CN110868698A - 一种高铁环境下多lte模块间负载均衡方法 - Google Patents

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马君
陈龙
刘灿银
胡俊普
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Abstract

本发明涉及高铁LTE通信网络技术领域，具体涉及一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法，步骤一：初始LTE模块的速率一致均为100Mbps；步骤二：LTE模块在接收到数据包后，随机选择一个LTE模块为最优模块；步骤三：用户在发送数据包，但是当数据包还没有达到服务器时，降低LTE模块的优先级；步骤四：当数据包从服务器返回之后计算数据包发出去的时间与接收到的时间的差，从而计算出该LTE模块的速率，同时提高此LTE模块的优先级，然后在同一级别依据LTE模块速率的大小进行重新排序。每次路由选择的过程中皆基于上一次IP数据包计算出来的各个模块的网络速度选择传输速度最快的模块进行转发，保证列车在高速运行情况下多模块间的负载均衡的效果达到最佳。

Description

一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法
技术领域
本发明涉及高铁LTE通信网络技术领域，具体涉及一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法。
背景技术
目前阶段铁路列车WiFi互联网出口网络采用9张LTE模块访问互联网，分别采用移动、电信、联通三家运营商网络。和谐号以及复兴号列车速度可达250～350KM/h，导致LTE网络模块频繁切换网络，各个模块间的负载算法采用通过AT指令或者ping特定服务器的方式来判断模块的信号质量，以便在系统中判断用于判断数据链路转发模块，从而到达负载均衡的效果。
在列车高速运行的情况下，采用AT指令或者ping特定服务器的方式判断链路质量会产生不能实时反映无线链路质量，特别是AT指令本身即存在反馈延时操作300ms，在此期间无线网络已经发生切换从而导致负载均衡效果不佳。
因此，为解决以上问题，需要一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法，能够只依赖网络数据包实时判断目前多个模块的IP层网络速度，在每次路由选择的过程中皆基于上一次IP数据包计算出来的各个模块的网络速度选择传输速度最快的模块进行转发，保证列车在高速运行情况下多模块间的负载均衡的效果达到最佳。
一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法，包括多个LTE模块，包括如下步骤：
步骤一：初始LTE模块的速率，初始阶段设置LTE模块的速率一致均为100Mbps；
步骤二：LTE模块在接收到数据包后，随机选择一个LTE模块为最优模块；
步骤三：用户在发送数据包，但是当数据包还没有达到服务器时，降低LTE模块的优先级，等下一个数据包来传输时候，有机会选择其他LTE模块进行发送；
步骤四：当数据包从服务器返回之后计算数据包发出去的时间与接收到的时间的差，从而计算出该LTE模块的速率，同时提高此LTE模块的优先级，然后在同一级别依据LTE模块速率的大小进行重新排序。
进一步，在步骤四中，所述优先级是根据数据包的传输速率确定，速率越高，优先级越高，速率越低，优先级越低。
进一步，所述LTE模块作为网络出口，通过网络数据包实时判断LTE模块的速率，让速率快的LTE模块多走一些数据包，速率慢的LTE模块少走一些数据包。
进一步，所述数据包每次选择转发LTE模块的依据都是依赖于上一次数据包传输过程中计算出来的传输速率。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法，通过基于只依赖网络数据包实时判断目前多个模块的IP层网络速度，在每次路由选择的过程中皆基于上一次IP数据包计算出来的各个模块的网络速度选择传输速度最快的模块进行转发，保证列车在高速运行情况下多模块间的负载均衡的效果达到最佳。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例提供的算法流程示意图；
图2本发明实施例适用的系统架构示意图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的算法流程示意图；图2本发明实施例适用的系统架构示意图。如图所示，一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法，包括多个LTE模块，包括如下步骤：
步骤一：初始LTE模块的速率，初始阶段设置LTE模块的速率一致均为100Mbps；
步骤二：LTE模块在接收到数据包后，随机选择一个LTE模块为最优模块；
步骤三：用户在发送数据包，但是当数据包还没有达到服务器时，降低LTE模块的优先级，等下一个数据包传输的时候，有机会选择其他LTE模块进行发送；
步骤四：当数据包从服务器返回之后计算数据包发出去的时间与接收到的时间的差，从而计算出该LTE模块的速率，同时提高此LTE模块的优先级，然后在同一级别依据LTE模块速率的大小进行重新排序。
步骤三降低LTE模块是为了等下一个数据包传输的时候，有机会选择其他LTE模块进行发送，从而达到负载均衡，步骤四再计算得到各LET模块的传输速率时，升级该模块是为了在同一级别进行排序。
本实施例中，在步骤四中，所述优先级是根据数据包的传输速率确定，速率越高，优先级越高，速率越低，优先级越低。
本实施例中，所述LTE模块作为网络出口，通过网络数据包实时判断LTE模块的速率，让速率快的LTE模块多走一些数据包，速率慢的LTE模块少走一些数据包。
本实施例中，所述数据包每次选择转发LTE模块的依据都是依赖于上一次数据包传输过程中计算出来的传输速率，在数据包量越大的情况下，时间间隔越小，判断速率的实时性越高，采用这种方式，基于网络作为唯一变量，转发效果的好坏也完全基于此变量，准确性较高，由此可有效保证通信质量，且实现简单，具有较强的理论意义和实用价值。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法，包括多个LTE模块，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：初始LTE模块的速率，初始阶段设置LTE模块的速率一致均为100Mbps；
步骤二：LTE模块在接收到数据包后，随机选择一个LTE模块为最优模块；
步骤三：用户在发送数据包，但是当数据包还没有达到服务器时，降低LTE模块的优先级，等下一个数据包来传输时候，有机会选择其他LTE模块进行发送；
步骤四：当数据包从服务器返回之后计算数据包发出去的时间与接收到的时间的差，从而计算出该LTE模块的速率，同时提高此LTE模块的优先级，然后在同一级别依据LTE模块速率的大小进行重新排序。
2.根据权利要求1所述的一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法，其特征在于：在步骤四中，所述优先级是根据数据包的传输速率确定，速率越高，优先级越高，速率越低，优先级越低。
3.根据权利要求1所述的一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法，其特征在于：所述LTE模块作为网络出口，通过网络数据包实时判断LTE模块的速率，让速率快的LTE模块多走一些数据包，速率慢的LTE模块少走一些数据包。
4.根据权利要求1所述的一种高铁环境下多LTE模块间负载均衡方法，其特征在于：所述数据包每次选择转发LTE模块的依据都是依赖于上一次数据包传输过程中计算出来的传输速率。
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