CN113630333A - 一种基于多网关接入的分布式组网系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于多网关接入的分布式组网系统及方法，其中，系统包括：至少两个网关，与每个网关连接的组网设备，以及与每个组网设备连接的至少一个终端设备；网关，用于监测网关与运营商网络的网络状态信息，并将网络状态信息发送给组网设备；网络状态信息包括运营商网络的连接状态、数据传输的时延和链路的带宽信息；终端设备，用于向组网设备发送业务请求信息，业务请求信息包括业务类型和业务标识；组网设备，用于接收业务请求信息和网络状态信息；根据网络状态信息、业务请求信息分配流量。该系统根据不同业务的请求信息，度量该业务不同运营商设备对该业务的支持情况，提供最合理的流量分配链路，达到业务应用最优的连接体验。

Description

一种基于多网关接入的分布式组网系统及方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于多网关接入的分布式组网系统及方法。

背景技术

随着智能网络的发展，越来越多的无线终端通过接入设备接入广域网，以从广域网获取服务，服务包括有线上网业务、无线上网业务、语音业务和视频业务等。其中，接入设备可以是智能网关或客户终端设备(Customer Premise Equipment，CPE)。

现有技术中，由于部分互联网服务供应商(Internet Service Provider，ISP)业务只针对某个运营商提供业务，当无线终端发起业务请求时，如果网关设备接入的运营商不是该项业务特定的运营商，网关设备无法根据业务需求将流量分配给合适的运营商接入设备，进而无法达到业务应用最优的连接体验，严重影响该项业务的用户体验。

发明内容

本发明实施例提供一种基于多网关接入的分布式组网的系统及方法，能根据终端设备发起的不同业务需求，进行业务数据流量的分配调度。

一方面，本发明实施例提供一种基于多网关接入的分布式组网系统，系统包括：至少两个网关，与每个网关连接的组网设备，以及与每个组网设备连接的至少一个终端设备；

网关，用于监测网关与运营商网络的网络状态信息，并将网络状态信息发送给组网设备；网络状态信息包括运营商网络的连接状态、数据传输的时延和链路的带宽信息；

终端设备，用于向组网设备发送业务请求信息，业务请求信息包括业务类型和业务标识；

组网设备，用于接收业务请求信息和网络状态信息；根据网络状态信息中的运营商网络的连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息、业务请求信息中的业务类型和业务标识分配流量。

在一种可能的实现方式中，至少两个网关包括主网关和至少一个从网关；

主网关还用于，当主网关与运营商设备连接出现故障时，向组网设备发送故障信息，且从网关用于与运营商设备通信。

在一种可能的实现方式中，至少两个网关包括主网关和至少一个从网关；组网设备包括第一组网设备和至少一个第二组网设备，第一组网设备分别与至少一个第二组网设备连接；

当第一组网设备监测到组网设备与主网关无法连接时，第一组网设备向第二组网设备和从网关发送故障信息；从网关，用于接收到故障信息后，与运营商设备通信。

在一种可能的实现方式中，网关、组网设备和终端设备之间为电力线通信连接、网线通信连接、无线通信连接中的一种或多种。

在一种可能的实现方式中，组网设备包括：第一设备连接管理模块，用于接收网关发送的网络状态信息和终端设备发送的业务请求信息；

第一流量分配管理模块，用于根据网络状态信息和业务请求信息确定数据传输的链路，并生成流量分配信息；

第一设备连接管理模块，还用于向网关发送流量分配信息，以用于网关根据流量分配信息确定目标运营商网络，并通过目标运营商网络获取业务数据。

在一种可能的实现方式中，网关包括：第二设备连接管理模块，用于接收组网设备发送的流量分配信息；

第二流量分配管理模块，用于根据流量分配信息分配用于业务数据请求的流量；

第二设备连接管理模块，还用于根据分配的流量通过目标运营商网络获取业务数据。

另一方面，本发明实施例提供了一种流量分配的方法，方法包括：系统中的组网设备接收系统中的网关发送的网络状态信息，网络状态信息包括系统中的网关与系统中的运营商设备的连接状态，数据传输的时延和链路的宽带信息；

当系统中的组网设备接收到系统中的终端设备发送的业务请求信息时，根据系统中的网关与系统中的运营商设备的连接状态，数据传输的时延，链路的带宽信息和业务请求信息确定数据传输的链路，并为链路分配流量；

其中，业务请求信息包括业务类型和业务标识。

在一种可能的实现方式中，系统中的网关包括至少两个网关，至少两个网关包括主网关和至少一个从网关；方法还包括：

当主网关检测到主网关与主网关连接的运营商设备的连接出现故障时，主网关分别向至少一个从网关发送故障信息，以用于至少一个从网关与运营商设备进行通信。

在一种可能的实现方式中，当业务标识包含至少两个运营商设备标识时，组网设备根据网络状态信息中的运营商网络的连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息、业务请求信息中的业务类型和业务标识，确定用于数据传输的至少两条链路中的第一链路，并为第一链路分配流量。

再一方面，本发明实施例提供了一种基于多网关接入的分布式组网设备，设备包括：处理器，以及存储有计算机程序指令的存储器；

处理器读取并执行计算机程序指令，以实现另一方面或另一方面任意一项可能的实现方式中的一种流量分配的方法。

再一方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现另一方面或者另一方面任意一项可能的实现方式中的一种流量分配的方法。

本发明实施例提供的基于多网关接入的分布式组网系统、方法、设备及计算机存储介质，其中，系统包括：至少两个网关，与每个网关连接的组网设备，以及与每个组网设备连接的至少一个终端设备；组网设备接收网关发送的网络状态信息，网络状态信息包括网关与运营商网络的连接状态，数据传输的时延和链路的宽带信息；当组网设备接收到终端设备发送的业务请求信息时，根据网关与运营商网络的连接状态，数据传输的时延，链路的带宽信息和业务请求信息确定数据传输的链路，并为链路分配流量，其中，业务请求信息包括业务类型和业务标识，根据不同业务的请求信息，度量该业务不同运营商设备对该业务的支持情况，提供最合理的流量分配链路，达到业务应用最优的连接体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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。

图1是本发明实施例提供的一种基于多网关接入的分布式组网系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于多网关接入的分布式组网系统的应用场景示意图；

图3是本发明实施例提供的网关的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的组网设备的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种流量分配的方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种基于多网关接入的分布式组网系统备份模式的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种基于多网关接入的分布式组网系统最优分配模式的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种基于多网关接入的分布式组网设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，在本文中，“多个”的意思为两个以上。

随着智能网络的发展，越来越多的无线终端通过接入设备采用光纤方式接入广域网，以从广域网获取服务，服务包括有线上网业务、无线上网业务、语音业务和视频业务等。其中，接入设备可以是智能网关或客户终端设备(Customer Premise Equipment，CPE)。

在光纤无法部署到的区域，可以采用第五代移动通信技术(5th GenerationMobile Networks，5G)CPE提供高速互联网业务。特别是针对某些新兴市场，如农村地区、固定基础设施有线或中小企业宽带接入需求，通过无线网络部署成本低、运营成本低。

5G CPE设备相当于一台5G路由器，它一边将5G网络信号转换为WIFI信号发射，另一边无线保真(Wireless-Fidelity，WIFI)网络接收的数据变成5G网络信号上传。这样就可以向智能手机、笔记本电脑等不支持5G网络的设备提供上网业务、语音业务和视频业务。

由于接入设备为单点设备，只能支持一家运营商网络接入，且部分互联网服务供应商(Internet Service Provider，ISP)业务只针对某个运营商网络提供业务，当终端设备发起业务请求时，如果网关设备接入的运营商网络不是该项业务特定的运营商网络，网关设备无法根据业务需求将流量分配给合适的运营商接入设备，进而无法达到业务应用最优的连接体验，该项业务的用户体验也会比较差。如果该接入设备出现问题，则整个网络都无法接入，严重影响用户体验。

即使家庭或者企业中部署了多个网络接入，由于每个接入设备之间相互独立，终端设备只能连接到其中一个网络中，如果一个网络出现问题，需要手动切换到另一个网络，用户体验极差，例如，在家上网课时，网络突然出现问题，不得不中断上课，去检查网络切换到可以正常使用的网络，尤其是只有小孩子在家时，无法自己及时切换网络，耽误听课的进程。另外，对于宽带需求大的业务，也无法通过业务并发来达到更高的宽带，不能充分利用接入资源。

为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种基于多网关接入的分布式组网系统、方法、设备及计算机存储介质。下面首先对本发明实施例所提供的基于多网关接入的分布式组网系统进行介绍。

如图1所示，本发明实施例提供的一种基于多网关接入的分布式组网系统包括至少两个网关100，与每个网关100连接的组网设备200，以及与每个组网设备200连接的至少一个终端设备300；

网关100，用于监测网关100与运营商设备400的网络状态信息，并将网络状态信息发送给组网设备200；网络状态信息包括运营商网络的连接状态、数据传输的时延和链路的带宽信息；

终端设备300，用于向组网设备200发送业务请求信息，业务请求信息包括业务类型和业务标识；

组网设备200，用于接收业务请求信息和网络状态信息；根据网络状态信息中的运营商网络的连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息、业务请求信息中的业务类型和业务标识分配流量。

网关100实时监测网关100与运营商设备400的网络状态信息，网络状态信息包括运营商网络的连接状态、数据传输的时延和链路的带宽信息，网关100的数量是至少两个，多个网关可以接入不同的运营商设备400，也可以接入相同的运营商设备400；网关100根据运营商网络的通断判断整个系统的网络接入是否正常，不断地向组网设备200发送数据传输的时延和链路的带宽信息，以便组网设备200能够及时为不同类型的业务选择最优链路，达到业务应用最佳的连接体验。

终端设备300向组网设备200发送业务请求信息，业务请求信息包括业务类型和业务标识；终端设备300可以是手机、电脑、摄像机、电视机、电话机、洗衣机、空调、冰箱、门禁装置、探头、传感器、探测器、电灯、电动窗帘、电动窗户、智能语音音箱等智能产品；业务标识是该项业务所需要接入的运营商设备的标识，这里的运营商设备是业务连接对应的服务器所在的运营商设备，业务服务器与运营商设备400的连接情况有两种：一是业务服务器连接了一个运营商设备400；二是业务服务器连接了多个运营商设备400；业务类型根据该业务的延时需求和带宽需求可以分为以下四类：包括延时小于50毫秒带宽需求小于20兆的延时敏感小流量业务、延时大于50毫秒带宽需求小于20兆的延时不敏感小流量业务、延时小于50毫秒带宽需求大于20兆的延时敏感大流量业务、延时大于50毫秒带宽需求大于20兆的延时不敏感大流量业务。

组网设备200接收业务请求信息和网络状态信息；根据网络状态信息中的运营商网络的连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息、业务请求信息中的业务类型和业务标识分配流量；组网设备200还可以根据业务标识确定该项业务所需接入的运营商设备400，在已确定的运营商设备400中根据数据传输的时延、链路的带宽信息选择满足业务类型的最佳的接入设备，提高网络业务数据的传输效率，进而提高用户体验；此外，本系统通过多个网关100接入了多个运营商设备400，进而提高了运营商网络的接入宽带。例如，针对网络业务数据的下载业务场景下，用户设备可能通过多个主网关设备并发下载，如下载业务的数据包大小为600兆，网关有3个，那么就可以通过3个网关同时下载该数据包，每一个网关下载200兆数据，使下载时间大大缩短，提高了用户下载数据的效率。

在本发明的一些实施例中，至少两个网关100包括主网关和至少一个从网关；主网关还用于，当主网关与运营商设备400连接出现故障时，向组网设备200发送故障信息，且从网关用于与运营商设备通信。

所有的网关100在与运营商设备400接通后，在系统后台通过外网监测与运营商设备400的网络状态信息，网络状态信息包括运营商网络的连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息，并将主网关的网络状态信息发送给所有的组网设备200，从网关作为备选网关，在主网关出现故障时，接入设备切换到从网关。

在本发明的一些实施例中，至少两个网关100包括主网关和至少一个从网关；组网设备200包括第一组网设备和至少一个第二组网设备，第一组网设备分别与至少一个第二组网设备连接；当第一组网设备监测到组网设备与主网关无法连接时，第一组网设备向第二组网设备和从网关发送故障信息；从网关，用于接收到故障信息后，与运营商设备通信。

组网设备200根据网关100发送的运营商网络的连接状态监测与网关100的连接状态，且组网设备200与每个网关100连接的组网设备之间互相通信连接，若一个网关100出现故障，组网设备200将流量分配到其他正常的网关，异常网关自动切换到正常网关，无需人工检查手动切换，不影响用户体验；

在本发明的一些实施例中，网关100、组网设备200和终端设备300之间为电力线通信连接、网线通信连接、无线通信连接中的一种或多种。

多个网关100可通过光纤接入和蜂窝接入的方式，对外接入不同的运营商网络，访问广域网；对内通过电力线通信、网线通信、无线通信连接组网设备200和终端设备300，提供上网、视频等业务；组网设备200通过网线、电力线或Wifi与网关100连接，为终端设备300提供上网、视频等业务。

如图2、图3、图4所示，网关100和组网设备200可以各自设置有以太网接口151、211、251，以通过以太网线缆实现网关100与组网设备200之间的以太网通信连接。以太网接口151、211、251各自可以包括多个LAN(LocalAreaNetwork，局域网)接口，以满足多个接线需求。终端设备300(例如电脑)，可以通过以太网线缆实现终端设备300与组网设备200之间的以太网通信连接。

网关100和组网设备200可以各自设置有WiFi通信模块153、213、253，以通过WiFi传输协议实现网关100与组网设备200之间的无线通信连接。终端设备300例如探头、手机、传感器、家电等，可以通过WiFi传输协议以实现终端设备300与组网设备200之间的无线通信连接。

网关100和组网设备200可以各自设置有电力线通信模块152、212、252，以通过电力线缆实现网关100与组网设备200之间的电力线通信连接。终端设备300(如存储设备)，可以通过电力线缆以实现终端设备300与组网设备200之间的电力线通信连接。

本发明采用以上通信方式，能够避免复杂的布线，也能够增大通信距离，扩展覆盖范围，提供了多个运营商网络的接入能力，使得系统的部署和管理更加灵活、方便，对多个终端设备进行专业化、智能化及统一化的管理，提供了多样化的应用方式，很好地丰富互联及物联应用体验，满足人们对家居智能化、体验多样化的需求。

在本发明的一些实施例中，组网设备包括：第一设备连接管理模块230，用于接收网关100发送的网络状态信息和终端设备300发送的业务请求信息；

第一流量分配管理模块220，用于根据网络状态信息和业务请求信息确定数据传输的链路，并生成流量分配信息；第一设备连接管理模块230，还用于向网关100发送流量分配信息，以用于网关100根据流量分配信息确定目标运营商网络，并通过目标运营商网络获取业务数据。

组网设备200通过集成不同的应用模组、通信模块，可以在网关100的基础上扩展多种类型的应用，更好地完成网路覆盖。如图4所示，组网设备200还包括核心功能模块240、用户侧链路模块250、网络侧链路模块210，其中，核心功能模块240包括数据转发模块241、网络服务模块242、网络状态度量模块243，网络状态度量模块243用于度量网络状态，包括：检测网络侧链路模块210的网络连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息和业务支撑情况，为用户侧链路模块250连接的终端设备300的流量分配管理提供可选择信息；检测用户侧链路模块250的网络拓扑结构、数据传输的时延、链路的带宽信息，为第一流量分配管理模块220提供业务类型信息；网络侧链路模块210包括以太网接口211、电力线通信模块212和WiFi通信模块213，用于实现组网设200备与网关100的连接，用户侧链路模块250包括以太网接口251、电力线通信模块252和WiFi通信模块253，用于实现组网设200备与终端设备300的连接；第一设备连接管理模块230，提供网络中所有设备的发现、连接及相互通讯功能，让每个网络中的设备都能及时了解整个网络的拓扑结构和网络状态，用于接收网关发送的网络状态信息和终端设备发送的业务请求信息，即网络状态度量模块243检测的网络侧链路模块210的网络连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息和网络状态度量模块243检测的用户侧链路模块250的网络拓扑结构、数据传输的时延、链路的带宽信息，第一流量分配管理模块220根据业务类型，从网络侧链路模块210提供的可选择信息中挑选最适合业务类型的信息，并确定数据传输链路，并生成流量分配信息，第一设备连接管理模块230向网关100发送流量分配信息，以便网关100根据流量分配信息确定目标运营商网络，并通过目标运营商网络获取业务数据。

在本发明的一些实施例中，网关100包括：第二设备连接管理模块130，用于接收组网设备200发送的流量分配信息；第二流量分配管理模块120，用于根据流量分配信息分配用于业务数据请求的流量；第二设备连接管理模块130，还用于根据分配的流量通过目标运营商网络获取业务数据。

网关100是分布式智能组网的接入中心、互联中心、数据中心、管理中心和分布式控制中心，如图3所示，网关100还包括核心功能模块140、网络则链路模块110，用户侧链路模块150，其中，核心功能模块140包括Qos(Quality of Service，服务质量)模块141、数据转发模块142、网络服务模块143、网络状态度量模块144，Qos(Quality of Service，服务质量)模块141用来解决网络延迟和阻塞等问题，为运营商网络提供更好的服务能力；网络状态度量模块144用于度量网络状态，包括：检测网络侧链路模块110的网络连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息和业务支撑情况，为第二流量分配管理模块120提供运营商网络的实时信息；检测用户侧链路模块150的网络拓扑结构、数据传输的时延、链路的带宽信息，为第二流量分配管理模块120提供业务请求信息；网络则链路模块110包括链路管理模块111，连接至运营商设备400，实现对网络则链路的接入控制和连接状态检测管理；用户侧链路模块150包括以太网接口151、电力线通信模块152和WiFi通信模块153，用于实现网关100与组网设备200的连接通信；第二设备连接管理模块130，提供网络中所有设备的发现、连接及相互通讯功能，让每个网络中的设备都能及时了解整个网络的拓扑结构和网络状态，用于接收组网设备200发送的流量分配信息，第二流量分配管理模块120，用于根据流量分配信息选择出最符合业务请求信息的业务数据信息，确定数据传输的链路，第二设备连接管理模块130，向网络则链路模块110发送业务数据信息，网络则链路模块110通过目标运营商网络获取业务数据。

基于上述实施例，系统可以通过检测分析运营商网络的状态(链路的带宽信息，数据传输的延时等)和内部网络的状态(拓扑结构，链路的带宽信息，各设备之间的连通性等)，进行网络流量分配，尽可能提供最合理的接入能力，达到业务应用最优的连接体验。

图5示出了本发明一个实施例提供的流量分配的方法的流程示意图。如图5所示，该方法可以包括以下步骤：

S110：系统中的组网设备接收系统中的网关发送的网络状态信息，网络状态信息包括系统中的网关与系统中的运营商设备的连接状态，数据传输的时延和链路的宽带信息。

本发明实施例提供基于多网关接入的分布式组网软件系统中，网关100是系统的接入中心、互联中心、数据中心。网关100能够与运营商设备400通信连接，例如，通过网络侧链路110上行连接至运营商设备400，下行能够连接组网设备200，为组网设备200提供上行通路，进行网络业务数据收发。

此外，网关100还可以是系统的管理中心和分布式控制中心，通过应用协议管理和控制组网设备200，包括设备管理、数据汇聚与交换、状态监测等。

组网设备200上行接受网关100的管理和控制，下行为终端设备300提供网络服务，还可以通过应用协议智能化管理和控制终端设备300。组网设备200能够接收来自网关100的网络业务数据，并转发至终端设备300，以及接收来自终端设备300的网络业务数据，并经网关100发送出去。组网设备200能够起到增大通信距离、扩展覆盖范围的作用，从而满足各种应用场景中网络覆盖面和网络数据传输的稳定性及速率的需求。

网关设备100在与运营商设备接通后，在系统后台实时监测与运营商设备400的网络状态信息，网络状态信息包括系统中的网关100与运营商设备400的连接状态，数据传输的时延和链路的宽带信息，并将网络状态信息发送给组网设备200，组网设备200可以实时地了解系统中的网络状态，当系统中的网络出现故障时，组网设备200可以第一时间发现，并及时地作出反应。例如，当其中一个网关100与运营商设备400连接断开后，网关100立即向组网设备200发送网络故障信息，网络设备200及时地监测与该网关100的连接状态，当确定该链路网络不通时，可以通过未出现问题的网关100接入运营商设备400，保证用户最佳的上网体验。

S120：当系统中的组网设备200接收到系统中终端设备300发送的业务请求信息时，根据系统中的网关100与系统中的运营商设备400的连接状态，数据传输的时延，链路的带宽信息和业务请求信息确定数据传输的链路，并为链路分配流量。

业务请求信息包括业务类型和业务标识，其中，在一个实施例中，业务类型可以通过业务的时延和带宽信息判断，比如延时小于50毫秒带宽需求小于20兆的延时敏感小流量业务、延时大于50毫秒带宽需求小于20兆的延时不敏感小流量业务、延时小于50毫秒带宽需求大于20兆的延时敏感大流量业务、延时大于50毫秒带宽需求大于20兆的延时不敏感大流量业务；业务标识是指该项业务需要接入的运营商设备400的标识，这里的运营商设备是业务连接对应的服务器所在的运营商设备，业务服务器与运营商设备的连接情况有两种：一是业务服务器连接了一个运营商设备；二是业务服务器连接了多个运营商设备。当终端设备300发起一项业务请求时，向组网设备200发送相关的业务请求信息，组网设备200接受到业务请求信息，分析业务请求信息中的业务类型和业务标识，根据业务类型所需要的时延和宽带信息以及与该业务所匹配的运营商网络，从网关100发送的网络状态信息中选择最适合上述业务需求的链路，生成流量分配信息，为该链路分配流量。

在本发明的一些实施例中，系统中的网关100包括至少两个网关，至少两个网关包括主网关和至少一个从网关；方法还包括：

当主网关检测到主网关与主网关连接的运营商设备的连接出现故障时，主网关分别向至少一个从网关发送故障信息，以用于至少一个从网关与运营商设备进行通信。

当主网关检测到与主网关连接的运营商设备的连接出现故障时，主网关立即将故障信息发给至少一个从网关和组网设备，至少一个从网关与运营商设备进行通信，使得接入设备切换到从网关。

如图6所示，将其中一个网关默认为主网关(如图中网关A)，其余网关为从网关(如图中网关B)，所有网关在与运营商设备接通后，在系统后台通过外网监测与运营商设备的接通情况(即图中连接1和连接2)，并将网络状态通知给所有的组网设备。所有组网设备启动后，在系统后台通过心跳报文的形式监测与网关的网络接通情况(即图中连接3、连接4和连接5)。

当网络连接正常时，终端设备都通过组网设备将流量分配到网关A，网关A与运营商设备A连接，如图中终端设备A、B通过连接3至连接1接入网络，终端设备C、D通过连接5至连接3至连接1接入网络。当网络连接出现故障时，即网关A监测到与运营商设备A断开(即连接1不通)，主动发送故障信息给所有的组网设备和网关B，组网设备检测到与网关A的网络连接断开(即连接3不通)，则组网设备调整默认将流量分配到网关B，终端设备后续通过网关B连接到运营商设备B，即通过连接4至连接2接入网络，同时，网关A和组网设备会继续监测连接3和连接1状态，如果网关A与运营商A网络连接恢复正常后，切换到网关A。

在本实施例中，多个网关之间可以互为备份，在出现一个网关或运营商网络出现问题无法提供上网或数据业务的情况下，自动通过另外的网关或运营商网络接入，最大程度保障用户设备上网体验。

在本发明的一些实施例中，当业务标识包含至少两个运营商设备标识时，组网设备200根据网络状态信息中的运营商网络的连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息、业务请求信息中的业务类型和业务标识，确定用于数据传输的至少两条链路中的第一链路，并为第一链路分配流量。

每个组网设备100连接至少一个终端设备300和一个网关100，且每个网关100只能连接一个运营商设备400，终端设备300发起一项业务请求，当业务请求信息中的业务标识包含至少两个运营商设备标识时，也就是说，可以通过多个网关接入运营商网络，相应地就会产生至少两条数据传输的线路，根据该业务类型的时延和带宽信息对比网络状态信息中的数据传输的时延、链路的带宽信息，选择最适合该业务的第一链路，生成流量分配信息，为第一链路分配链路。第一链路包括两种情况：第一，当发起业务的终端设备300与该业务需要接入的运营商设备400在同一条链路时，该链路为第一链路，组网设备200将流量分配信息发送给该链路的网关100，网关100接受到流量分配信息从运营商设备400中获取业务数据；第二，当发起业务的终端设备300与该业务所需的运营商设备400不在同一条链路时，流量分配信息按照与终端设备300连接的组网设备200至业务需要接入的运营商设备400的方向传递，该传递路径为第一链路，因此，第一链路中包含至少两个组网设备200，与终端设备300连接的组网设备200生成流量分配信息，按照第一链路传递方向发送给相邻的组网设备200，直至第一链路传递方向上的最后一个组网设备200，将流量分配信息发送给与该业务所需的运营商设备400连接的网关100，通过该网关100接入网络。

如图7所示，多个网关同连接运营商设备，所有网关在与运营商设备接通后，在系统后台通过外网监测与运营商设备的网络状态信息(如图中连接1和连接2)，包括网关与运营商设备的连接状态，数据传输的时延和链路的宽带信息，并将网关的网络状态信息通知给所有的组网设备。

所有组网设备启动后，除了在系统后台通过心跳报文的形式监测与网关的网络接通情况外，还需要通过底层链路层的信息检测网络通路质量状态(如图中连接3、连接4和连接5)，包括Wifi的信号质量，国际标准G.hn的信号质量等，并将检测到的网络状态信息通知给其它的组网设备，使得网络中所有的组网设备都能及时更新到整个网络的状态。当终端设备发起一个业务请求时，组网设备会根据业务请求信息中的业务类型和业务标识分配流量。

业务类型包括延时小于50毫秒带宽需求小于20兆的延时敏感小流量业务(如游戏业务)、延时大于50毫秒带宽需求小于20兆的延时不敏感小流量业务(如发送文字消息业务)、延时小于50毫秒带宽需求大于20兆的延时敏感大流量业务(如视频播放业务)、延时大于50毫秒带宽需求大于20兆的延时不敏感大流量业务(如云VR业务)。

业务标识是指该项业务需要接入的运营商设备的标识，这里的运营商设备是业务连接对应的服务器所在的运营商设备，业务服务器与运营商设备的连接情况有两种：一是业务服务器连接了一个运营商设备(如图中业务A和业务C)；二是业务服务器连接了多个运营商设备(如图中业务B)。由于运营商网络之间的带宽有限制，通过运营商设备B的网络访问A业务时的带宽和延时不如直接从运营商设备A的网络访问A业务的带宽和延时效果好，因此，组网设备需要根据终端设备发起业务的业务服务器所在运营商标识来确定终端设备当前业务数据流量分配。

当终端设备C发起一个业务B时，而该业务需要更高的网络延时要求，完成该项业务有两条链路可以选择分别是链路1：连接4至连接2和链路2：连接5至连接3至连接1，组网设备根据业务请求信息比较上述两条链路中的传输数据的延时情况，若链路1的延时更低，则组网设备B确定链路1为业务数据传输的链路，将流量分配信息发送给网关B，网关B通过运营商设备B获取业务数据，若链路1的延时更低，则组网设备B确定链路2为业务数据传输的链路，组网设备B的流量分配模块通过与组网设备A相关模块通讯，将流量分配信息发送给组网设备A，组网设备A接收到流量分配信息再发送给网关A，网关A通过运营商设备A获取业务数据。

实际的业务情况比上面描述的例子还要复杂，因此，各个组网设备中的流量分配管理会根据上述信息的情况来综合计算，既能让业务体验更加好，也能充分利用网络带宽。

本实施例中，系统实时根据每个业务的业务特征，运营商网络及家庭或企业网络结构中各个线路之间的带宽、网络质量情况及其使用情况，自动为业务流分配最优的流量通路，使得终端设备达到最优业务体验。

图8示出了本发明实施例提供的基于多网关接入的分布式组网设备的硬件结构示意图。

在基于多网关接入的分布式组网设备可以包括处理器801以及存储有计算机程序指令的存储器802。

具体地，上述处理器801可以包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器802可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器802可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在一个实例中，存储器802可以包括可移除或不可移除(或固定)的介质，或者存储器802是非易失性固态存储器。存储器802可在综合网关容灾设备的内部或外部。

在一个实例中，存储器802可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)。在一个实例中，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。

处理器801通过读取并执行存储器802中存储的计算机程序指令，以实现图5所示实施例中的步骤S110至S120，并达到图1所示实例执行其步骤达到的相应技术效果，为简洁描述在此不再赘述。

在一个示例中，基于多网关接入的分布式组网设备还可包括通信接口803和总线810。其中，如图8所示，处理器801、存储器802、通信接口803通过总线810连接并完成相互间的通信。

通信接口803，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。

总线810包括硬件、软件或两者，将在线数据流量计费设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(Accelerated Graphics Port，AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线、前端总线(FrontSide Bus，FSB)、超传输(Hyper Transport，HT)互连、工业标准架构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线810可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。

该基于多网关接入的分布式组网设备可以基于多个网关与组网设备连接执行本发明实施例中的流量分配的方法，从而实现结合图1和图5描述的基于多网关接入的分布式组网系统和方法。

另外，结合上述实施例中的流量分配的方法，本发明实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种流量分配方法。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RadioFrequency，RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于多网关接入的分布式组网系统，其特征在于，所述分布式组网系统包括至少两个网关，与每个网关连接的组网设备，以及与每个组网设备连接的至少一个终端设备；

所述网关，用于监测所述网关与所述运营商设备的网络状态信息，并将所述网络状态信息发送给所述组网设备；所述网络状态信息包括所述运营商网络的连接状态、数据传输的时延和链路的带宽信息；

所述终端设备，用于向所述组网设备发送业务请求信息，所述业务请求信息包括业务类型和业务标识；

所述组网设备，用于接收所述业务请求信息和所述网络状态信息；根据所述网络状态信息中的所述运营商网络的连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息、所述业务请求信息中的所述业务类型和所述业务标识分配流量。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少两个网关包括主网关和至少一个从网关；

所述主网关还用于，当所述主网关与运营商设备连接出现故障时，向所述组网设备发送故障信息，且所述从网关用于与所述运营商设备通信。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少两个网关包括主网关和至少一个从网关；所述组网设备包括第一组网设备和至少一个第二组网设备，所述第一组网设备分别与所述至少一个第二组网设备连接；

当所述第一组网设备监测到所述组网设备与所述主网关无法连接时，所述第一组网设备向所述第二组网设备和所述从网关发送故障信息；所述从网关，用于接收到所述故障信息后，与所述运营商设备通信。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网关、所述组网设备和所述终端设备之间为电力线通信连接、网线通信连接、无线通信连接中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述组网设备包括：

第一设备连接管理模块，用于接收所述网关发送的网络状态信息和所述终端设备发送的业务请求信息；

第一流量分配管理模块，用于根据所述网络状态信息和所述业务请求信息确定数据传输的链路，并生成流量分配信息；

所述第一设备连接管理模块，还用于向所述网关发送所述流量分配信息，以用于所述网关根据所述流量分配信息确定目标运营商网络，并通过所述目标运营商网络获取业务数据。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网关包括：

第二设备连接管理模块，用于接收所述组网设备发送的所述流量分配信息；

第二流量分配管理模块，用于根据所述流量分配信息分配用于业务数据请求的流量；

所述第二设备连接管理模块，还用于根据分配的所述流量通过所述目标运营商网络获取业务数据。

7.一种流量分配的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至6任一项所述的系统，所述方法包括：

所述系统中的组网设备接收所述系统中的网关发送的网络状态信息，所述网络状态信息包括所述系统中的网关与所述系统中的运营商设备的连接状态，数据传输的时延和链路的宽带信息；

当所述系统中的组网设备接收到所述系统中的终端设备发送的业务请求信息时，根据所述系统中的网关与所述系统中的运营商设备的连接状态，所述数据传输的时延，所述链路的带宽信息和所述业务请求信息确定数据传输的链路，并为所述链路分配流量；

其中，所述业务请求信息包括业务类型和业务标识。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述系统中的网关包括至少两个网关，所述至少两个网关包括主网关和至少一个从网关；所述方法还包括：

当所述主网关检测到所述主网关与所述主网关连接的运营商设备的连接出现故障时，所述主网关分别向所述至少一个从网关发送故障信息，以用于所述至少一个从网关与所述运营商设备进行通信。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，当所述业务标识包含至少两个运营商设备标识时，所述组网设备根据所述网络状态信息中的所述运营商网络的连接状态、数据传输的时延、链路的带宽信息、所述业务请求信息中的所述业务类型和所述业务标识，确定用于数据传输的至少两条链路中的第一链路，并为所述第一链路分配流量。

10.一种基于多网关接入的分布式组网设备，其特征在于，所述设备包括：处理器，以及存储有计算机程序指令的存储器；

所述处理器读取并执行所述计算机程序指令，以实现如权利要求7-9任意一项所述的一种流量分配的方法。

11.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求7-9任意一项所述的一种流量分配的方法。

Images