CN114051008B - 一种降低无线网络的游戏业务时延的系统 - Google Patents

一种降低无线网络的游戏业务时延的系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种降低无线网络的游戏业务时延的系统，包括：接收游戏终端发送的一上行报文，并识别得到对应的游戏终端是高优先级签约用户且上行报文包含的数据包是游戏业务时，将上行报文加入优先级最高的有线发送队列，否则将上行报文按照报文类型对应加入其他有线发送队列，随后按照优先级由高到低的顺序将上行报文经由交换机发送至网关；接收网关发送的一下行报文，并识别得到下行报文包含的数据包是游戏业务时，将下行报文加入优先级最高的无线发送队列，否则将下行报文按照报文类型对应加入其他无线发送队列，随后按照优先级由高到低的顺序将下行报文发送至对应的游戏终端。有益效果是有效降低游戏业务在防火墙设备与游戏终端间的传输时延。

Description

一种降低无线网络的游戏业务时延的系统
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种降低无线网络的游戏业务时延的系统。
背景技术
校园宿舍无线网络的组网通常基于AP(Wireless Access Point，无线访问接入点)实现业务本地转发，其上行业务流方向通常为：手机、平板、笔记本等无线终端等通过wifi连接到AP(Wireless Access Point，无线访问接入点)，笔记本、台式机等有线终端通过AP的有线LAN口连接到AP，AP通过自身的WAN有线口将流量转发到POE交换机，POE交换机将流量汇聚到网关，网关将流量转发到防火墙，防火墙通过有线宽带接入到公网，下行业务流方向反之。其中，主流终端业务包括游戏、语音、视频、网页浏览类等业务，其中，游戏业务的特点是流量不大，但是对时延敏感。
目前游戏用户为了降低游戏时延，提升游戏体验，通常通过购买游戏服务商游戏加速包的方法实现，游戏加速包的原理通常基于多业务边缘路由器对游戏服务器资源进行加速分流，然而这只能减少游戏服务器与校园网防火墙设备间的传输时延，并不能减少游戏业务在校园网防火墙设备与游戏终端(如笔记本、手机、PAD等)间的传输时延。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种降低无线网络的游戏业务时延的系统，所述无线网络包括至少一游戏终端，所述游戏终端依次通过一无线接入点和一交换机连接一网关，所述无线接入点包括：
上行处理模块，所述上行处理模块包括：
有线发送队列组，包括预先配置的按照一第一队列优先级由高到低的顺序排列的多个有线发送队列；
第一识别单元，连接所述有线发送队列组，用于接收所述游戏终端发送的一上行报文，并根据所述上行报文识别得到对应的所述游戏终端是高优先级签约用户且所述上行报文包含的数据包是游戏业务时，将所述上行报文加入所述第一队列优先级最高的所述有线发送队列，以及在所述游戏终端不是高优先级签约用户或所述数据包不是所述游戏业务时，将所述上行报文按照报文类型对应加入除最高的所述第一队列优先级之外的其他所述有线发送队列；
有线发送单元，连接所述第一识别单元，用于按照所述第一队列优先级由高到低的顺序将所述上行报文经由所述交换机发送至所述网关；
下行处理模块，所述下行处理模块包括：
无线发送队列组，包括预先配置的按照一第二队列优先级由高到低的顺序排列的多个无线发送队列；
第二识别单元，连接所述无线发送队列组，用于接收所述网关经由所述交换机发送的一下行报文，并识别得到所述下行报文包含的数据包是游戏业务时，将所述下行报文加入所述第二队列优先级最高的所述无线发送队列，以及在所述数据包不是所述游戏业务时，将所述下行报文按照报文类型对应加入除最高的所述第二队列优先级之外的其他所述无线发送队列；
第二发送单元，连接所述第二识别单元，用于按照所述第二队列优先级由高到低的顺序将所述下行报文发送至对应的所述游戏终端。
优选的，所述无线接入点还包括一游戏特征数据库，分别连接所述上行处理模块和所述下行处理模块，用于保存预先获取的游戏特征数据；
则所述上行处理模块中，所述第一识别单元将所述上行报文包含的所述数据包与所述游戏特征数据进行匹配，并在匹配成功时表示所述上行报文包含的所述数据包是所述游戏业务；
所述下行处理模块中，所述第二识别单元将所述下行报文包含的所述数据包与所述游戏特征数据进行匹配，并在匹配成功时表示所述下行报文包含的所述数据包是所述游戏业务。
优选的，所述无线接入点还包括一抓包分析模块，连接所述游戏特征数据库，用于抓取游戏业务报文，提取得到所述游戏业务报文的实时特征数据，并在所述实时特征数据不在所述游戏特征数据库中时，将所述实时特征数据作为所述游戏特征数据保存，以更新所述游戏特征数据库。
优选的，所述抓包分析模块采用无线空口抓包方式抓取所述游戏业务报文。
优选的，所述上行处理模块还包括一无线接收缓存队列，连接所述第一识别单元，用于接收所述游戏终端发送的所述上行报文，并按照先入先出原则将所述上行报文发送至所述第一识别单元进行识别。
优选的，所述下行处理模块还包括一有线接收缓存队列，连接所述第二识别单元，用于接收所述网关经由所述交换机发送的所述下行报文，并按照先入先出原则将所述下行报文发送至所述第二识别单元进行识别。
优选的，所述上行报文携带有Qos字段；
则所述第一识别单元还用于将所述上行报文中所述Qos字段包含的无线Qos优先级映射至有线数据报文优先级，并将映射有所述有线数据报文优先级的所述上行报文对应加入所述有线发送队列，随后由所述有线发送单元根据所述有线数据报文优先级对所述上行报文进行调度并发送至所述网关。
优选的，所述网关还连接一防火墙，则所述网关接收到所述上行报文后，根据所述上行报文映射的所述有线数据报文优先级对所述上行报文进行调度并发送至所述防火墙。
优选的，所述有线发送队列包括按照所述第一队列优先级由高到低的顺序排列的一游戏队列、一第一语音队列、一第一视频队列、一第一尽力而为队列和一第一背景队列。
优选的，所述无线发送队列包括按照所述第二队列优先级由高到低的顺序排列的一第二语音队列、一第二视频队列、一第二尽力而为队列和一第二背景队列。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：有效降低游戏业务在防火墙设备与游戏终端(笔记本、手机、PAD等)间的传输时延，进而有效提升校园宿舍无线网络中游戏业务的体验，同时对游戏用户和游戏终端透明，游戏用户和游戏终端不需要进行任何改动。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中，一种降低无线网络的游戏业务时延的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种降低无线网络的游戏业务时延的系统，如图1所示，无线网络包括至少一游戏终端1，游戏终端1依次通过一无线接入点2和一交换机3连接一网关4，无线接入点2包括：
上行处理模块21，上行处理模块21包括：
有线发送队列组211，包括预先配置的按照一第一队列优先级由高到低的顺序排列的多个有线发送队列；
第一识别单元212，连接有线发送队列组211，用于接收游戏终端发送的一上行报文，并根据上行报文识别得到对应的游戏终端是高优先级签约用户且上行报文包含的数据包是游戏业务时，将上行报文加入第一队列优先级最高的有线发送队列，以及在游戏终端不是高优先级签约用户或数据包不是游戏业务时，将上行报文按照报文类型对应加入除最高的第一队列优先级之外的其他有线发送队列；
有线发送单元213，连接第一识别单元212，用于按照第一队列优先级由高到低的顺序将上行报文经由交换机发送至网关；
下行处理模块22，下行处理模块22包括：
无线发送队列组221，包括预先配置的按照一第二队列优先级由高到低的顺序排列的多个无线发送队列；
第二识别单元222，连接无线发送队列组221，用于接收网关经由交换机发送的一下行报文，并识别得到下行报文包含的数据包是游戏业务时，将下行报文加入第二队列优先级最高的无线发送队列，以及在数据包不是游戏业务时，将下行报文按照报文类型对应加入除最高的第二队列优先级之外的其他无线发送队列；
第二发送单元223，连接第二识别单元222，用于按照第二队列优先级由高到低的顺序将下行报文发送至对应的游戏终端。
具体地，本实施例中，本技术方案可以应用在校园宿舍无线网络中，以降低校园宿舍无线网络的游戏业务的时延，提升用户的游戏体验。通过在无线接入点2在转发上行报文和下行报文的之前，配置游戏业务的识别逻辑，进而将识别到的属于游戏业务的上行报文加入第一队列优先级最高的有线发送队列，以及将下行报文加入第二队列优先级最高的无线发送队列，进而使得无线接入点2能够优先将游戏业务进行转发，实现降低游戏业务在校园网防火墙设备与游戏终端(笔记本、手机、PAD)间的传输时延。
进一步具体地，针对游戏终端1发送的上行报文，无线接入点2中优选预先存储有若干高优先级签约用户的mac地址表，无线接入点2接收到该上行报文后，可以首先判断上行报文中包含的游戏终端1的mac地址是否在mac地址表中，如果其在mac地址表中，则说明发送上行报文的游戏终端1是高优先级签约用户，进而进一步判断上行报文包含的数据包是不是游戏业务，在同时满足游戏终端是高优先级签约用户且数据包是游戏业务时，才将上行报文加入具有最高的第一队列优先级的有线发送队列中，实现有线发送队列中的上行报文，即游戏业务最优先转发，实现降低传输时延。若上行报文中包含的游戏终端1的mac地址不在mac地址表中，或者在mac地址表中但上行报文包含的数据包不是游戏业务，则将上行报文按照报文类型对应加入除最高的第一队列优先级之外的其他有线发送队列；随后按照第一队列优先级由高到低的顺序将上行报文经由交换机发送至网关。
其中，经分析，属于游戏业务的数据包具备一定的数据特征，基于此，本发明的较佳的实施例中，无线接入点2还包括一游戏特征数据库23，分别连接上行处理模块21和下行处理模块22，用于保存预先获取的游戏特征数据；
则上行处理模块21中，第一识别单元212将上行报文包含的数据包与游戏特征数据进行匹配，并在匹配成功时表示上行报文包含的数据包是游戏业务；
下行处理模块22中，第二识别单元222将下行报文包含的数据包与游戏特征数据进行匹配，并在匹配成功时表示下行报文包含的数据包是游戏业务。
具体地，本实施例中，上述游戏特征数据包括两种特征数据，第一种特征数据为控制包的特征数据：报文类型为TCP类型，且报文的大小不超过一第一阈值时，提取TCP包Data前4个字节作为游戏特征码；第二种特征数据为游戏数据包的特征数据：报文类型为UDP类型，且报文的大小不超过一第二阈值时，上行空口802.11QoS取值为5，上述第一阈值和第二阈值包括但不限于300字节。
基于此，对于上行报文，第一识别单元212将上行报文包含的数据包与游戏特征数据进行匹配的过程包括：首先获取上行报文的报文类型和报文大小，若判断上行报文是TCP类型，则进一步判断上行报文的报文大小是否不超过300字节，若超过则表示上行报文不是游戏业务，若不超过，则进一步判断上行报文的Data前4个字节是否存在于游戏特征数据库23中，若存在，则表示匹配成功，即上行报文是游戏业务，若不存在，则表示匹配失败，即上行报文不是游戏业务。
若判断上行报文是UDP类型，则进一步判断上行报文的报文大小是否不超过300字节，若超过则表示上行报文不是游戏业务，若不超过，则进一步判断上行报文的上行空口802.11QoS取值是否为5，若是，则表示匹配成功，即上行报文是游戏业务，若不是，则表示匹配失败，即上行报文不是游戏业务。
对于下行报文，第二识别单元222将下行报文包含的数据包与游戏特征数据进行匹配的过程包括：首先获取下行报文的报文类型和报文大小，若判断下行报文是TCP类型，则进一步判断下行报文的报文大小是否不超过300字节，若超过则表示下行报文不是游戏业务，若不超过，则进一步判断下行报文的Data前4个字节是否存在于游戏特征数据库23中，若存在，则表示匹配成功，即下行报文是游戏业务，若不存在，则表示匹配失败，即下行报文不是游戏业务。
若判断下行报文是UDP类型，则进一步判断下行报文的报文大小是否不超过300字节，若超过则表示下行报文不是游戏业务，若不超过，则进一步判断下行报文的下行空口802.11QoS取值是否为5，若是，则表示匹配成功，即下行报文是游戏业务，若不是，则表示匹配失败，即下行报文不是游戏业务。
优选的，由于各类游戏的不断更新，新发布的游戏也越来越多，为保证新发布的游戏对应的游戏业务也能够准确识别到，还需要对游戏特征数据库23进行更新，基于此，本发明的较佳的实施例中，无线接入点2还包括一抓包分析模块24，连接游戏特征数据库23，用于抓取游戏业务报文，提取得到游戏业务报文的实时特征数据，并在实时特征数据不在游戏特征数据库中时，将实时特征数据作为游戏特征数据保存，以更新游戏特征数据库。
本发明的较佳的实施例中，抓包分析模块24采用无线空口抓包方式抓取游戏业务报文。
本发明的较佳的实施例中，上行处理模块21还包括一无线接收缓存队列214，连接第一识别单元212，用于接收游戏终端发送的上行报文，并按照先入先出原则将上行报文发送至第一识别单元进行识别。
本发明的较佳的实施例中，下行处理模块22还包括一有线接收缓存队列224，连接第二识别单元222，用于接收网关经由交换机发送的下行报文，并按照先入先出原则将下行报文发送至第二识别单元进行识别。
本发明的较佳的实施例中，上行报文携带有Qos字段；
则第一识别单元212还用于将上行报文中Qos字段包含的无线Qos优先级映射至有线数据报文优先级，并将映射有有线数据报文优先级的上行报文对应加入有线发送队列，随后由有线发送单元根据有线数据报文优先级对上行报文进行调度并发送至网关。
具体地，本实施例中，通过优先级映射用来实现上行报文携带的QoS优先级与设备本地优先级(即设备内部区分报文的服务等级)之间的转换，然后根据本地优先级提供有差别的QoS服务。该设备本地优先级即是有线数据报文优先级。具体地为，将无线QoS映射到有线VLAN头中的802.1D优先级、IP头中DSCP优先级。
本发明的较佳的实施例中，网关4还连接一防火墙5，则网关4接收到上行报文后，根据上行报文映射的有线数据报文优先级对上行报文进行调度并发送至防火墙5。优选的，网关根据802.1D优先级或DSCP优先级进行调度发送。
本发明的较佳的实施例中，有线发送队列包括按照第一队列优先级由高到低的顺序排列的一游戏队列、一第一语音队列、一第一视频队列、一第一尽力而为队列和一第一背景队列。
本发明的较佳的实施例中，无线发送队列包括按照第二队列优先级由高到低的顺序排列的一第二语音队列、一第二视频队列、一第二尽力而为队列和一第二背景队列。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种降低无线网络的游戏业务时延的系统，所述无线网络包括至少一游戏终端，所述游戏终端依次通过一无线接入点和一交换机连接一网关，其特征在于，所述无线接入点包括：
上行处理模块，所述上行处理模块包括：
有线发送队列组，包括预先配置的按照一第一队列优先级由高到低的顺序排列的多个有线发送队列；
第一识别单元，连接所述有线发送队列组，用于接收所述游戏终端发送的一上行报文，并根据所述上行报文识别得到对应的所述游戏终端是高优先级签约用户且所述上行报文包含的数据包是游戏业务时，将所述上行报文加入所述第一队列优先级最高的所述有线发送队列，以及在所述游戏终端不是高优先级签约用户或所述数据包不是所述游戏业务时，将所述上行报文按照报文类型对应加入除最高的所述第一队列优先级之外的其他所述有线发送队列；
有线发送单元，连接所述第一识别单元，用于按照所述第一队列优先级由高到低的顺序将所述上行报文经由所述交换机发送至所述网关；
下行处理模块，所述下行处理模块包括：
无线发送队列组，包括预先配置的按照一第二队列优先级由高到低的顺序排列的多个无线发送队列；
第二识别单元，连接所述无线发送队列组，用于接收所述网关经由所述交换机发送的一下行报文，并识别得到所述下行报文包含的数据包是游戏业务时，将所述下行报文加入所述第二队列优先级最高的所述无线发送队列，以及在所述数据包不是所述游戏业务时，将所述下行报文按照报文类型对应加入除最高的所述第二队列优先级之外的其他所述无线发送队列；
第二发送单元，连接所述第二识别单元，用于按照所述第二队列优先级由高到低的顺序将所述下行报文发送至对应的所述游戏终端；
所述无线接入点还包括一游戏特征数据库，分别连接所述上行处理模块和所述下行处理模块，用于保存预先获取的游戏特征数据；
则所述上行处理模块中，所述第一识别单元将所述上行报文包含的数据包与所述游戏特征数据进行匹配，并在匹配成功时表示所述上行报文包含的数据包是所述游戏业务；
所述下行处理模块中，所述第二识别单元将所述下行报文包含的数据包与所述游戏特征数据进行匹配，并在匹配成功时表示所述下行报文包含的数据包是所述游戏业务；
对于上行报文，所述第一识别单元将上行报文包含的数据包与游戏特征数据进行匹配的过程包括：
首先获取上行报文的报文类型和报文大小；
若判断上行报文是TCP类型，则进一步判断上行报文的报文大小是否不超过300字节，若超过则表示上行报文不是游戏业务，若不超过，则进一步判断上行报文的Data前4个字节是否存在于游戏特征数据库中，若存在，则表示匹配成功，即上行报文是游戏业务，若不存在，则表示匹配失败，即上行报文不是游戏业务；
若判断上行报文是UDP类型，则进一步判断上行报文的报文大小是否不超过300字节，若超过则表示上行报文不是游戏业务，若不超过，则进一步判断上行报文的上行空口802.11QoS取值是否为5，若是，则表示匹配成功，即上行报文是游戏业务，若不是，则表示匹配失败，即上行报文不是游戏业务；
对于下行报文，所述第二识别单元将下行报文包含的数据包与游戏特征数据进行匹配的过程包括：
首先获取下行报文的报文类型和报文大小；
若判断下行报文是TCP类型，则进一步判断下行报文的报文大小是否不超过300字节，若超过则表示下行报文不是游戏业务，若不超过，则进一步判断下行报文的Data前4个字节是否存在于游戏特征数据库中，若存在，则表示匹配成功，即下行报文是游戏业务，若不存在，则表示匹配失败，即下行报文不是游戏业务；
若判断下行报文是UDP类型，则进一步判断下行报文的报文大小是否不超过300字节，若超过则表示下行报文不是游戏业务，若不超过，则进一步判断下行报文的下行空口802.11QoS取值是否为5，若是，则表示匹配成功，即下行报文是游戏业务，若不是，则表示匹配失败，即下行报文不是游戏业务。
2.根据权利要求1所述的降低无线网络的游戏业务时延的系统，其特征在于，所述无线接入点还包括一抓包分析模块，连接所述游戏特征数据库，用于抓取游戏业务报文，提取得到所述游戏业务报文的实时特征数据，并在所述实时特征数据不在所述游戏特征数据库中时，将所述实时特征数据作为所述游戏特征数据保存，以更新所述游戏特征数据库。
3.根据权利要求2所述的降低无线网络的游戏业务时延的系统，其特征在于，所述抓包分析模块采用无线空口抓包方式抓取所述游戏业务报文。
4.根据权利要求1所述的降低无线网络的游戏业务时延的系统，其特征在于，所述上行处理模块还包括一无线接收缓存队列，连接所述第一识别单元，用于接收所述游戏终端发送的所述上行报文，并按照先入先出原则将所述上行报文发送至所述第一识别单元进行识别。
5.根据权利要求1所述的降低无线网络的游戏业务时延的系统，其特征在于，所述下行处理模块还包括一有线接收缓存队列，连接所述第二识别单元，用于接收所述网关经由所述交换机发送的所述下行报文，并按照先入先出原则将所述下行报文发送至所述第二识别单元进行识别。
6.根据权利要求1所述的降低无线网络的游戏业务时延的系统，其特征在于，所述上行报文携带有Qos字段；
则所述第一识别单元还用于将所述上行报文中所述Qos字段包含的无线Qos优先级映射至有线数据报文优先级，并将映射有所述有线数据报文优先级的所述上行报文对应加入所述有线发送队列，随后由所述有线发送单元根据所述有线数据报文优先级对所述上行报文进行调度并发送至所述网关。
7.根据权利要求6所述的降低无线网络的游戏业务时延的系统，其特征在于，所述网关还连接一防火墙，则所述网关接收到所述上行报文后，根据所述上行报文映射的所述有线数据报文优先级对所述上行报文进行调度并发送至所述防火墙。
8.根据权利要求1所述的降低无线网络的游戏业务时延的系统，其特征在于，所述有线发送队列包括按照所述第一队列优先级由高到低的顺序排列的一游戏队列、一第一语音队列、一第一视频队列、一第一尽力而为队列和一第一背景队列。
9.根据权利要求1所述的降低无线网络的游戏业务时延的系统，其特征在于，所述无线发送队列包括按照所述第二队列优先级由高到低的顺序排列的一第二语音队列、一第二视频队列、一第二尽力而为队列和一第二背景队列。
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