CN111277502A - 多链路聚合传输数据的方法及发送设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种多链路聚合传输数据的方法及发送设备，该方法包括：获取链路参数，根据链路参数确定每条链路的传输性能等级，所述链路参数包括链路的带宽、延时、丢包率、窗口大小和往返时延RTT；根据窗口大小和RTT计算传输性能等级最高的所有链路中每条链路的带宽容积；针对待传输的每个数据包，根据带宽容积从传输性能等级最高的所有链路中随机选择一条链路作为传输当前数据包的目标链路，其中，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的概率越大，当链路被选择为目标链路发送数据包后，该链路的带宽容积相应降低；通过目标链路传输当前数据包。本申请可以减少网络延时、稳定流量，满足实时传输对于高稳定、高容错的要求。

Description

多链路聚合传输数据的方法及发送设备
技术领域
本申请涉及网络数据传输技术领域，尤其涉及一种多链路聚合传输数据的方法及发送设备。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
合理的聚合使用多网络链路能够获得更大的带宽和更好的容错。现有的链路聚合技术包括基于链路层的链路汇聚控制协议(Link Aggregation Control Protocol，LACP)，有基于传输控制层的多路传输控制协议(MultiPath TCP，MPTCP)以及流控制传输协议(Stream Control Transmission Protocol，SCTP)等。
这类协议往往都具有一定的限定性，比如，LACP协议常用在交换机上做链路聚合，其提供了负载均衡、冗余等基本策略，需要被聚合的链路具有相同的延时、带宽，这样的要求无线链路往往难以达到。
MPTCP协议是传输控制协议，兼容TCP协议，其在每条链路基于TCP拥塞控制算法，设计管理多条链路，在多条链路之上统一实现负载分配和统一的重传纠错，在负载分配上实现了最低延时优先、轮询分配、最大吞吐量等策略。由于MPTCP是建立在TCP的流式接口基础上，如果出现网络拥塞，数据会淤积在网络或缓冲区里不会丢弃，必须要等待先发送的数据成功发送后，后续的数据才发送，这样就会导致网络延时增大，不利于实时视频传输。
SCTP是一种可靠的通用传输层控制协议，支持流式、报文两种接口方式，在通信两端之间具有多条通信链路，每条链路采用类似于TCP的拥塞控制，链路相互备份，应用指定链路发送数据，也就是说SCTP并没有实现数据并发分摊在多条链路上发送，需要应用层控制。
流控制传输协议的并发多径传输扩展(Concurrent Multipath Transferextension for SCTP，CMT-SCTP)是在SCTP基础上实现多链路的并发传输，增加负载分摊在多条链路上，以获得更大带宽。MPTCP、CMT-SCTP协议栈是面向尽力而为的传输场景，采用尽力而为多链路分配算法，以达到最大的吞吐量，会导致由于负载分配的不精确性出现某些链路负荷过载，或链路质量急剧变化不能快速响应，造成数据丢包、到达延时不稳定的现象。
综上可见，目前的链路聚合技术中均存在一定的缺陷，上述缺陷在传输实时通信时体现的尤其明显。当前亟需一种控制延时、流量稳定，且能够满足实时传输高稳定、高容错要求的链路聚合传输方案。
发明内容
本申请实施例提供一种多链路聚合传输数据的方法，用以减少网络延时、稳定流量，减少链路恶化的情况，满足实时传输对于高稳定、高容错的要求，该方法包括：
获取链路参数，根据链路参数确定每条链路的传输性能等级，所述链路参数包括链路的带宽、延时、丢包率、窗口大小和往返时延(Round-Trip Time，RTT)；根据窗口大小和RTT计算传输性能等级最高的所有链路中每条链路的带宽容积，带宽容积用于反映链路所能传输的数据包的数量；针对待传输的每个数据包，根据带宽容积从传输性能等级最高的所有链路中随机选择一条链路作为传输当前数据包的目标链路，其中，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的概率越大，当链路被选择为目标链路发送数据包后，该链路的带宽容积相应降低；通过目标链路传输当前数据包。
本申请实施例还提供一种发送设备，用以减少网络延时、稳定流量，减少链路恶化的情况，满足实时传输对于高稳定、高容错的要求，该发送设备包括：
获取模块，用于获取链路参数，根据链路参数确定每条链路的传输性能等级，所述链路参数包括链路的带宽、延时、丢包率、窗口大小和往返时延RTT；确定模块，用于根据获取模块获取的窗口大小和RTT计算传输性能等级最高的所有链路中每条链路的带宽容积，带宽容积用于反映链路所能传输的数据包的数量；针对待传输的每个数据包，选择模块，用于根据确定模块确定的带宽容积从获取模块确定的传输性能等级最高的所有链路中随机选择一条链路作为传输当前数据包的目标链路，其中，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的概率越大，当链路被选择为目标链路发送数据包后，该链路的带宽容积相应降低；传输模块，用于通过选择模块选择的目标链路传输当前数据包。
本申请实施例中，根据链路参数对链路进行分级，并计算传输性能等级最高的所有链路的带宽容积，从传输性能等级最高的所有链路中随机选择一条链路作为目标链路传输数据包，在选择目标链路时，参考链路的带宽容积，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的概率越大，在上述选择目标链路的过程中，优先使用传输性能等级最高的链路，也即低延时、低丢包率的链路发送数据，可以减少数据包的发送时延，保证了数据包的稳定到达；并且，当数据在最高传输性能等级的链路中传输时，也考虑链路的能力差异，按照链路的带宽容积来为链路分配当前需要传输的数据包，带宽容积越大的链路被分配当前数据包的概率越大，也就优先向能容纳更多数据包的链路分配数据包，保证数据包的快速、稳定传输，同时也有效防止出现链路由于带宽负载过重而导致延时变大的问题，满足了实时传输对于高稳定、高容错的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本申请实施例中一种多链路聚合传输数据的方法的流程图；
图2为本申请实施例中另一种多链路聚合传输数据的方法的流程图；
图3为本申请实施例中另一种多链路聚合传输数据的方法的流程图；
图4为本申请实施例中一种窗口估计算法的示意图；
图5为本申请实施例中一种链路传输数据包的总体流程图；
图6为本申请实施例中一种发送设备的结构示意图；
图7为本申请实施例中一种根据多链路聚合传输数据的方法设计的数据传输协议栈的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。
实时应用通信，如视频电话、视频会议、视频互动、视频监控、互动直播、视频点播、视频组播，实时应用通信往往对网络要求稳定、抖动小、延时稳定、延时低、突发大流量响应快，传输码流也相对有规律，如恒定码率，或在一定范围内波动。这类应用通信的特点是需要发送设备将负载分摊到不同链路时，兼顾链路延时和带宽的差异，能检测链路的故障并快速恢复，避免超载导致的网络延时恶化，支持数据容错，在数据丢包或乱序后对数据纠正处理。
为了兼顾实时应用通信对于链路的需求，本申请实施例提供了一种多链路聚合传输数据的方法，应用于发送设备，如图1所示，该方法包括步骤101至步骤104：
步骤101、获取链路参数，根据链路参数确定每条链路的传输性能等级。
其中，链路参数包括链路的带宽、延时、丢包率、窗口大小和RTT。
考虑到链路容易受到无线信号不稳定、竞争使用带宽的影响，链路可能失效或传输质量急剧变化，因此，当链路受到外界影响后，则重新对链路的传输性能等级进行评估，以获取当前链路的真实传输情况。
链路的传输性能等级用于评估链路当前的传输情况，链路的传输情况越好，比如带宽大以及延时低等，链路的传输性能等级越高。
具体的，根据链路的带宽、延时和丢包率确定链路的传输性能等级。传输性能等级根据如下步骤1011至步骤1013得到：
步骤1011、根据预设评分标准确定每个链路参数对应的评估分值。
其中，预设评分标准可以由用户人为设置。
示例性的，对于丢包率，其预设评分标准可以设置如下：将0～100％划分为5个等级0～10％、10％～20％、20％～40％、40％～60％以及60％～100％，上述5个等级对应的分值依次为5、4、3、2和1。这样在获取丢包率之后，可以直接将丢包率的数值与划分的等级相对应，并将等级对应分值作为其评估分值。
需要注意的是，所有链路参数的分值与等级的对应关系应保持一直，比如说，按照上述示例，将丢包率越低(也即链路传输情况越好)的分值设置的越高，则应将带宽越大的分值设置的越高，延时越低的分值设置的越高。
步骤1012、根据每个链路参数的评估分值和对应的权重，确定链路的总体评估分值。
在多链路进行带宽负载分配是一种抖动和吞吐量的折中，考虑到需要兼容异构网络链路的延时差异性大，流量在多链路均衡就会加大数据到达的无顺性，如果优先低延时链路传输，就会导致数据均衡到多链路就低，这样就会存在数据链路抖动、失效，短时间产生大量失败传输，对于需要实时性高的视频通信难以接受。对于要求高吞吐的业务，例如文件上传下载，那么尽可能将数据在不同链路并行传输，以获取更大的吞吐量，而相对放松对延时的要求。
因此，权重可以根据当前数据包所属的业务类型进行设置，示例性的，当前是视频等实时传输的业务，则可以将延时设置为较高的权重，而丢包率设置为较低的权重，其他链路参数设置为中间大小的权重；如果当前是文件上传下载类型的业务时，则可以将带宽的权重设置较高，而延时的权重设置较低，其他链路参数设置中间大小的参数。这样可以尽可能满足不同业务类型对于链路的需求。
或者，还可以根据历史传输数据时对于不同链路参数的要求来设置相应链路参数的权重。再或者，还可以将每个链路参数对应的权重设置为相同，以平衡不同业务类型的数据对于链路的需求。对于权重的具体设置方式，再次不做限定。
总体评估分值可以确定为所有链路参数的评估分值与对应权重的乘积的总和。
步骤1013、按照总体评估分值和预设传输性能分级标准确定每条链路的传输性能等级。
需要注意的是，如果设置分值越高，则链路参数表征的传输性能越好，则应将总体评估分值越高设置的传输性能等级越高；相反，如果设置分值越低，则链路参数表征的传输性能越好，则应将总体评估分值越低设置的传输性能等级越高。
在本申请实施例中，将不同链路根据其总体评估分值进行分档，优先使用传输性能等级高的链路传输数据包，保证了数据包快速、稳定的到达接收设备。
需要说明的是，本申请实施例中只使用链路，不负责管理链路的创建和消亡，以最大兼容链路的复杂性。本申请实施例在传输过程中允许网络链路的动态增加或移除，且实时获取链路参数也能发现新加入的链路并使用，能发现移除的链路将负载移走。
步骤102、根据窗口大小和RTT计算传输性能等级最高的所有链路中每条链路的带宽容积。
其中，带宽容积用于反映链路所能传输的数据包的数量，比如，根据带宽容积可以确定当前链路上可以传输10个、20个或30个数据包等。
具体的，可以根据如下公式计算传输性能等级最高的所有链路中每条链路的带宽容积：
Figure BDA0002375163520000051
步骤103、针对待传输的每个数据包，根据带宽容积从传输性能等级最高的所有链路中随机选择一条链路作为传输当前数据包的目标链路，其中，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的概率越大，当链路被选择为目标链路发送数据包后，该链路的带宽容积相应降低。
发送设备逐个为每个待传输的数据包分配发送链路，当存在多条链路的传输等级相同且最高，则根据带宽容积从其中任意选择一条作为发送当前数据包的目标链路。示例性的，如果传输性能等级最高的链路中存在3条链路，链路1的带宽容积为10个数据包，链路2的带宽容积为20个数据包，链路3的带宽容积为30个数据包，3条链路的带宽容积比例为1:2:3，则按照该带宽容积比例确定向链路分配数据包的概率。相应的，链路1被选择为目标链路的概率为1/6，链路2被选择为目标链路的概率为2/6，链路3被选择为目标链路的概率为3/6。也就是说，本申请实施例中采用的机制是随机选择链路，每条链路都有可能被选择为目标链路，但每条链路被选中的概率不同，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的可能性更大，而带宽容积越小的链路被选择为目标链路的可能性越小。
当链路被选择为目标链路发送当前数据包之后，其带宽容积相应减小。比如说，链路2被选择为目标链路发送了当前数据包，则其带宽容积由20个数据包减小为19个数据包，这样在选择下一个数据包的发送链路时，链路1的带宽容积为10，链路2的带宽容积为19，链路3的带宽容积为30，链路的带宽容积比例变更为10:19:30，链路1被选择为目标链路的概率变为10/59，链路2被选择为目标链路的概率变为19/59，链路3被选择为目标链路的概率变为30/59，与发送前一个数据包时的选中概率相比，链路1和链路3被选择为目标链路的概率升高，而链路2被选择为目标链路的概率降低，假设一种极限情况，链路2被连续20次选择为目标链路，则其带宽容积由20减小为0，此时，其被选择为目标链路的概率也就为0，链路2不会再被选择为目标链路发送数据包，目标链路在链路1与链路3中进行选择。这样每选择一次目标链路传输数据包，被选择的目标链路带宽容积减小的过程使得链路资源分配达到一种动态均衡。
步骤104、通过目标链路传输当前数据包。
以当前选择的目标链路传输当前的一个数据包，传输下一个数据包时，则利用改变后带宽容积重新选择目标链路。
如果传输性能等级最高的链路的带宽容积均减小至0，则可以再重新确定链路的传输性能等级，并从传输性能等级最高的链路中选择目标链路来分配数据包。这样在同一传输性能等级的链路中，按照不同链路的带宽容积比例分配负载，在链路实际传输数据考虑链路窗口的实时情况，窗口的实时情况又反馈到分配负载的比例，从而达到负载分配动态均衡。
另外，负载分配的规则是以延时低且稳定将数据传输到接收为目标。基于此，应避免向延时差异较大的链路分配属于同一业务的数据包，比如同一个视频或语音的数据包等，这样会导致整体数据传输延时过大。因此，在本申请实施例的一种实现方式中，如果为目标链路分配数据包后存在同一个业务的剩余的数据包，且相同传输性能等级中剩余链路不足以传输剩余的数据包，则可以优先选择下一传输性能等级中时延较低的链路传输该剩余的数据包，以获取整体数据包相当的时延，避免因为链路延时之间的差异，导致接收端数据包数据错乱非常严重，造成整体延时偏大的情况。
本申请实施例中，根据链路参数对链路进行分级，并计算传输性能等级最高的所有链路的带宽容积，从传输性能等级最高的所有链路中随机选择一条链路作为目标链路传输数据包，在选择目标链路时，参考链路的带宽容积，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的概率越大，在上述选择目标链路的过程中，优先使用传输性能等级最高的链路，也即低延时、低丢包率的链路发送数据，可以减少数据包的发送时延，保证了数据包的稳定到达；并且，当数据在最高传输性能等级的链路中传输时，也考虑链路的能力差异，按照链路的带宽容积来为链路分配当前需要传输的数据包，带宽容积越大的链路被分配当前数据包的概率越大，也就优先向能容纳更多数据包的链路分配数据包，保证数据包的快速、稳定传输，同时也有效防止出现链路由于带宽负载过重而导致延时变大的问题，满足了实时传输对于高稳定、高容错的要求。
当前的传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)的设计是基于网络丢包少、数据乱序少、网络相对稳定、负载相对稳定的场景，事实上现在的网络环境更加复杂，无线的不稳定、多应用竞争、互联网骨干网络高负荷等等，这套窗口估计算法不能发挥充分链路的效率。由于无线网络的不稳定、抖动大，容易满足3次重复确收字符(Acknowledge character，ACK)条件，过多的进入拥塞避免状态，对窗口估计过于保守；无线基站的切换会导致带宽骤然变化，特别是在高速行驶中，基站的切换频繁，每次基站切换会导致短时间的通信中断，这样协议栈就会进入慢启动，完全重新评估窗口带来时间流逝，是视音频实时通信所不能容忍的；视频传输中关键帧数据大小往往是其它帧数据的几十倍，而且是突发产生，造成由于窗口没有正确评估导致数据发送延时；对于竞争的网络环境，数据持续高包丢是常态，加大数据发送量能增加接收效果，由于持续丢包导致TCP窗口估计算法严重低估窗口大小，链路利用率很低；TCP尽力而为设计目标，对于延时对负载敏感的网络，持续增加负载而持续压榨链路的带宽，这样就会导致链路延时过大不适应实时传输要求。
针对TCP窗口估计的弊端和实时传输的要求，本申请实施例调整状态迁移，以适应固定丢包、延时变更、偶尔抖动的窗口情况。调整后的状态迁移状态如图4所示。并且，基于上述TCP窗口估计的缺陷，本申请实施例提供了一种新的窗口估计算法。该算法设计的主体思想分为两个部分，一是在网络良好的情况下处理机制参考TCP的慢启动和拥塞避免机制实现；另一则是一旦网络恶化则切入网络链路特征识别，由拥塞容忍和窗口收缩状态处理。
基于上述设计思想，本申请实施例中，在执行完步骤104之后，如图2所示，还可以执行如下步骤201至步骤206：
步骤201、接收由接收设备发送的对于数据包的ACK和每条链路的时延。
步骤202、统计与目标链路发送的每个数据包对应的ACK的数量。
步骤203、判断发送缓冲区中淤积的数据包数量是否大于预设阈值。
发送设备设置有发送缓冲区，如图5所示，发送缓冲区中可以缓存待发送的数据包，并且，该发送缓冲区的大小可以由用户自行设置；相应的，接收设备中也可以设置接收缓冲区，在接收缓冲区中，可以根据应用设置的策略执行对数据包的处理，例如排序或设置固定延时等。这样便于集中处理数据包。
步骤204、如果发送缓冲区中淤积的数据包的数量大于预设阈值，且ACK的数量大于数量阈值，或者，发送缓冲区中淤积的数据包的数量大于预设阈值，且目标链路的时延大于第一时间阈值，则根据发送缓冲区中的数据包数量确定窗口增大速度。
其中，数量阈值为3。第一时间阈值为目标时间段内最小RTT的两倍时长，预设阈值与目标时间段可以由用户根据实际数据传输情况进行设置。
也就是说，当出现3次对于同一数据包的重复ACK或延时超过最小RTT(目标时间段内的最小RTT)值2倍以上，则进入拥塞容忍状态，进入该状态则提升窗口增大速度，来避免延时增加过大；该拥塞容忍状态也参考发送缓冲区当前的淤积情况，淤积越大则加速窗口增加速度，这样是增加对突发流量的适应，防止由于突发流量大而窗口增加缓慢导致数据无法发送。其中，淤积情况可以根据数据包在发送缓冲区缓存的时长来确定。
具体的，根据发送缓冲区中的数据包数量确定窗口增大速度，包括：计算发送缓冲区的数据包数量与参考数据包数量的比值；根据如下公式计算窗口增大速度：
Figure BDA0002375163520000081
步骤205、按照窗口增大速度确定增大后的窗口大小。
步骤206、根据增大后的窗口大小和当前的RTT重新确定带宽容积。
窗口增大后，链路中发送的数据包也随之增多，链路的传输能力也随之发生变化，因此，当需要发送数据包时，则需要根据增大后的窗口大小和当前的RTT重新确定带宽容积，以确定当前链路能够发送的数据包的数量。
步骤207、根据重新确定的带宽容积确定发送数据包的目标链路。
窗口的增大是有限度的，窗口过大，链路上传输的数据包过多之后，可能会导致丢包率急剧增大或时延急剧增加，链路恶化，为了避免该种情况的出现，在本申请实施例中，还实时获取目标链路的RTT和第一丢包率；如果目标链路的RTT大于等于2.5倍第一时间阈值，或者丢包率大于等于第一丢包率阈值，则按照与窗口增大速度相同的倍数缩减窗口，直至目标链路的RTT小于2.5倍第一时间阈值，或者丢包率小于第一丢包率阈值。其中，第一丢包率阈值、第一时间阈值可以由用户自行设置。
也就是说，在满足上述条件后，进入窗口收缩状态，直到不满足这个条件后再重新进入拥塞容忍状态。
本申请实施例中的拥塞容忍和窗口收缩状态之间参考了延时和丢包，是考虑到丢包敏感型和延时敏感性两种网络特征。其中丢包参数需要参考到本链路延时和有效传输链路延时的平均值得到，这样设计是因为低延时的链路可获得更多的重传纠错次数，由此也就能够容忍更大的丢包率，从而实现在一定丢包率内不影响链路整体传输性能。
为了及时发送故障链路并及时对故障链路上的数据包进行再次传送，在执行步骤105之后，如图3所示，还可以执行如下步骤301至步骤303：
步骤301、如果目标链路的在指定时间段内的最小RTT大于第二时间阈值，或者丢包率大于第二丢包率阈值，则确定目标链路故障。
其中，指定时间段、第二时间阈值和第二丢包率阈值可以由用户自行设定，对于其具体取值，在此不做限定。
每条链路都存在异常故障，尤其是无线网络，受信号干扰、带宽竞争的影响，会表现为RTT增大或丢包率增加等，因此，本申请实施例设置了针对RTT的第二时间阈值和针对丢包率的第二丢包率阈值，当指定时间段内的最小RTT大于第二时间阈值，或者丢包率大于第二丢包率阈值，则确定目标链路故障，并快速将异常链路上传输的未确认的数据包在正常的若干链路分摊重新补发。
步骤302、根据接收的ACK确定接收设备未接收的数据包。
步骤303、重新选择目标链路发送接收设备未接收的数据包。
目标链路的传输性能等级最高，可以保证迅速的将数据包发送至接收设备，这样，就可以保证接收设备及时收到数据包，提升了用户体验。
本申请实施例还提供一种发送设备，如图6所示，该发送设备600包括获取模块601、确定模块602、选择模块603和传输模块604。
其中，获取模块601，用于获取链路参数，根据链路参数确定每条链路的传输性能等级，链路参数包括链路的带宽、延时、丢包率、窗口大小和往返时延RTT。
确定模块602，用于根据获取模块601获取的窗口大小和RTT计算传输性能等级最高的所有链路中每条链路的带宽容积，带宽容积用于反映链路所能传输的数据包的数量。
针对待传输的每个数据包，选择模块603，用于根据确定模块602确定的带宽容积从获取模块601确定的传输性能等级最高的所有链路中随机选择一条链路作为传输当前数据包的目标链路，其中，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的概率越大，当链路被选择为目标链路发送数据包后，该链路的带宽容积相应降低。
传输模块604，用于通过选择模块603选择的目标链路传输当前数据包。
在本申请实施例的一种实现方式中，获取模块601，用于：
根据预设评分标准确定每个链路参数对应的评估分值；
根据每个链路参数的评估分值和对应的权重，确定链路的总体评估分值；
按照总体评估分值和预设传输性能分级标准确定每条链路的传输性能等级。
在本申请实施例的一种实现方式中，确定模块602，用于：
Figure BDA0002375163520000101
在本申请实施例的一种实现方式中，发送设备还包括：
接收模块605，用于接收由接收设备发送的对于数据包的确收字符ACK和每条链路的时延。
统计模块606，用于统计接收模块605接收的与目标链路发送的每个数据包对应的ACK的数量。
判断模块607，用于判断发送缓冲区中淤积的数据包数量是否大于预设阈值。
确定模块602，还用于当判断模块607判断发送缓冲区中淤积的数据包的数量大于预设阈值，且ACK的数量大于数量阈值，或者，判断模块607判断发送缓冲区中淤积的数据包的数量大于预设阈值，且目标链路的时延大于第一时间阈值时，根据发送缓冲区中的数据包数量确定窗口增大速度。
确定模块602，还用于按照窗口增大速度确定增大后的窗口大小。
确定模块602，还用于根据增大后的窗口大小和当前的RTT重新确定带宽容积。
选择模块603，还用于根据确定模块602重新确定的带宽容积确定发送数据包的目标链路。
在本申请实施例的一种实现方式中，数量阈值为3；第一时间阈值为目标时间段内最小RTT的两倍时长。
在本申请实施例的一种实现方式中，确定模块602，用于：
计算发送缓冲区的数据包数量与参考数据包数量的比值；
Figure BDA0002375163520000111
在本申请实施例的一种实现方式中，获取模块601，还用于实时获取目标链路的RTT和第一丢包率。
窗口改变模块608，用于当目标链路的RTT大于等于2.5倍第一时间阈值，或者丢包率大于等于第一丢包率阈值时，按照与窗口增大速度相同的倍数缩减窗口，直至目标链路的RTT小于2.5倍第一时间阈值，或者丢包率小于第一丢包率阈值。
在本申请实施例的一种实现方式中，
确定模块602，还用于当目标链路的在指定时间段内的最小RTT大于第二时间阈值，或者丢包率大于第二丢包率阈值时，确定目标链路故障；
确定模块602，还用于根据接收的ACK确定接收设备未接收的数据包；
选择模块603，还用于重新选择目标链路发送接收设备未接收的数据包。
本申请实施例中，根据链路参数对链路进行分级，并计算传输性能等级最高的所有链路的带宽容积，从传输性能等级最高的所有链路中随机选择一条链路作为目标链路传输数据包，在选择目标链路时，参考链路的带宽容积，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的概率越大，在上述选择目标链路的过程中，优先使用传输性能等级最高的链路，也即低延时、低丢包率的链路发送数据，可以减少数据包的发送时延，保证了数据包的稳定到达；并且，当数据在最高传输性能等级的链路中传输时，也考虑链路的能力差异，按照链路的带宽容积来为链路分配当前需要传输的数据包，带宽容积越大的链路被分配当前数据包的概率越大，也就优先向能容纳更多数据包的链路分配数据包，保证数据包的快速、稳定传输，同时也有效防止出现链路由于带宽负载过重而导致延时变大的问题，满足了实时传输对于高稳定、高容错的要求。
在本申请实施例中，根据多链路聚合传输数据的方法，还可以设计一个数据传输协议栈，如图7所示，该协议栈总体分为5个部分,链路管理模块实现链路基本连通性检测，链路流量统计等功能；链路传输控制模块实现传输控制算法，由发送方逻辑和接收方逻辑组成，实现链路的窗口估计、数据收发、数据重传、丢包检测功能；多路负载分配模块是从发送缓存区读取待发送数据，对链路做分档排序，将负载分配到链路，同时接收链路变化事件、数据超时到达的事件，实现多链路负载转移和纠错。发送缓冲区是保存应用提交的待发送数据，统计数据包在缓冲区缓存的时长，以判断发送数据是否淤积，以及淤积后的处理；接收缓冲区从各个链路接收到数据，根据应用设置的策略执行处理，类如是否排序、是否设置固定延时。
上述协议栈可以应用在发送设备中，以实现数据包的快速、稳定传输。
本申请实施例中还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现步骤101至步骤104任一方法。
本申请实施例中还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行步骤101至步骤104任一方法的计算机程序。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种多链路聚合传输数据的方法，其特征在于，应用于发送设备，所述方法包括：
获取链路参数，根据链路参数确定每条链路的传输性能等级，所述链路参数包括链路的带宽、延时、丢包率、窗口大小和往返时延RTT；
根据窗口大小和RTT计算传输性能等级最高的所有链路中每条链路的带宽容积，带宽容积用于反映链路所能传输的数据包的数量；
针对待传输的每个数据包，根据带宽容积从传输性能等级最高的所有链路中随机选择一条链路作为传输当前数据包的目标链路，其中，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的概率越大，当链路被选择为目标链路发送数据包后，该链路的带宽容积相应降低；
通过目标链路传输当前数据包。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据链路参数确定每条链路的传输性能等级，包括：
根据预设评分标准确定每个链路参数对应的评估分值；
根据每个链路参数的评估分值和对应的权重，确定链路的总体评估分值；
按照总体评估分值和预设传输性能分级标准确定每条链路的传输性能等级。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据窗口大小和RTT计算传输性能等级最高的所有链路中每条链路的带宽容积，包括：
根据公式
Figure FDA0002375163510000011
Figure FDA0002375163510000012
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在通过目标链路传输当前数据包之后，所述方法还包括：
接收由接收设备发送的对于数据包的确收字符ACK和每条链路的时延；
统计与目标链路发送的每个数据包对应的ACK的数量；
判断发送缓冲区中淤积的数据包数量是否大于预设阈值；
如果发送缓冲区中淤积的数据包的数量大于预设阈值，且ACK的数量大于数量阈值，或者，发送缓冲区中淤积的数据包的数量大于预设阈值，且目标链路的时延大于第一时间阈值，则根据发送缓冲区中的数据包数量确定窗口增大速度；
按照窗口增大速度确定增大后的窗口大小；
根据增大后的窗口大小和当前的RTT重新确定带宽容积；
根据重新确定的带宽容积确定发送数据包的目标链路。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数量阈值为3；所述第一时间阈值为目标时间段内最小RTT的两倍时长。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述根据发送缓冲区中的数据包数量确定窗口增大速度，包括：
计算发送缓冲区的数据包数量与参考数据包数量的比值；
根据
Figure FDA0002375163510000021
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在根据重新确定的带宽容积确定发送数据包的目标链路，通过目标链路传输当前数据包之后，所述方法还包括：
实时获取目标链路的RTT和第一丢包率；
如果目标链路的RTT大于等于2.5倍第一时间阈值，或者丢包率大于等于第一丢包率阈值，则按照与窗口增大速度相同的倍数缩减窗口，直至目标链路的RTT小于2.5倍第一时间阈值，或者丢包率小于第一丢包率阈值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过目标链路传输当前数据包之后，所述方法还包括：
如果目标链路的在指定时间段内的最小RTT大于第二时间阈值，或者丢包率大于第二丢包率阈值，则确定目标链路故障；
根据接收的ACK确定接收设备未接收的数据包；
重新选择目标链路发送所述接收设备未接收的数据包。
9.一种发送设备，其特征在于，所述发送设备包括：
获取模块，用于获取链路参数，根据链路参数确定每条链路的传输性能等级，所述链路参数包括链路的带宽、延时、丢包率、窗口大小和往返时延RTT；
确定模块，用于根据获取模块获取的窗口大小和RTT计算传输性能等级最高的所有链路中每条链路的带宽容积，带宽容积用于反映链路所能传输的数据包的数量；
针对待传输的每个数据包，选择模块，用于根据确定模块确定的带宽容积从获取模块确定的传输性能等级最高的所有链路中随机选择一条链路作为传输当前数据包的目标链路，其中，带宽容积越大的链路被选择为目标链路的概率越大，当链路被选择为目标链路发送数据包后，该链路的带宽容积相应降低；
传输模块，用于通过选择模块选择的目标链路传输当前数据包。
10.根据权利要求9所述的发送设备，其特征在于，所述获取模块，用于：
根据预设评分标准确定每个链路参数对应的评估分值；
根据每个链路参数的评估分值和对应的权重，确定链路的总体评估分值；
按照总体评估分值和预设传输性能分级标准确定每条链路的传输性能等级。
11.根据权利要求9所述的发送设备，其特征在于，所述计算模块，用于：
根据公式
Figure FDA0002375163510000031
Figure FDA0002375163510000032
12.根据权利要求11所述的发送设备，其特征在于，所述发送设备还包括：
接收模块，用于接收由接收设备发送的对于数据包的确收字符ACK和每条链路的时延；
统计模块，用于统计接收模块接收的与目标链路发送的每个数据包对应的ACK的数量；
判断模块，用于判断发送缓冲区中淤积的数据包数量是否大于预设阈值；
所述确定模块，还用于当判断模块判断发送缓冲区中淤积的数据包的数量大于预设阈值，且ACK的数量大于数量阈值，或者，判断模块判断发送缓冲区中淤积的数据包的数量大于预设阈值，且目标链路的时延大于第一时间阈值时，根据发送缓冲区中的数据包数量确定窗口增大速度；
所述确定模块，还用于按照窗口增大速度确定增大后的窗口大小；
所述确定模块，还用于根据增大后的窗口大小和当前的RTT重新确定带宽容积；
所述选择模块，还用于根据确定模块重新确定的带宽容积确定发送数据包的目标链路。
13.根据权利要求12所述的发送设备，其特征在于，所述数量阈值为3；所述第一时间阈值为目标时间段内最小RTT的两倍时长。
14.根据权利要求12或13所述的发送设备，其特征在于，所述确定模块，用于：
计算发送缓冲区的数据包数量与参考数据包数量的比值；
根据
Figure FDA0002375163510000033
15.根据权利要求12所述的发送设备，其特征在于，
所述获取模块，还用于实时获取目标链路的RTT和第一丢包率；
窗口改变模块，用于当目标链路的RTT大于等于2.5倍第一时间阈值，或者丢包率大于等于第一丢包率阈值时，按照与窗口增大速度相同的倍数缩减窗口，直至目标链路的RTT小于2.5倍第一时间阈值，或者丢包率小于第一丢包率阈值。
16.根据权利要求9所述的发送设备，其特征在于，
所述确定模块，还用于当目标链路的在指定时间段内的最小RTT大于第二时间阈值，或者丢包率大于第二丢包率阈值时，确定目标链路故障；
所述确定模块，还用于根据接收的ACK确定接收设备未接收的数据包；
所述选择模块，还用于重新选择目标链路发送所述接收设备未接收的数据包。
17.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8任一所述方法。
18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至8任一所述方法的计算机程序。
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Assignor: BEIJING REDCDN TECHNOLOGY CO.,LTD.

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Denomination of invention: Method and transmitting device for multi link aggregation data transmission

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