选择该第三模式。
第一路径可包括以下之一：数字订户线，光纤连接，混合光纤铜线连接，以及无线连接。第二路径可包括以下之一：数字订户线，光纤连接，混合光纤铜线连接，以及无线连接。
第一和第二路径可以属于相同类型，诸如两个DSL线或两个LTE连接。要实现此类解决方案的一个原因是，如果第一和第二路径的成本不相同（尽管利用相同技术）。例如，第一路径可以是无限制的固定费用ADSL线，而第二路径也可以是ADSL线，但是它是在使用的每千兆字节数据付费的基础上进行收费的ADSL线。
客户驻地设备和网络网关之间的物理连接可由以下连接提供：DSL连接，全部或部分光纤连接，或经由无线通信网络的连接。DSL连接是数字订户线，由此通过电话线携带数据。通常，这是不对称的数字订户线（ADSL），这里并未列出其众多类型。光纤连接可包括FTTP/FTTH/FTTB（光纤到驻地/家庭/建筑物）或FTTC/N（光纤到机柜/节点），其中通过铜线完成到驻地/家庭/建筑物的连接。FTTC和FTTN是混合光纤和铜线连接的示例。无线通信网络可包括经由诸如3G、LTE或5G网络的蜂窝网络的连接、或诸如WiFi连接的无线网络的另一种形式。
还提供有一种在第一网络节点中进行的方法，第一网络节点布置成与第二网络节点通信，第一网络节点和第二网络节点通过第一路径和第二路径连接。第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务。第一网络节点布置成：
当第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量超过阈值时，启动计时器；以及
如果需求的业务量持续计时器的持续时间超过阈值，那么选择第二操作模式。
如果第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量没有超过阈值，那么选择第一操作模式。如果在计时器到期之前需求的业务量下降为低于阈值，那么选择第一操作模式。除非第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值，否则该网络节点将不切换到第二模式并与第一路径组合使用第二路径。这减少了由第二通信网络携带的小型分组的数量，由此导致更有效地利用网络资源。
可按照由第一网络节点接收以便传送给第二网络节点的输入业务的速率来确定需求的业务值，并且可将需求的业务量的阈值确定为是在第一路径上可用的带宽的百分比。该百分比可小于、等于或大于100%。可周期性地测量在第一路径上可用的带宽，并取测量之后重新演算的阈值。
可按照第一网络节点的发送缓冲器容量来确定需求的业务值，并且可接着将需求的业务量的阈值确定为是被占用缓冲器的百分比。该百分比可小于、等于或大于100%。
预定的时间段可由第一网络节点和第二网络节点的运营商设置。预定的时间段可以是1秒。
第一网络节点进一步还可包括第三操作模式，其中只利用第二路径来发送第一网络节点和第二网络节点之间的业务。第一网络节点可布置成检测第一路径上的故障状态，并且响应于此类检测而选择第三模式。
还提供有一种携带指令的计算机可读介质，指令在由计算机逻辑执行时使得所述计算机逻辑执行本文中所定义的方法中的任何方法。
还提供有一种存储指令的计算机可读存储介质，指令在由计算机逻辑执行时使得所述计算机逻辑执行本文中所定义的方法中的任何方法。该计算机程序产品可以采用非易失性存储器或易失性存储器的形式，例如EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、闪速存储器、硬盘驱动器或RAM（随机存取存储器）。
还提供有一种用于在多路径网络中提供改善的资源使用的设备，多路径网络包括布置成与第二网络节点通信的第一网络节点。第一网络节点和第二网络节点通过第一路径和第二路径连接。第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务。该设备包括处理器和存储器，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，由此所述设备可操作以：当第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量超过阈值时，启动计时器；以及如果需求的业务量持续计时器的持续时间超过阈值，那么选择第二操作模式。
还提供有一种包括处理器和存储器的客户驻地设备，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，由此所述用户终端可操作以：当在到代理的第一路径上第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量超过阈值时，启动计时器；以及如果需求的业务量持续计时器的持续时间超过阈值，那么选择第二操作模式，其中第二模式包括利用第一路径和第二路径二者来将客户驻地设备连接到代理。
还提供有一种布置成与代理通信的客户驻地设备，客户驻地设备和代理通过第一路径和第二路径连接，第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。客户驻地设备具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送客户驻地设备和代理之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送客户驻地设备和代理之间的业务。客户驻地设备包括布置成在客户驻地设备和代理之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择第二操作模式的模式选择器。
还提供有一种布置成与客户驻地设备通信的代理，代理和客户驻地设备通过第一路径和第二路径连接，第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。代理具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送代理和客户驻地设备之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送代理和客户驻地设备之间的业务。代理包括布置成在代理和客户驻地设备之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择第二操作模式的模式选择器。
附图说明
现在将参考附图仅仅作为举例描述用于在多路径网络中提供无线通信网络的改善的使用的方法和设备，图中：
图1示出多路径系统的概图；
图2示出如何在第一节点和第二节点之间建立MPTCP连接；
图3a和3b示出通过第一路径和第二路径被连接的第一网络节点和第二网络节点；
图4示出在第一网络节点中进行的方法；
图5示出在第一网络节点中进行的备选方法；
图6示出客户驻地设备；以及
图7示出代理。
具体实施方式
在此具体实施方式中，阐述了众多具体细节以便提供对本发明的实施例的充分理解。但是，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节也可实践本发明的实施例。在其它情况下，没有详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免使本发明的实施例晦涩难懂。能够被领会到的是，本文中公开的特定结构和功能细节可以是代表性的，且不一定限制本发明的范围。
本发明的实施例可包括可作为由处理器执行的软件、硬件电路或结构、或两者的组合实现的功能性。处理器可以是通用或专用处理器，诸如来自由英特尔公司（IntelCorporation）、摩托罗拉有限公司(Motorola Incorporated)、太阳微系统有限公司（SunMicrosystems Incorporated）及其它公司制造的处理器系列的处理器。软件可包括用于实现本发明的实施例的某些功能性的编程逻辑、指令或数据。软件可被存储在可由机器访问的介质或计算机可读介质中，诸如只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、磁盘（例如，软盘和硬盘驱动器）、光盘（例如，CD-ROM）或任何其它数据存储介质。在本发明的一个实施例中，介质可存储采用压缩和/或加密格式的编程指令以及可能必须先由安装程序编译或安装之后才可由处理器执行的指令。
备选地，本发明的实施例可作为包含用于执行记载的功能性的硬布线逻辑的专用硬件组件实现，或者可通过经编程的通用计算机组件和定制硬件组件的任意组合来实现。
现在详细地参考附图，图1中示出经由局域网连接到客户驻地设备100的客户端装置110。该连接标记为TCP1。客户驻地设备100具有各自经由相应的网络网关到互联网骨干网180的两个可能连接。第一连接TCP/MPTCP 2a由固定网络130和宽带网络网关135提供。第二连接TCP/MPTCP 2b由无线通信网络140和分组数据网络网关145提供。可选地，可通过具有相应网络网关155的另一网络150提供进一步连接。
来自第一和第二连接的业务通过互联网骨干网180各自到达MPTCP-代理190。在MPTCP-代理190处，将独立的业务流TCP/MPTCP 2a和TCP/MPTCP 2b加以组合以便形成标记为TCP3的单个业务流，将它发送给源服务器195。以此方式，利用固定网络130和无线通信网络140二者在客户端装置110和源服务器195之间携带TCP业务，其中没有一个端点要求修改以利用多路径协议。应注意，在反向方向中，MPTCP-代理190将TCP业务拆分成由固定网络130和无线通信网络140携带并且接着在客户驻地设备100处组合的两个连接。
将参考图2描述如何设立MPTCP连接。当客户端装置110中的应用标识它需要开始到源服务器的TCP连接时，它向客户驻地设备（CPE）100发送TCP设立（TCP SYN/ACK等）。在接收到该连接时，CPE 100便将通过向源服务器195发送TCP SYN并将TCP MPTCP-选项包含到该TCP SYN来启动新的TCP-连接。TCP SYN将经由MPTCP-代理190进行传播。MPTCP-代理190将答复它支持MPTCP，并接着启动到源服务器195的新TCP-连接。将CPE 100和MPTCP-代理190之间的该第一MPTCP-连接表示为MP_Capable。
在设立MP_Capable之后，并且当CPE 100确定需要更多带宽时，CPE 100将在CPE100和MPTCP-代理190之间增加新路径，即，新的TCP-连接142。将该第二MPTCP-连接142表示为MP-Join。CPE 100和MPTCP-代理190是MPTCP知晓的节点，并且在本文中可称为MPTCP节点。
然后，CPE 100具有用来将业务发送给MPTCP-代理190的连接选择（132，142）。类似地，在下行链路路径上，MPTCP-代理190具有用来将业务发送给CPE 100的连接选择（132，142）。业务导向算法确定利用这两个连接中的哪个连接。通常，固定接入网络提供核心服务，并且当需要高速度时，无线通信网络提供额外带宽。这是因为，客户驻地设备100的带宽要求会改变，并且有时固定接入连接135独自地将提供足够带宽以满足连接到客户驻地设备100的局域网中的客户端110的要求。
MPTCP中的常见业务导向使用情形是在“最便宜的链路”上发送尽可能多的业务，这里经由DSL网络130进行，并且当DSL已满时，在LTE网络140上发送盈余业务。
但是，以此方式来导向业务存在问题。LTE连接具有显著开销，从而使得通过LTE网络140发送少量数据是对网络资源的低效利用。实际上，任何网络都具有信令开销，并且甚至在非LTE网络提供次级网络路径的情况下，发送少量数据都将是对该网络的低效利用。在某些情况下，如果限制MPTCP节点通过次级网络连接发送业务，那么能够实现对网络资源的更有效利用。
例如，在优选实施例中，只有当带宽需求持续特定时间段（诸如1秒）超过第一连接路径的容量时，MPTCP节点才将会把业务转移到第二连接路径。布置成以此方式操作的节点将利用次级通信网络打开更少的连接。鉴于在建立次级通信信道中的固有信令开销，此类节点将使得更有效地利用网络资源。该时间段可称为时间延迟，其在第一路径上满足带宽条件之后延迟第二路径的使用。时间延迟可设置成1秒，但是实际上将有可能根据系统要求改变。例如，客户驻地处的管理员可根据利用第二路径的成本来选择时间延迟的值。备选地，MPTCP-代理的拥有者可选择时间延迟的值；例如，为了平衡第一和第二通信网络之间的拥塞，或为了优化这些网络之一的使用，其中这些网络利用不同技术并具有诸如信令开销的不同特性。
应注意，带宽阈值准则可设置成带宽需求超过带宽阈值。带宽阈值可以是第一路径的容量，但是实际上，这也将有可能根据系统要求改变。例如，客户驻地处的管理员可根据利用第二路径的成本来选择带宽阈值的值。备选地，MPTCP-代理的拥有者可选择带宽阈值的值；例如，为了平衡第一和第二通信网络之间的拥塞，或为了优化这些网络之一的使用，其中这些网络利用不同技术并具有不同特性。
存在众多方式来确定在利用第二路径之前触发时间延迟的开始的带宽阈值准则。可按照链路的业务吞吐量来衡量带宽需求。备选地，可按照节点输出缓冲器的填充等级来衡量带宽需求。
在按照链路的业务吞吐量来衡量带宽需求的情况下，可将带宽阈值定义为是第一路径的容量。该容量可以是第一路径的预期吞吐量带宽。阈值可以是该容量的某个比例；它甚至可以是对于超过第一路径的容量特定比例的带宽的需求的度量。
在按照输出缓冲器的填充等级来衡量带宽需求的情况下，带宽阈值准则可以是第一路径的发送缓冲器大于80%满载或大于某一其它值或比例的总发送缓冲器容量。
时间延迟和带宽阈值准则可在上行链路方向和下行链路方向二者中相同，在上行链路方向中由客户驻地设备确定，并且在下行链路方向中由MPTCP-代理确定。备选地，可为上行链路和下行链路业务设置不同准则。
图3a和3b示出通过第一路径和第二路径连接的第一网络节点和第二网络节点。为清楚起见，图3a示出上行链路通信，并且图3b示出下行链路通信。
图3a示出第一网络节点300将数据业务发送给第二网络节点390。第一网络节点300和第二网络节点390通过第一路径330和第二路径340连接。第一路径330利用第一通信网络，并且第二路径340利用第二通信网络。第一网络节点300具有第一操作模式和第二操作模式，以使得在第一模式中，通过第一路径330而不通过第二路径340传送第一网络节点300和第二网络节点390之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径330和第二路径340传送第一网络节点300和第二网络节点390之间的业务。第一网络节点300包括布置成在第一网络节点300和第二网络节点390之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择第二操作模式的模式选择器302。
图3b示出第二网络节点390将数据业务发送给第一网络节点300。第二网络节点390和第一网络节点300通过第一路径330和第二路径340连接。第一路径330利用第一通信网络，并且第二路径340利用第二通信网络。第二网络节点390具有第一操作模式和第二操作模式，以使得在第一模式中，通过第一路径330而不通过第二路径340传送第二网络节点390和第一网络节点300之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径330和第二路径340传送第二网络节点390和第一网络节点300之间的业务。第二网络节点390包括布置成在第二网络节点390和第一网络节点300之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择第二操作模式的模式选择器392。第二操作模式的选择导致从第一操作模式到第二操作模式的切换。
除非这两个网络节点之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值，否则任一个网络节点将不会切换到第二模式并与第一路径组合使用第二路径。该时间段是时间延迟，并且该时间延迟减少利用第二路径来携带少量数据的次数，当带宽需求只是短暂地超过第一链路的容量时，可能会发生利用第二路径来携带少量数据的情形。这减少了在第二通信网络上打开的用来只处置少量数据的连接的数量。由于打开第二通信网络上的连接需要信令开销，所以该减少导致更有效地利用网络资源。
可按照由发送网络节点接收以便传送给接收网络节点的输入业务的速率来确定需求业务值，并且可将需求业务量的阈值确定为是在第一路径330上可用的带宽的百分比。该百分比可小于、等于或大于100%。可周期性地测量在第一路径330上可用的带宽，并取在测量之后重新演算的阈值。
可按照发送网络节点的发送缓冲器容量来确定需求业务值，并且可将需求业务量的阈值确定为是被占用缓冲器的百分比。该百分比可小于、等于或大于100%。
预定的时间段由第一网络节点和第二网络节点300、390的运营商设置。预定的时间段可以是1秒。
发送网络节点可包括第三操作模式，其中只利用第二路径340来发送这两个网络节点之间的业务，并且其中模式选择器302、392布置成如果在第一路径330上存在故障，则选择该第三模式。
第一路径330可包括以下之一：数字订户线，光纤连接，混合光纤铜线连接，以及无线连接。第二路径340可包括以下之一：数字订户线，光纤连接，混合光纤铜线连接，以及无线连接。
第一和第二路径330、340可以属于相同类型，诸如两个DSL线或两个LTE连接。要实现此类解决方案的一个原因是，如果第一和第二路径的成本不相同（尽管利用相同技术）。例如，第一路径可以是无限制的固定费用ADSL线，而第二路径也可以是ADSL线，但是它是在使用的每千兆字节数据付费的基础上进行收费的ADSL线。
客户驻地设备和网络网关之间的物理连接可由以下连接提供：DSL连接，全部或部分光纤连接，或经由无线通信网络的连接。DSL连接是数字订户线，由此通过电话线携带数据。通常，这是不对称的数字订户线（ADSL），这里并未列出其众多类型。光纤连接可包括FTTP/FTTH/FTTB（光纤到驻地/家庭/建筑物）或FTTC/N（光纤到机柜/节点），其中通过铜线完成到驻地/家庭/建筑物的连接。FTTC和FTTN是混合光纤和铜线连接的示例。无线通信网络可包括经由诸如3G、LTE或5G网络的蜂窝网络的连接、或诸如WiFi连接的无线网络的另一种形式。
图4示出在第一网络节点中进行的方法，第一网络节点布置成与第二网络节点通信，第一网络节点和第二网络节点通过第一路径和第二路径连接。第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务。
第一网络节点布置成测量410要从第一网络节点发送给第二网络节点的需求的业务量。第一网络节点进一步布置成确定420该需求的业务量是否超过阈值。如果它没有超过阈值，那么第一网络节点只利用430第一路径。
如果第一网络节点确定420需求的业务量确实超过阈值，那么它启动计时器440。在计时器440的倒计时期间，第一网络节点监测要从第一网络节点发送给第二网络节点的需求的业务量，并确定450该需求是否下降回到低于阈值。如果其下降回到低于阈值，那么第一网络节点只利用430第一路径。
如果第一网络节点确定460计时器到期，并确定450在该时间期间需求的业务量并未下降为低于阈值，那么第一网络节点利用490第一和第二路径。两个网络路径的使用490可包括通过第二通信网络设立连接以创建第二路径。
上文在比如上行链路方向中与第二网络节点通信的第一网络节点的上下文中解释了图4中示出的方法。可在下行链路方向中在第二网络节点中执行相同方法。阈值、计时器值、以及甚至测量带宽需求的方式不需要在任意两个节点之间的上行链路和下行链路方向中是相同的。
如果第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量没有超过阈值，那么选择第一操作模式。如果在计时器到期之前需求的业务量下降为低于阈值，那么选择第一操作模式。除非第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值，否则网络节点将不会切换到第二模式并与第一路径组合使用第二路径。这减少了由第二通信网络携带的小型分组的数量，由此导致更有效地利用网络资源。
可按照由第一网络节点接收以便传送给第二网络节点的输入业务的速率来确定需求的业务值，并将需求的业务量的阈值确定为是在第一路径上可用的带宽的百分比。该百分比可小于、等于或大于100%。可周期性地测量在第一路径上可用的带宽，并取测量之后重新演算的阈值。
可按照第一网络节点的发送缓冲器容量来确定需求的业务值，并且可接着将需求的业务量的阈值确定为是被占用缓冲器的百分比。该百分比可小于、等于或大于100%。
预定的时间段可由第一网络节点和第二网络节点的运营商设置。预定的时间段可以是1秒。
图5示出在第一网络节点中进行的备选方法，第一网络节点布置成与第二网络节点通信，第一网络节点和第二网络节点通过第一路径和第二路径连接。第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务。
第一网络节点布置成测量510要从第一网络节点发送给第二网络节点的需求的业务量。第一网络节点进一步布置成确定520该需求的业务量是否超过阈值。如果它没有超过阈值，那么第一网络节点只利用530第一路径。
如果第一网络节点确定520需求的业务量确实超过阈值，那么它启动计时器540。在计时器540倒计时期间，第一网络节点监测要从第一网络节点发送给第二网络节点的需求的业务量，并确定550该需求是否下降回到低于阈值。如果其下降回到低于阈值，那么第一网络节点只利用530第一路径。
第一网络节点还包括故障检测例行程序；如果在第一路径中检测到570故障，那么第一网络节点只利用580第二路径。
如果第一网络节点确定560计时器到期，并确定550在该时间期间需求的业务量并未下降为低于阈值，并确定570在第一路径中不存在故障，那么第一网络节点利用590第一和第二路径二者。两个网络路径的使用590可包括通过第二通信网络设立连接以创建第二路径。
上文在比如上行链路方向中与第二网络节点通信的第一网络节点的上下文中解释了图5中示出的方法。可在下行链路方向中在第二网络节点中执行相同方法。阈值、计时器值、以及甚至测量带宽需求的方式不需要在第一网络节点和第二网络节点之间的上行链路和下行链路方向中是相同的。
第一路径可包括以下之一：数字订户线，光纤连接，混合光纤铜线连接，以及无线连接；并且其中第二路径包括以下之一：数字订户线，光纤连接，混合光纤铜线连接，以及无线连接。
第一和第二路径可以属于相同类型，诸如两个DSL线或两个LTE连接。要实现此类解决方案的一个原因是，如果第一和第二路径的成本不相同（尽管利用相同技术）。例如，第一路径可以是无限制的固定费用ADSL线，而第二路径也可以是ADSL线，但是它是在使用的每千兆字节数据付费的基础上进行收费的ADSL线。
客户驻地设备和网络网关之间的物理连接可由以下连接提供：DSL连接，全部或部分光纤连接，或经由无线通信网络的连接。DSL连接是数字订户线，由此通过电话线携带数据。通常，这是不对称的数字订户线（ADSL），这里并未列出其众多类型。光纤连接可包括FTTP/FTTH/FTTB（光纤到驻地/家庭/建筑物）或FTTC/N（光纤到机柜/节点），其中通过铜线完成到驻地/家庭/建筑物的连接。FTTC和FTTN是混合光纤和铜线连接的示例。无线通信网络可包括经由诸如3G、LTE或5G网络的蜂窝网络的连接、或诸如WiFi连接的无线网络的另一种形式。
还提供有一种携带指令的计算机可读介质，指令在由计算机逻辑执行时使得所述计算机逻辑执行本文中所定义的方法中的任何一种方法。
还提供有一种存储指令的计算机可读存储介质，指令在由计算机逻辑执行时使得所述计算机逻辑执行本文中所定义的方法中的任何一种方法。该计算机程序产品可以采用非易失性存储器或易失性存储器的形式，例如EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、闪速存储器、硬盘驱动器或RAM（随机存取存储器）。
还提供有一种用于在多路径网络中提供改善的资源使用的设备，多路径网络包括布置成与第二网络节点通信的第一网络节点。第一网络节点和第二网络节点通过第一路径和第二路径连接。第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务。该设备包括处理器和存储器，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，由此所述设备可操作以：当第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量超过阈值时，启动计时器；以及如果需求的业务量持续计时器的持续时间超过阈值，那么选择第二操作模式。
图6示出包括连接到存储器625的处理器620、接收器610和输出630的客户驻地设备600。接收器610具有与它连接的输入缓冲器615，并且输出630具有与它连接的输出缓冲器635。处理器620布置成接收指令，指令在被执行时使得处理器620执行上述方法。指令可存储在存储器625上。存储器625、输入缓冲器615和输出缓冲器635可包括单个物理存储器的部分。缓冲器615和635分别用于数据在从接收器610被取回时或就在经由输出630被发送给接收器610之前对其进行存储。缓冲器被要求适应接收数据所按照的速率和数据能够被处理所按照的速率之间的差异，或者在这些速率是可变的情况下，例如在通过LTE网络进行突发分组传输中，可适应速率差异。
可根据输出缓冲器635有多满来确定需求的业务值。然后，可将需求的业务量的阈值确定为是输出缓冲器635的特定百分比占用。该百分比可小于、等于或大于100%。
还提供有一种包括处理器和存储器的客户驻地设备，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，由此所述用户终端可操作以：当在到代理的第一路径上第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量超过阈值时，启动计时器；以及如果需求的业务量持续计时器的持续时间超过阈值，那么选择第二操作模式，其中第二模式包括利用第一路径和第二路径二者来将客户驻地设备连接到代理。
还提供有一种布置成与代理通信的客户驻地设备，客户驻地设备和代理通过第一路径和第二路径连接，第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。客户驻地设备具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送客户驻地设备和代理之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送客户驻地设备和代理之间的业务。客户驻地设备包括布置成在客户驻地设备和代理之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择第二操作模式的模式选择器。
图7示出包括连接到存储器725的处理器720、接收器710和输出730的代理790。接收器710具有与它连接的输入缓冲器715，并且输出730具有与它连接的输出缓冲器735。处理器720布置成接收指令，指令在被执行时使得处理器720执行上述方法。指令可存储在存储器725上。存储器725、输入缓冲器715和输出缓冲器735可包括单个物理存储器的部分。缓冲器715和735分别用于数据在从接收器710被取回时或就在经由输出730被发送给接收器710之前对其进行存储。缓冲器被要求适应接收数据所按照的速率和数据能够被处理所按照的速率之间的差异，或者在这些速率是可变的情况下，例如在通过LTE网络进行突发分组传输中，可适应速率差异。
可根据输出缓冲器735有多满来确定需求的业务值。然后，可将需求的业务量的阈值确定为是输出缓冲器735的特定百分比占用。该百分比可小于、等于或大于100%。
还提供有一种布置成与客户驻地设备通信的代理，代理和客户驻地设备通过第一路径和第二路径连接，第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络。代理具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送代理和客户驻地设备之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送代理和客户驻地设备之间的业务。代理包括布置成在代理和客户驻地设备之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择第二操作模式的模式选择器。
在特定示例中，考虑在具有最大容量为4 Mbit/s的DSL链路上的下行链路业务。如果下行链路业务速率达到6 Mbit/s，那么将在DSL上发送4 Mbit/s，并将在LTE链路上发送2Mbit/s。这是多路径访问的典型使用情形：“先在DSL上发送、然后在LTE上发送”。
如果下行链路业务只在非常短的时间段内达到6 Mbit/s，那么有可能让DSL处置该业务，而不是立即经由LTE链路发送它。DSL链路将只携带4 Mbit/s，但是MPTCP代理的输出缓冲器将缓冲剩余分组，并且稍后在DSL链路具有空闲容量时通过DSL链路来递送它们。这的确意味着，端到端RTT将持续短的时间段而上升。
对于从MPTCP-代理到客户驻地设备的TCP连接，能够利用以下方法来实现以上切换。
· 当下行链路业务开始来到MPTCP-代理时，在DSL上开始发送那些分组
· 测量DSL-链路的最大容量，即，在不使DSL链路饱和（当在DSL TCP发送窗口上的缓冲器已满时，将达到饱和）的情况下，能够发送多少Mbit/s。
· 检查来自互联网的输入速率，如果它大于DSL-链路的测量的最大容量，那么启动“超过DSL容量”计时器
· 如果计时器小于“阈值ms”，那么在MPTCP处缓冲分组，并且在有空闲容量可用时（当DLS TCP发送窗口允许空闲容量时），将业务发送给DSL
· 如果“计时器”大于“阈值ms”，那么在LTE链路上发送盈余业务
· 继续在LTE上发送盈余业务
备选解决方案是在代理处测量MPTCP发送缓冲器等级。如果该缓冲器等级对于n次重复的发送，一直在增大超过值x。按有规律的间隔发送这些发送，并且因此对发送计数是对逝去时间的替代度量；对n次发送计数等效于测量“阈值ms”。然后，代理输入流（来自互联网上的源服务器）具有比代理输出（这里是到CPE的DSL链路）更高的吞吐量，并且我们能够假设，我们应当创建次级路径（在LTE上）。另外，如果发送缓冲器等级达到它的最大容量或接近于它（在一个读取上），那么我们应当直接建立次级子流。这是其中可利用两个阈值的示例：第一阈值，其使得计时器激活，借此如果带宽需求持续长达计时器的持续时间，那么打开第二链路；以及第二阈值，其大于第一阈值，借此如果带宽需求超过那个带宽需求，那么立即打开第二链路。这约束了对于边界线情形第二链路的打开，但允许对于极端的业务偏移立即打开第二链路。在下行链路需求猛增至将使第一和第二链路都饱和的程度的情况下，这可能是必需的。
可在从其中利用第一和第二路径二者的第二操作模式切换回到其中利用第一路径的第一操作模式中运用类似过程。这有助于防止第二路径由于带宽需求中的临时下降而过早地关闭。
因此，提供有一种布置成与第二网络节点通信的第一网络节点，第一网络节点和第二网络节点通过第一路径和第二路径连接，第一路径利用第一通信网络，并且第二路径利用第二通信网络，并且由此第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过第一路径而不通过第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过第一路径和第二路径传送第一网络节点和第二网络节点之间的业务，其中网络节点包括布置成当第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量对于一定时间段下降为低于阈值时从第二操作模式切换到第一操作模式的模式选择器。
除非第一网络节点和第二网络节点之间的需求的业务量对于一定时间段下降为低于阈值，否则网络节点将不会切换到第一模式并且只利用第一路径而不利用第二路径。这意味着，带宽中的临时下降不会导致过早地关闭第二路径而必须再次重新打开。这样的益处是，第二路径的关闭和重新打开需要信令开销；如果将其避免，那么这导致更有效地利用网络资源。
本领域技术人员将明白，在本文中所描述的方法中执行的动作的确切顺序和内容可根据执行参数的特定集合的要求改变。因此，不应将动作被描述和/或要求保护所采用的顺序理解为是对动作要被执行所采用的顺序的严格限制。
应注意，上面提及的实施例说明而非限制本发明，并且在不偏离随附权利要求的范围的情况下，本领域技术人员将能够设计许多备选实施例。词语“包括”不排除存在与权利要求中所列的元件或步骤不同的元件或步骤，“一（a或an）”不排除多个，并且单个处理器或其它单元可实现权利要求中所记载的若干个单元的功能。权利要求中的任何参考符号不应理解为是为了限制它们的范围。
客户端装置可以是用户设备。客户端装置可以是任何种类的个人计算机，诸如电视、智能电视、机顶盒、游戏控制台、家庭影院个人计算机、平板计算机、智能电话、膝上型计算机或甚至是桌面型PC。
上述方法可由合适地适配的硬件来执行，诸如如图1中所示的客户驻地设备100或MPTCP代理190的示例性硬件实现的经适配形式，其中适配涉及在节点内提供额外功能或操作，诸如在CPE 100中并入ADSL调制解调器。
该方法也可在存储在计算机可读介质上的指令集合中实施，指令在被加载到计算机处理器、数字信号处理器（DSP）或类似处理器中时使得处理器执行上文描述的在多路径网络中提供无线通信网络的改善使用的方法。
同样地，该方法可作为专门进行编程或硬件设计的集成电路实施，所述集成电路进行操作以便对加载到所述集成电路中的视频数据执行该方法。所述集成电路可作为诸如PC等的通用计算装置的部分被形成，或者其可作为诸如游戏控制台、移动电话、便携式计算机装置或硬件视频编码器的更专用化装置的部分被形成。
本发明的另一示例性硬件实施例是包括专用集成电路（ASIC）的如图1中所示的客户驻地设备100或MPTCP代理190的硬件。
此外，尽管在特定通信标准的上下文中给出了示例，但是这些示例不是旨在要限制公开的方法和设备可适用的通信标准。例如，尽管在特定通信网络的上下文中给出了特定示例，但是本文中公开的原理也可适用于可并行使用的通信系统的任何组合。

Claims (16)

1.一种布置成与第二网络节点通信的第一网络节点，所述第一网络节点和所述第二网络节点通过第一路径和第二路径连接，所述第一路径利用第一通信网络，并且所述第二路径利用第二通信网络，并且由此所述第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过所述第一路径而不通过所述第二路径传送所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过所述第一路径和所述第二路径传送所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的业务，其中所述网络节点包括布置成在所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择所述第二操作模式的模式选择器。
2.如权利要求1所述的第一网络节点，其中按照由所述第一网络节点接收以便传送给所述第二网络节点的输入业务的速率来确定所述需求的业务值，并将所述需求的业务量的所述阈值确定为是在所述第一路径上可用的带宽的百分比。
3.如权利要求1所述的第一网络节点，其中按照所述第一网络节点的发送缓冲器容量来确定所述需求的业务值，并将所述需求的业务量的所述阈值确定为是被占用缓冲器的百分比。
4.如权利要求2或3所述的第一网络节点，其中由所述第一网络节点和所述第二网络节点的运营商来设置预定的时间段。
5.如权利要求1-3中任一权利要求所述的第一网络节点，还包括第三操作模式，其中只利用所述第二路径来发送所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的业务，并且其中所述模式选择器布置成如果在所述第一路径上存在故障，则选择所述第三操作模式。
6.如权利要求1-3中任一权利要求所述的第一网络节点，其中所述第一路径包括以下之一：数字订户线，光纤连接，混合光纤铜线连接，以及无线连接；并且其中所述第二路径包括以下之一：数字订户线，光纤连接，混合光纤铜线连接，以及无线连接。
7.一种在第一网络节点中进行的方法，所述第一网络节点布置成与第二网络节点通信，所述第一网络节点和所述第二网络节点通过第一路径和第二路径连接，所述第一路径利用第一通信网络，并且所述第二路径利用第二通信网络，并且由此所述第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过所述第一路径而不通过所述第二路径传送所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过所述第一路径和所述第二路径传送所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的业务，其中所述第一网络节点布置成：
当所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的需求的业务量超过阈值时，启动计时器；以及
如果所述需求的业务量持续所述计时器的持续时间超过所述阈值，那么选择所述第二操作模式。
8.如权利要求7所述的方法，其中按照由所述第一网络节点接收以便传送给所述第二网络节点的输入业务的速率来确定所述需求的业务值，并将所述需求的业务量的所述阈值确定为是在所述第一路径上可用的带宽的百分比。
9.如权利要求7所述的方法，其中按照所述第一网络节点的发送缓冲器容量来确定所述需求的业务值，并将所述需求的业务量的所述阈值确定为是被占用缓冲器的百分比。
10.如权利要求8或9所述的方法，其中由所述第一网络节点和所述第二网络节点的运营商来设置预定的时间段。
11.如权利要求7-9中任一权利要求所述的方法，其中所述第一网络节点还包括第三操作模式，其中只利用所述第二路径来发送所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的业务，并且其中所述第一网络节点布置成检测所述第一路径上的故障状态，并且响应于此类检测选择所述第三操作模式。
12.如权利要求7-9中任一权利要求所述的方法，其中所述第一路径包括以下之一：数字订户线，光纤连接，混合光纤铜线连接，以及无线连接；并且其中所述第二路径包括以下之一：数字订户线，光纤连接，混合光纤铜线连接，以及无线连接。
13.一种携带指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机逻辑执行时使得所述计算机逻辑执行由权利要求7至12所定义的方法中的任何方法。
14.一种用于在多路径网络中提供改善的资源使用的设备，所述多路径网络包括布置成与第二网络节点通信的第一网络节点，所述第一网络节点和所述第二网络节点通过第一路径和第二路径连接，所述第一路径利用第一通信网络，并且所述第二路径利用第二通信网络，并且由此所述第一网络节点具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过所述第一路径而不通过所述第二路径传送所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的业务，并且在第二模式中，通过所述第一路径和所述第二路径传送所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的业务，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，由此所述设备可操作以：
当所述第一网络节点和所述第二网络节点之间的需求的业务量超过阈值时，启动计时器；以及
如果所述需求的业务量持续所述计时器的持续时间超过所述阈值，那么选择所述第二操作模式。
15.一种布置成与代理通信的客户驻地设备，所述客户驻地设备和所述代理通过第一路径和第二路径连接，所述第一路径利用第一通信网络，并且所述第二路径利用第二通信网络，并且由此所述客户驻地设备具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过所述第一路径而不通过所述第二路径传送所述客户驻地设备和所述代理之间的业务，并且在第二模式中，通过所述第一路径和所述第二路径传送所述客户驻地设备和所述代理之间的业务，其中所述客户驻地设备包括布置成在所述客户驻地设备和所述代理之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择所述第二操作模式的模式选择器。
16.一种布置成与客户驻地设备通信的代理，所述代理和所述客户驻地设备通过第一路径和第二路径连接，所述第一路径利用第一通信网络，并且所述第二路径利用第二通信网络，并且由此所述代理具有第一操作模式和第二操作模式，使得在第一模式中，通过所述第一路径而不通过所述第二路径传送所述代理和所述客户驻地设备之间的业务，并且在第二模式中，通过所述第一路径和所述第二路径传送所述代理和所述客户驻地设备之间的业务，其中所述代理包括布置成在所述代理和所述客户驻地设备之间的需求的业务量持续一定时间段超过阈值时选择所述第二操作模式的模式选择器。
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