CN113328955B - 一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法，包括：确认待传输数据包的数据信息；获取每条链路的均衡参数信息；根据横向切分均衡参数信息对待传送数据包进行横向切分，获得横向切分数据包；对横向切分数据包依据纵向切分均衡参数信息进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包；将每条链路的待传输数据分包通过对应的链路进行传输；对端接收每条链路传输的传输数据分包，并对传输数据分包自适应重新组合得到原始待传输数据包。发明给出了一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法，根据多个均衡参数进行横向切分与纵向切分，解决现有技术方案中只有横向切分和均衡参数少的问题，最大化的提升数据传输的成功性。

Description

一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法。

背景技术

目前的多链路负载均衡方法中，在根据可用链路数进行等分数据切割时只有横向分割，而且均衡参数只有路由数目、每条链路的丢包和延时情况，均衡处理简单，不能最大化的提升数据传输的成功性，因此，本发明提出了一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法，通过多参数自适应的多链路负载均衡方法，根据多个均衡参数进行横向切分与纵向切分，解决现有技术方案中只有横向切分和均衡参数少的问题，最大化的提升数据传输的成功性。

发明内容

本发明提供了一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法，通过多参数自适应的多链路负载均衡方法，根据多个均衡参数进行横向切分与纵向切分，解决现有技术方案中只有横向切分和均衡参数少的问题，最大化的提升数据传输的成功性。

本发明提供一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法，包括：

确认待传输数据包的数据信息；

获取每条链路的均衡参数信息，包括：获取每条链路的横向切分均衡参数信息和获取每条链路的纵向切分均衡参数信息；

根据所述横向切分均衡参数信息对所述待传送数据包进行横向切分，获得横向切分数据包；

对所述横向切分数据包依据所述纵向切分均衡参数信息进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包；

将所述每条链路的待传输数据分包通过对应的链路进行传输；

对端接收每条链路传输的传输数据分包，并对所述传输数据分包自适应重新组合得到原始待传输数据包。

进一步地，所述均衡参数信息，包括：多链路的路由数目，每条链路的丢包、延时情况、中转跳数、链路单包的最大传输单元、本地可用的发送带宽信息和对端的可用接收带宽信息。

进一步地，所述根据所述横向切分均衡参数信息对所述待传送数据进行横向切分，获得横向切分数据包的过程包括：

结合所述待传输数据包的数据信息与所述横向切分均衡参数信息获得有效链路数目；

根据所述有效链路数目对所述待传输数据包进行等分横向切分，获得横向切分数据包。

进一步地，所述对所述横向切分数据包依据所述纵向切分均衡参数信息进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包的过程包括：

根据所述纵向切分均衡参数信息得到每条链路的传输特性；

计算所述横向切分数据包中的数据信息与所述每条链路的传输特性的适配度，获得每条链路的数据信息适配结果；

根据所述每条链路的数据信息适配结果对所述横向切分数据包进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包。

进一步地，所述对端接收每条链路传输的传输数据分包，并对所述传输数据分包自适应重新组合得到原始待传输数据包的过程包括：

接收所述传输数据分包；

对接收到的所述传输数据分包依次进行滤波处理；

针对滤波处理后的传输数据分包进行识别，获得传输数据分包识别结果；

根据所述传输数据分包识别结果对所述传输数据分包进行组合，得到原始待传输数据包。

进一步地，所述接收所述传输数据分包之后还包括：

对接收到的每条链路传输的传输数据分包进行实时验证，验证接收的传输数据分包是否缺失。

进一步地，所述对接收到的每条链路传输的传输数据分包进行实时验证的过程包括：

记录传输数据分包的传输时间；

对端接收到所述传输数据分包后进行实时反馈；

根据所述传输数据分包对应的传输链路的均衡参数信息确定往返时延；

通过所述传输时间和所述往返时延对所述实时反馈进行判断；

从所述传输时间起算，在所述往返时延内收到实时反馈，则表示所述传输数据分包顺利传输，若在所述往返时延内未收到实时反馈，则表示所述传输数据分包出现丢失，需作出相应的调整后重新进行传输。

进一步地，所述对端的可用接收带宽信息通过如下步骤获得：

首先，根据下述公式计算对端的每条链路的负载能力；

上述公式中，L_i表示第i条链路的负载能力，T_i表示第i条链路的带宽，GCD(T₁,T₂,…,T_n)表示所有链路的带宽的最大公约数；

然后，根据每条链路的负载能力得到对端的可用接收带宽信息；

Q＝{W,(L_i，T_i)},i＝1,2,……,n

上述公式中，Q表示对端的可用接收带宽信息集合，n表示链路数目，W表示对端总的接收能力，具体表示为：

其中，R表示比例参数。

进一步地，所述计算所述横向切分数据包中的数据信息与所述每条链路的传输特性的适配度，获得每条链路的数据信息适配结果的过程包括如下步骤：

A1、将所述横向切分数据包中的数据信息属性记为B，则表示为：

B＝{b_wm}

其中，b_wm表示所述横向切分数据包中的第w个数据的第m种信息属性，且w的取值为从1到W，m的取值为从1到M，W表示所述横向切分数据包中的数据数目，M表示所述横向切分数据包中的数据信息属性的数目；

将所述每条链路的传输特性记为L，则表示为：

L＝{t_is}

其中，t_is表示第i条链路的传输特性中第s个传输特性，且i的取值为从1到n，s的取值为从1到z，n表示所述链路数目，z表示链路的传输特性数目；

A2、根据下述公式计算所述横向切分数据包中的数据信息与所述每条链路的传输特性的适配度；

上述公式中，F_wi表示所述横向切分数据包中第w个数据数据信息与第i条链路的传输特性的适配度，u_m表示第s个传输特性的权值，max表示取最大值函数，α表示隶属函数；

A3、获得每条链路的数据信息适配结果Ω；

Ω＝[max_w{F_wi}],i＝1,2,……,n。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法的步骤图。

图2为本发明所述的一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法中步骤S3的详细步骤图。

图3为本发明所述的一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法中步骤S4的详细步骤图。

图4为本发明所述的一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法中步骤S6的详细步骤图。

图5为本发明所述的一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法进行实时验证的步骤图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法，包括：

S1：确认待传输数据包的数据信息；

S2：获取每条链路的均衡参数信息，包括：获取每条链路的横向切分均衡参数信息和获取每条链路的纵向切分均衡参数信息；

S3：根据所述横向切分均衡参数信息对所述待传送数据包进行横向切分，获得横向切分数据包；

S4：对所述横向切分数据包依据所述纵向切分均衡参数信息进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包；

S5：将所述每条链路的待传输数据分包通过对应的链路进行传输；

S6：对端接收每条链路传输的传输数据分包，并对所述传输数据分包自适应重新组合得到原始待传输数据包。

上述技术方案的原理：在上述技术方案中，进行多链路负载均衡，首先，确认待传输数据包的数据信息；然后，获取每条链路的均衡参数信息；接着，根据横向切分均衡参数信息对待传送数据包进行横向切分，获得横向切分数据包；再对横向切分数据包依据纵向切分均衡参数信息进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包；进而，将每条链路的待传输数据分包通过对应的链路进行传输；最后，对端接收每条链路传输的传输数据分包，并对传输数据分包自适应重新组合得到原始待传输数据包。

上述技术方案的有益效果：上述技术方案通过多参数自适应的多链路负载均衡方法，根据多个均衡参数进行横向切分与纵向切分，解决现有技术方案中只有横向切分和均衡参数少的问题，最大化的提升数据传输的成功性，此外，在进行横向切分和纵向切分时，根据横向切分均衡参数信息进行等分横向切分后再根据纵向切分均衡参数信息进行纵向切分，使得在根据获得的每条链路的待传输数据分包进行传输时传输的成功率更高，进而使得通过多参数自适应的多链路负载均衡方法不仅在数据切分过程中，充分考虑到了不同类型物理信道的传输特性，还充分利用各种链路达到了链路优选的目的，提高了传输数据的效率以及成功率。

本发明提供的一个实施例中，所述均衡参数信息，包括：多链路的路由数目，每条链路的丢包、延时情况、中转跳数、链路单包的最大传输单元、本地可用的发送带宽信息和对端的可用接收带宽信息。

上述技术方案的原理：上述技术方案中，在获取每条链路的均衡参数信息时，获取多链路的路由数目，每条链路的丢包、延时情况、中转跳数、链路单包的最大传输单元、本地可用的发送带宽信息以及对端的可用接收带宽信息。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案获取多链路的路由数目，每条链路的丢包、延时情况、中转跳数、链路单包的最大传输单元、本地可用的发送带宽信息以及对端的可用接收带宽信息作为均衡参数信息相较于只根据路由数目、每条链路的丢包以及延时情况作为均衡参数进行切分来说，对待传输数据包切分后得到的待传输数据分包不易丢失，而且在传输过程中能够最大化的提升数据传输的成功性。

如图2所示，本发明提供的一个实施例中，所述S3：根据所述横向切分均衡参数信息对所述待传送数据进行横向切分，获得横向切分数据包的过程包括：

S301：结合所述待传输数据包的数据信息与所述横向切分均衡参数信息获得有效链路数目；

S302：根据所述有效链路数目对所述待传输数据包进行等分横向切分，获得横向切分数据包。

上述技术方案的原理：上述技术方案中，在根据所述横向切分均衡参数信息对所述待传送数据进行横向切分，获得横向切分数据包时，首先，结合待传输数据包的数据信息与横向切分均衡参数信息获得有效链路数目；然后，根据有效链路数目对待传输数据包进行等分横向切分，获得获得横向切分数据包。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案通过根据所述横向切分均衡参数信息对所述待传送数据进行横向切分得到对于有效链路等分的横向切分数据包，剔除不可进行传输的链路之后进行横向切分，降低了数据包在传输过程中无法正常传输的概率，降低了数据传输的缺失可能性，提升了数据传输的成功性。

如图3所示，本发明提供的一个实施例中，所述S4：对所述横向切分数据包依据所述纵向切分均衡参数信息进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包的过程包括：

S401：根据所述纵向切分均衡参数信息得到每条链路的传输特性；

S402：计算所述横向切分数据包中的数据信息与所述每条链路的传输特性的适配度，获得每条链路的数据信息适配结果；

S403：根据所述每条链路的数据信息适配结果对所述横向切分数据包进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包。

上述技术方案的原理：上述技术方案中，在对所述横向切分数据包依据所述纵向切分均衡参数信息进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包时，首先，根据纵向切分均衡参数信息得到每条链路的传输特性；然后，计算横向切分数据包中的数据信息与每条链路的传输特性的适配度，获得每条链路的数据信息适配结果；最后，根据计算的每条链路的数据信息适配结果对横向切分数据包进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案对横向切分后的横向切分数据包进行纵向切分，在此过程中，充分利用各条有效链路，充分考虑每条链路的不同类型物理信道的传输特性，使得链路在传输数据的时候传输与自身的传输特性相适配的数据包，降低链路丢包的可能性，同时根据每条链路的纵向切分均衡参数信息充分利用每条链路传输数据包的能力，提高传输数据包的过程的效率，提升数据传输的成功性。

如图4所示，本发明提供的一个实施例中，所述S6：对端接收每条链路传输的传输数据分包，并对所述传输数据分包自适应重新组合得到原始待传输数据包的过程包括：

S601：接收所述传输数据分包；

S602：对接收到的所述传输数据分包依次进行滤波处理；

S603：针对滤波处理后的传输数据分包进行识别，获得传输数据分包识别结果；

S604：根据所述传输数据分包识别结果对所述传输数据分包进行组合，得到原始待传输数据包。

上述技术方案的原理：上述技术方案中，在对端接收每条链路传输的传输数据分包，并对所述传输数据分包自适应重新组合得到原始待传输数据包时，首先，接收传输数据分包；然后，对接收到的传输数据分包依次进行滤波处理；接着，针对滤波处理后的传输数据分包进行识别，获得传输数据分包识别结果；最后，根据传输数据分包识别结果对传输数据分包进行组合，得到原始待传输数据包。

上述技术方案的有益效果：上述技术方案通过自适应重新组合将传输的传输数据包重新构成原始待传输数据包，不仅能够得到完成的待传输数据包的数据，而且还能够对接收到的传输数据分包依次进行滤波处理，去除传输过程中对传输数据的干扰，避免对重新组合构成的原始待传输数据包造成影响，减小重新组合构成的待传输数据包与原始的待传输数据包之间的偏差。

本发明提供的一个实施例中，所述S601：接收所述传输数据分包这一步骤之后还进行步骤S6010：对接收到的每条链路传输的传输数据分包进行实时验证，验证接收的传输数据分包是否缺失。

上述技术方案的原理：上述技术方案中，对端在接收到每条链路传输的传输数据分包之后还要对接收到的传输数据包进行实时验证，确定传输过程中是否存传输数据分包缺失。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案中对接收到的传输数据分包进行实时验证确保传输过程中每个传输数据分包都能够成功传输，避免接收到的数据传输分包构成的待传输数据包较原始的待传输数据包缺失部分数据，进而使得待传输数据包能够完整传输。

如图5所示，本发明提供的一个实施例中，所述S6010：对接收到的每条链路传输的传输数据分包进行实时验证的过程包括：

S60101：记录传输数据分包的传输时间；

S60102：对端接收到所述传输数据分包后进行实时反馈；

S60103：根据所述传输数据分包对应的传输链路的均衡参数信息确定往返时延；

S60104：通过所述传输时间和所述往返时延对所述实时反馈进行判断；

S60105：从所述传输时间起算，在所述往返时延内收到实时反馈，则表示所述传输数据分包顺利传输，若在所述往返时延内未收到实时反馈，则表示所述传输数据分包出现丢失，需作出相应的调整后重新进行传输。

上述技术方案的原理：上述技术方案中，在对接收到的每条链路传输的传输数据分包进行实时验证时，首先，记录传输数据分包的传输时间；然后，对端接收到传输数据分包后进行实时反馈；接着，根据传输数据分包对应的传输链路的均衡参数信息确定往返时延；最后，通过传输时间和往返时延对实时反馈进行判断；从传输时间起算，在往返时延内收到实时反馈，则表示传输数据分包顺利传输，若在往返时延内未收到实时反馈，则表示传输数据分包出现丢失，需作出相应的调整后重新进行传输。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案利用对端在接收到传输数据分包能够确保每条链路传输的传输数据分包成功传输到对端，通过根据传输数据分包对应的传输链路的均衡参数信息确定往返时延，利用传输时间与实时反馈之间的时间差与往返时延对比，如果长时间未收到实时反馈既认为传输数据包未能成功传输到对端，则做出相应调整后再次对传输数据包进行传输，直至传输数据传输成功，从而能够确保每条链路传输的传输数据分包成功传输到对端，避免传输数据分包在传输过程中丢失，提升数据传输的成功性。

本发明提供的一个实施例中，所述对端的可用接收带宽信息通过如下步骤获得：

首先，根据下述公式计算对端的每条链路的负载能力；

上述公式中，L_i表示第i条链路的负载能力，T_i表示第i条链路的带宽，GCD(T₁,T₂,…,T_n)表示所有链路的带宽的最大公约数；

然后，根据每条链路的负载能力得到对端的可用接收带宽信息；

Q＝{W,(L_i，T_i)},i＝1,2,……,n

上述公式中，Q表示对端的可用接收带宽信息集合，n表示链路数目，W表示对端总的接收能力，具体表示为：

其中，R表示比例参数，其取值在0至1之间。

上述技术方案的原理：上述技术方案中，要想获得对端的可用接收带宽信息，首先，计算对端的每条链路的负载能力；然后，根据每条链路的负载能力得到对端的可用接收带宽信息。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案想获得对端的可用接收带宽信息不仅能够体现对端总的接收能力，而且还能在对端的可用接收带宽信息中清晰了解每条链路的负载能力和带宽。

本发明提供的一个实施例中，所述计算所述横向切分数据包中的数据信息与所述每条链路的传输特性的适配度，获得每条链路的数据信息适配结果的过程包括如下步骤：

A1、将所述横向切分数据包中的数据信息属性记为B，则表示为：

B＝{b_wm}

其中，b_wm表示所述横向切分数据包中的第w个数据的第m种信息属性，且w的取值为从1到W，m的取值为从1到M，W表示所述横向切分数据包中的数据数目，M表示所述横向切分数据包中的数据信息属性的数目；

将所述每条链路的传输特性记为L，则表示为：

L＝{t_is}

其中，t_is表示第i条链路的传输特性中第s个传输特性，且i的取值为从1到n，s的取值为从1到z，n表示所述链路数目，z表示链路的传输特性数目；

A2、根据下述公式计算所述横向切分数据包中的数据信息与所述每条链路的传输特性的适配度；

上述公式中，F_wi表示所述横向切分数据包中第w个数据数据信息与第i条链路的传输特性的适配度，u_m表示第s个传输特性的权值，max表示取最大值函数，α表示隶属函数；

A3、获得每条链路的数据信息适配结果Ω；

Ω＝[max_w{F_wi}],i＝1,2,……,n。

上述技术方案的原理：上述技术方案中，计算所述横向切分数据包中的数据信息与所述每条链路的传输特性的适配度，获得每条链路的数据信息适配结果，首先确定所述横向切分数据包中的数据信息属性和所述每条链路的传输特性，然后计算每个横向切分数据包中的数据信息与每条链路的传输特性的适配度；最后得到每条链路的数据信息适配结果。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案根据计算每个横向切分数据包中的数据信息与每条链路的传输特性的适配度得到每条链路的数据信息适配结果，使得获得的每条链路的数据信息适配结果中的数据信息与链路自身的物理信道的传输特性都是相适配的，从而能够使得链路能够较好地对横向切分数据包中的数据进行传输，提高每条链路的充分利用率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种结合多参数自适应的多链路负载均衡方法，其特征在于，包括：

确认待传输数据包的数据信息；

获取每条链路的均衡参数信息，包括：获取每条链路的横向切分均衡参数信息和获取每条链路的纵向切分均衡参数信息；

根据所述横向切分均衡参数信息对所述待传输数据包进行横向切分，获得横向切分数据包，包括：结合所述待传输数据包的数据信息与所述横向切分均衡参数信息获得有效链路数目；根据所述有效链路数目对所述待传输数据包进行等分横向切分，获得横向切分数据包；

对所述横向切分数据包依据所述纵向切分均衡参数信息进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包，包括：根据所述纵向切分均衡参数信息得到每条链路的传输特性；计算所述横向切分数据包中的数据信息与所述每条链路的传输特性的适配度，获得每条链路的数据信息适配结果；根据所述每条链路的数据信息适配结果对所述横向切分数据包进行纵向切分，获得每条链路的待传输数据分包；其中，所述计算所述横向切分数据包中的数据信息与所述每条链路的传输特性的适配度，获得每条链路的数据信息适配结果的过程包括如下步骤：

A1、将所述横向切分数据包中的数据信息属性记为

，则表示为：

其中，

表示所述横向切分数据包中的第

个数据的第

种信息属性，且

的取值为 从1到W，m的取值为从1到M，W表示所述横向切分数据包中的数据数目，M表示所述横向切分 数据包中的数据信息属性的数目；

将所述每条链路的传输特性记为L，则表示为：

其中，

表示第i条链路的传输特性中第s个传输特性，且

的取值为从1到n，s的取值为 从1到z，n表示所述链路的数目，z表示链路的传输特性数目；

A2、根据下述公式计算所述横向切分数据包中的数据信息与所述每条链路的传输特性的适配度；

上述公式中，

表示所述横向切分数据包中第

个数据数据信息与第i条链路的传输 特性的适配度，

表示第s个传输特性的权值，

表示取最大值函数，

表示隶属函数；

A3、获得每条链路的数据信息适配结果

；

；

将所述每条链路的待传输数据分包通过对应的链路进行传输；

对端接收每条链路传输的传输数据分包，并对所述传输数据分包自适应重新组合得到原始待传输数据包，包括：接收所述传输数据分包；对接收到的所述传输数据分包依次进行滤波处理；针对滤波处理后的传输数据分包进行识别，获得传输数据分包识别结果；根据所述传输数据分包识别结果对所述传输数据分包进行组合，得到原始待传输数据包。

2.根据权利要求1所述的多链路负载均衡方法，其特征在于，所述均衡参数信息，包括：多链路的路由数目，每条链路的丢包、延时情况、中转跳数、链路单包的最大传输单元、本地可用的发送带宽信息和对端的可用接收带宽信息。

3.根据权利要求1所述的多链路负载均衡方法，其特征在于，所述接收所述传输数据分包之后还包括：

对接收到的每条链路传输的传输数据分包进行实时验证，验证接收的传输数据分包是否缺失。

4.根据权利要求3所述的多链路负载均衡方法，其特征在于，所述对接收到的每条链路传输的传输数据分包进行实时验证的过程包括：

记录传输数据分包的传输时间；

对端接收到所述传输数据分包后进行实时反馈；

根据所述传输数据分包对应的传输链路的均衡参数信息确定往返时延；

通过所述传输时间和所述往返时延对所述实时反馈进行判断；

从所述传输时间起算，在所述往返时延内收到实时反馈，则表示所述传输数据分包顺利传输，若在所述往返时延内未收到实时反馈，则表示所述传输数据分包出现丢失，需作出相应的调整后重新进行传输。

5.根据权利要求2所述的多链路负载均衡方法，其特征在于，所述对端的可用接收带宽信息通过如下步骤获得：

首先，根据下述公式计算对端的每条链路的负载能力；

上述公式中，

表示第i条链路的负载能力，

表示第i条链路的带宽，

表示所有链路的带宽的最大公约数；

然后，根据每条链路的负载能力得到对端的可用接收带宽信息；

上述公式中，

表示对端的可用接收带宽信息集合，

表示链路数目，

表示对端总的接 收能力，具体表示为：

其中，

表示比例参数。

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