一种带宽管理的方法、装置、电子设备和可读存储介质
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域,特别涉及一种带宽管理的方法、装置、电子设备和可读存储介质。
背景技术
随着信息技术的发展,接入网络的设备越来越多,例如:手机、电脑、电视以及各种智慧家居等。而网络资源是有限的,通常是多台设备共享带宽的方式接入网络,例如一个家庭多台设备共享一个带宽、企业内部的每个设备共享带宽、手机热点分享等。随着5G的普及,带宽会越来越大,例如使用5G时下载1Gb的视频文件,理论只需要3秒完成。带宽不断增大的同时,共享带宽也会越来越普及。
发明人发现相关技术中至少存在如下问题:目前对带宽的管理非常的困难,且目前的带宽管理方法并不能有效地避免各设备争抢带宽的问题,导致用户上网体验差。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种带宽管理的方法、装置、电子设备和可读存储介质,使得简单、方便地管理带宽,同时可以有效避免各设备争抢带宽的情况,提高各设备上网的效率。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种带宽管理的方法,包括:获取目标数据传输线路中带宽的使用信息,其中,目标数据传输线路中至少包括两条传输通道,使用信息中包括各个传输通道的第一带宽使用数据;根据使用信息预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据;根据各个第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度,以使各个传输通道的传输能力与预设时间段内的传输需求相匹配。
本发明的实施方式还提供了一种带宽管理的装置,包括:获取模块、预测模块和调整模块;获取模块用于获取目标数据传输线路中带宽的使用信息,其中,目标数据传输线路中至少包括两条传输通道,使用信息中包括各个传输通道的第一带宽使用数据;预测模块用于根据使用信息预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据;调整模块用于根据各个第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度,以使各个传输通道的传输能力与预设时间段内的传输需求相匹配。
本发明的实施方式还提供了一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及,与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够执行上述的带宽管理的方法。
本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述的带宽管理的方法。
本发明实施方式相对于现有技术而言,通过获取目标数据传输线路中各个传输通道的第一带宽信息,预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据,根据各个传输通道的第二带宽使用数据,调整各个传输通道的带宽宽度;通过预测在预设时间段内各个传输通道在预设时间段内的带宽使用数据,可以获知预设时间段内每个传输通道的传输需求,进而根据该预测的第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度,使得调整后的传输通道的带宽更符合各自的传输需求,防止各设备之间争抢带宽的问题,提高各设备上网的效率,另外,由于目标数据传输线路包括了多个传输通道,数据传输过程中彼此分离,使得可以对带宽的管理更加安全,方便;同时灵活的调整各个通道的带宽宽度,而不是固定每个传输通道的带宽宽度,使得目标数据传输线路中各个传输通道可以适用于各种场景的数据传输。
另外,根据使用信息预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据,包括:将各个传输通道的第一带宽使用数据输入至预设的带宽预测模型中,其中,带宽预测模型为预先训练至收敛状态,用于根据输入的带宽使用数据对传输通道不同时间段内的带宽使用数据进行预测的神经网络模型;读取带宽预测模型输出的各个传输通道的第二带宽使用数据。通过预设的带宽预测模型,可以准确、快速地预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据。
另外,获取目标数据传输线路中带宽的使用信息之后,包括:将各个传输通道的第一带宽使用数据分别与预设的校准条件进行比对,其中,校准条件包括各个传输通道对应的使用阈值;当各个传输通道中任意一个传输通道的第一带宽使用数据大于各自对应的使用阈值时,确定预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据。若任意传输通道的第一带宽使用数据大于各自对应的使用阈值时,触发预测操作,可以避免实时触发预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据的情况,防止预测资源的浪费。
另外,在根据使用信息预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据之后,且在根据各个第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度之前,带宽管理的方法还包括:判断各个第二带宽使用数据是否均超过各自对应的使用阈值,若不是,则确定执行根据第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度。通过预测的各个传输通道的第二带宽使用数据,预先判断是否执行调整各个传输通道的带宽宽度的操作,避免出现不合理的调整,降低设备上网的效率的情况。
另外,根据各个第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度,以使各个传输通道的传输能力与预设时间段内的传输需求相匹配,具体包括:获取各个传输通道的第二带宽使用数据对应的权重比;根据权重比调整各个传输通道的带宽宽度,以使各个传输通道的传输能力与预设时间段内的传输需求相匹配。根据权重比调整各个传输通道的带宽,调整方便。
另外,获取各个传输通道的第二带宽使用数据对应的权重比,具体包括:针对每个传输通道的第二带宽使用数据进行如下处理:判断传输通道的第二带宽使用数据是否超过对应的使用阈值,若超过,则确定增大传输通道带宽的权重比;若未超过,则减小传输通道带宽的权重比至传输通道的预设最小权重比;其中,调整后各个传输通道带宽的权重比之和等于1。通过第二带宽使用数据与对应的使用阈值进行比较,可以快速确定出该传输通道的带宽的权重比。
另外,带宽预测模型的训练过程,具体包括:将不同时间段内的各个传输通道的带宽使用数据作为训练样本数据;将训练样本数据输入神经网络模型,获取在预设时间段内预测的各个传输通道的带宽使用数据;比对训练样本数据中预设时间段内各个传输通道的带宽使用数据与预测的各个传输通道带宽使用数据是否一致;当预设时间段内各个传输通道的带宽使用数据与预测的各个传输通道带宽使用数据不一致时,将预测的各个传输通道带宽使用数据作为下一次循环迭代的已知量,反复循环迭代的更新神经网络模型中的权重,直至比对结果一致时结束。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本发明第一实施方式提供的一种带宽管理的方法的具体流程图;
图2是根据本发明第二实施方式提供的一种带宽管理的方法的具体流程图;
图3是根据本发明第二实施方式提供的一种目标数据传输线路的示意图;
图4是根据本发明第二实施方式提供的各个传输通道的带宽调整的效果示意图;
图5是根据本发明第三实施方式提供的一种带宽管理的装置的具体结构示意图;
图6是根据本发明第四实施方式提供的一种电子设备的具体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
以下各个实施例的划分是为了描述方便,不应对本发明的具体实现方式构成任何限定,各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
目前对带宽的管理方法有以下几种:
方式一:对目标数据传输线路的带宽不进行限制,各设备共用该目标数据传输线路的带宽,直至该目标数据传输线路的带宽被占满为止。
方式二:对指定的设备进行限速,例如:限定指定物理地址(Media AccessControl Address“MAC地址”)的最大速率;或者对接入的所有设备设置最大速率。
方式三:设置带宽共享区域,例如,在指定区域内的设备可以共享目标数据传输线路的所有带宽。
发明人发现目前对带宽的管理方式并不能适应多变的传输需求,并不能有效解决各设备争抢目标数据传输线路的带宽的问题,且对带宽的管理较为困难。
本发明的第一实施方式涉及一种带宽管理的方法。该带宽管理的方法可以应用于设备上,例如:交换机、路由器等。还可以应用于电子设备上,将该电子设备集成在交换机或路由器上。该带宽管理的方法的具体流程如图1所示,包括:
步骤101:获取目标数据传输线路中带宽的使用信息,其中,目标数据传输线路中至少包括两条传输通道,使用信息中包括各个传输通道的第一带宽使用数据。
具体的说,多个设备共享该目标数据传输线路,为了减少各个设备之间发生争抢带宽的问题,将该目标数据传输线路划分多个传输通道,每个传输通道分配各自对应的带宽,所有传输通道的带宽宽度之和等于该目标数据传输线路的带宽宽度。
同时方便对各个传输通道进行管理,可以按照预设规则为每个传输通道传输设置指定来源的数据,例如,预设规则可以是根据数据来源的IP地址、发起数据传输的应用的类型、或者数据包的特征确定指定的传输通道。本实施方式中按照数据来源的IP地址指定的传输通道,如:从A来的数据指定在D1传输通道上传输,从B来的数据指定在D2传输通道上传输。即不同的传输线路传输各自对应的数据。
通过对目标数据传输线路划分多个传输通道的方式,可以有效的减少设备对带宽资源的竞争,不会出现某个设备占满了带宽而引起网络堵塞的情况,同时也不会出现某些设备中病毒,引起整个网络被攻击,造成整个网络停止服务的现象,例如出现分布式拒绝服务攻击(Distributed denial of service attack,简称“DDos攻击”)时,攻击只会占用一个传输通道,而不会造成整个目标数据传输线路瘫痪的情况,这样大大增加了网络的可靠性和安全性。
可以每隔预设时间间隔获取一次该目标传输线路中带宽的使用信息;该使用信息包括各个传输通道的第一带宽使用数据,该第一带宽使用数据可以包括:当前传输通道的带宽使用量和当前传输通道的带宽宽度;该第一带宽使用数据还可以包括:当前传输通道的带宽使用率。
还可以是在每天的固定时刻获取该目标传输线路中带宽的使用信息,例如,每天晚上8点、9点等固定时刻。
值得一提的是,在获取到各个传输通道的第一带宽使用数据后,可以根据各个传输通道的第一带宽使用数据确定是否执行步骤102。确定的方式有多种,本实施方式采用:将各个传输通道的第一带宽使用数据分别与预设的校准条件进行比对,其中,校准条件包括各个传输通道对应的使用阈值;当各个传输通道中任意一个传输通道的第一带宽使用数据大于各自对应的使用阈值时,确定预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据。
具体的说,预先设置校准条件,该校准条件包括:各个传输通道对应的使用阈值,该使用阈值可以是对应传输通道的带宽使用量的阈值,也可以是对应传输通道的带宽使用率的阈值。本实施方式中以使用阈值为带宽使用率的阈值为例。下面以一个具体的例子说明确定是否执行步骤102的过程。
例如,传输线路分别为:D1、D2和D3;D1的带宽为B1,D2的带宽为B2,D3的带宽为B3;且D1对应的使用阈值f1:为当前线路带宽的80%,D2对应的使用阈值f2:为当前线路带宽的70%,D3对应的使用阈值f3:为当前线路带宽的50%,将D1的第一带宽使用数据与f1进行比较,将D2的第一带宽使用数据与f2进行比较,将D3的第一带宽使用数据与f3进行比较,若D2的第一宽带使用数据超过f2,则表明D2的带宽存在不足的情况,因此确定预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据;若没有一个传输线路的第一带宽使用数据超过对应的使用阈值,则表明各个传输通道的带宽宽度已经足够当前的传输需求,无需进行调整,故可以不执行预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据,防止预测资源的浪费。
步骤102:根据使用信息预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据。
一个具体的实现中,将各个传输通道的第一带宽使用数据输入至预设的带宽预测模型中,其中,带宽预测模型为预先训练至收敛状态,用于根据输入的带宽使用数据对传输通道不同时间段内的带宽使用数据进行预测的神经网络模型;读取带宽预测模型输出的各个传输通道的第二带宽使用数据。
具体的说,通过神经网络模型训练得到带宽预测模型,可以准确预测各个传输通道在预设时间段内的第二带宽使用数据。该带宽预测模型为预先训练获得,训练该带宽预测模型的过程为:将不同时间段内的各个传输通道的带宽使用数据作为训练样本数据;将训练样本数据输入神经网络模型,获取在预设时间段内预测的各个传输通道的带宽使用数据;比对训练样本数据中预设时间段内各个传输通道的带宽使用数据与预测的各个传输通道带宽使用数据是否一致;当预设时间段内各个传输通道的带宽使用数据与预测的各个传输通道带宽使用数据不一致时,将预测的各个传输通道带宽使用数据作为下一次循环迭代的已知量,反复循环迭代的更新所述神经网络模型中的权重,直至比对结果一致时结束。
获取每天不同时间段内的各个传输通道的带宽使用数据,该带宽使用数据可以包括:带宽使用量和传输通道的带宽宽度等。可以根据带宽使用量和该传输通道的带宽宽度,确定该传输通道的带宽使用率。为了提高训练得到的带宽预测模型的准确性,可以采用神经网络模型进行训练。下面以一星期内每天每个小时内各个传输通道的带宽使用数据作为训练样本数据为例说明训练过程。
例如,t0~t24分别指代一天的24个小时,将周一t0~t1时间段内各个传输通道的带宽使用数据输入神经网络模型中,获得在t1~t2时间段内预测的各个传输通道的带宽使用数据,将该训练样本数据中的t1~t2时间段内各个传输通道的带宽使用数据与在t1~t2时间段内预测的各个传输通道的带宽使用数据进行比较,若不一致,则将在t1~t2时间段内预测的各个传输通道的带宽使用数据作为已知量,在下一次训练过程中,与t1~t2时间段内各个传输通道的带宽使用数据输入神经网络模型中,反复循环迭代的更新所述神经网络模型中的权重,直至比对结果一致时结束。
可以理解的是,带宽预测模型还可以采用其他神经网络进行训练,本实施方式不进行限制。
步骤103:根据各个第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度,以使各个传输通道的传输能力与预设时间段内的传输需求相匹配。
具体的说,为了保证每个传输通道的正常运行,可以为每个传输通道设置对应的预设最小带宽宽度。分别将第二带宽使用数据与各自对应的使用阈值进行比较,优先增大第二带宽使用数据超过对应的使用阈值的传输通道的带宽,例如,可以增大该传输通道的带宽,同时减小其它传输通道的带宽,且减小带宽后的传输通道的带宽值大于或等于该传输通道的预设最小带宽宽度。
需要说明的是,该目标数据传输线路可以是数据传输的上行线路,也可以是数据传输的下行线路。
本发明实施方式相对于现有技术而言,通过获取目标数据传输线路中各个传输通道的第一带宽信息,预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据,根据各个传输通道的第二带宽使用数据,调整各个传输通道的带宽宽度;通过预测在预设时间段内各个传输通道在预设时间段内的带宽使用数据,可以获知预设时间段内每个传输通道的传输需求,进而根据该预测的第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度,使得调整后的传输通道的带宽更符合各自的传输需求,防止各设备之间争抢带宽的问题,提高各设备上网的效率,另外,由于目标数据传输线路包括了多个传输通道,数据传输过程中彼此分离,使得可以对带宽的管理更加安全,方便;同时灵活的调整各个通道的带宽宽度,而不是固定每个传输通道的带宽宽度,使得目标数据传输线路中各个传输通道可以适用于各种场景的数据传输。
本发明的第二实施方式涉及一种带宽管理的方法。第二实施方式是对第一实施方式的进一步改进,主要改进之处在于:在本发明第二实施方式中,在根据使用信息预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据之后,且在根据各个第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度之前,判断是否对各个传输通道进行带宽调整。该带宽管理的方法具体流程如图2所示。
步骤201:获取目标数据传输线路中带宽的使用信息,其中,目标数据传输线路中至少包括两条传输通道,使用信息中包括各个传输通道的第一带宽使用数据。
具体的说,可以预先为每个传输通道设置对应的权重比,例如,如图3所示,目标数据传输线路的带宽宽度为100M,该目标数据传输线路包括3条传输通道,分别为D1、D2和D3,预先设置每个传输通道的权重比,D1的权重比P1为0.2,D2的权重比P2为0.3,D3的权重比P3为0.5,即D1的带宽宽度B1为100×0.2=20M,D2的带宽宽度B2为100×0.3=30M,D3的带宽宽度B3为100×0.5=50M。
步骤202:根据使用信息预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据。
步骤203:判断各个第二带宽使用数据是否均超过各自对应的使用阈值,若是,则确定保持各个传输通道的带宽宽度,即可结束整个流程;若确定不是,则执行步骤204。
具体的说,判断各个第二带宽使用数据是否均超过各自对应的使用阈值,若是都超过,则表明每个传输通道都存在被占满的情况,为了确保每个传输通道的正常运行,则确定保持各个传输通道的带宽宽度,即不执行步骤204,直接结束流程。若确定不是,则执行步骤204。
步骤204:根据各个第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度,以使各个传输通道的传输能力与预设时间段内的传输需求相匹配。
在另一个具体的实现中,获取各个传输通道的第二带宽使用数据对应的权重比;根据权重比调整各个传输通道的带宽宽度,以使各个传输通道的传输能力与预设时间段内的传输需求相匹配。
具体的说,获取各个传输通道的第二带宽使用数据对应的权重比的过程可以包括:针对每个传输通道的第二带宽使用数据进行如下处理:判断传输通道的第二带宽使用数据是否超过对应的使用阈值,若超过,则确定增大传输通道带宽的权重比;若未超过,则减小传输通道带宽的权重至传输通道的预设最小权重;其中,调整后各个传输通道带宽的权重比之和等于1。
例如,目标数据传输线路的带宽宽度为100M,该目标数据传输线路包括3条传输通道,分别为D1、D2和D3,预先设置每个传输通道的权重比,D1的权重比P1为0.2,D2的权重比P2为0.3,D3的权重比P3为0.5,即D1的带宽宽度B1为100×0.2=20M,D2的带宽宽度B2为100×0.3=30M,D3的带宽宽度B3为100×0.5=50M。D1的第一带宽使用数据为80%,D2的第一带宽使用数据为50%,D3的第一带宽使用数据为20%,若D1对应的使用阈值为80%,即当D1的带宽达到20×80%=16M时,预测在未来一个小时内各个传输通道的第二带宽使用数据,预测的D1的第二带宽使用数据为90%,D2的第二带宽使用数据不变,为50%,D3第二带宽使用数据为25%,那么可以从D3中取出部分带宽到D1中,如调整权重比为:D1的权重比P1为0.3,D2的权重比P2为0.3,D3的权重比P3为0.4,即D1线路的带宽宽度B1为30M,D2线路的带宽宽度B2保持30M不变,D3线路的带宽宽度B3为40M带宽;其中,D2的预设最小权重比为0.2,D3的预设最小权重比为0.3,上述例子的调整效果示意图如图4所示。
本实施方式提供的带宽管理的方法,通过预测的各个传输通道的第二带宽使用数据,预先判断是否执行调整各个传输通道的带宽宽度的操作,避免出现不合理的调整,降低设备上网的效率的情况。
上面各种方法的步骤划分,只是为了描述清楚,实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分,分解为多个步骤,只要包括相同的逻辑关系,都在本专利的保护范围内;对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计,但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第三实施方式涉及一种带宽管理的装置,该带宽管理的装置的结构如图5所示,包括:获取模块301、预测模块302和调整模块303。
获取模块301用于获取目标数据传输线路中带宽的使用信息,其中,目标数据传输线路中至少包括两条传输通道,所述使用信息中包括各个传输通道的第一带宽使用数据。预测模块302用于根据使用信息预测预设时间段内各个传输通道的第二带宽使用数据。
调整模块303用于根据第二带宽使用数据调整各个传输通道的带宽宽度,以使各个传输通道的传输能力与预设时间段内的传输需求相匹配。
不难发现,本实施方式为与第一实施方式相对应的装置实施例,本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
值得一提的是,本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块,在实际应用中,一个逻辑单元可以是一个物理单元,也可以是一个物理单元的一部分,还可以以多个物理单元的组合实现。此外,为了突出本发明的创新部分,本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入,但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
本发明第四实施方式涉及一种电子设备,该电子设备的具体结构如图6所示,包括:至少一个处理器401;以及,与至少一个处理器401通信连接的存储器402;其中,存储器402存储有可被至少一个处理器401执行的指令,指令被至少一个处理器401执行,以使至少一个处理器401能够执行第一实施方式或第二实施方式中的带宽管理的方法。
其中,存储器402和处理器401采用总线方式连接,总线可以包括任意数量的互联的总线和桥,总线将一个或多个处理器401和存储器402的各种电路链接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件,也可以是多个元件,比如多个接收器和发送器,提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器401处理的数据通过天线在无线介质上进行传输,进一步,天线还接收数据并将数据传送给处理器401。
处理器401负责管理总线和通常的处理,还可以提供各种功能,包括定时,外围接口,电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
本发明第五实施方式涉及一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现第一实施方式或第二实施方式中的带宽管理的方法。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。