CN115277467A - 基于家庭网关的通信方法及装置、网关和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种基于家庭网关的通信方法及装置、网关和存储介质，其中，所述方法包括：响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测，得到所述至少两种通信链路的运行状态；基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由；其中，所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
Description
技术领域
本申请实施例涉及通信技术，涉及但不限于一种基于家庭网关的通信方法及装置、网关和存储介质。
背景技术
随着光纤入户和4G(The 4th generation mobile communication technology，第四代移动通信技术)/5G(5th-Generation Mobile Communication Technology，第五代移动通信技术)的普及，上网成为人们日常家庭生活必不可少的部分。一般家庭有线宽带采用限制峰值速率的包月计费形式，提供廉价的宽带流量，但通信质量无法保障。4G/5G一般通过月度流量包形式计费，一般不限制最高速率。
因此，相比家庭有线宽带，4G/5G的单位流量成本高，但具备移动性，使用灵活。另外由于免去了故障率较高的光纤入户环节，故障率比家庭有线低。大部分家庭同时订购了有线宽带和4G/5G流量包。因此可以将二者结合起来使用，提供更稳定可靠的家庭宽带上网环境。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种基于家庭网关的通信方法及装置、网关和存储介质。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种基于家庭网关的通信方法，所述方法包括：
响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测，得到所述至少两种通信链路的运行状态；
基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由；其中，所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
第二方面，本申请实施例提供一种基于家庭网关的通信装置，所述装置包括：
第一确定单元，用于响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
监测单元，用于对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测，得到所述至少两种通信链路的运行状态；
第二确定单元，用于基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由；其中，所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
路由单元，用于根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
第三方面，本申请实施例提供一种家庭网关，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法中的步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法中的步骤。
本申请实施例提供一种基于家庭网关的通信方法及装置、网关和存储介质，通过响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测，得到所述至少两种通信链路的运行状态；基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由；其中，所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路，如此，能够提供一种多链路结合使用的、且稳定可靠的网络通信方法。
附图说明
图1为本申请实施例基于家庭网关的通信方法的实现流程示意图一；
图2为本申请实施例基于家庭网关的通信方法的实现流程示意图二；
图3为本申请实施例基于家庭网关的通信方法的实现流程示意图三；
图4为本申请实施例多线路家庭网关的工作流程示意图；
图5为本申请实施例基于家庭网关的通信装置的组成结构示意图；
图6为本申请实施例家庭网关的一种硬件实体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步详细阐述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
需要指出，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
相关技术中，主要包括以下几种解决方案：
(1)部分软路由产品提供了分流、多线(Multiwan)叠加等功能，利用负荷分担等形式将业务连接按预定的比例或其他规则分配到各条外网线路上，也支持配置多线路的优先级，按优先级顺序使用单条线路，实现综合利用多路外网线路的目的。
该方案的缺点为：该方案假设业务都是不支持连接迁移和多连接的传统业务，不监测链路的拥塞和带宽受限等状态以及提供相应处理，无法为支持连接迁移和多连接的新协议业务提供相应的策略路由支持。
(2)通过在手机操作系统中集成了MPTCP(MultiPath TCP，多路传输控制协议)协议，支持手机上WiFi(Wi-Fi，无线网络通信技术)和4G/5G两条线路的相互备份和叠加。
该方案的缺点为：该协议需要修改操作系统内核，并且需要整个网络设施以及被访问的网站都支持该协议，因此在使用上受到了较大限制。
(3)多网融合路由器的产品，通过与云端服务器间建立多条承载在不同网络线路上的私有协议隧道，将蜂窝通信、有线、卫星等多条公网链路聚合，为业务提供更大的业务带宽。
该方案的缺点为：需要在云端部署与融合路由器对应的代理服务器，实现将多条链路的数据汇聚、排序、去重后发往业务网站，以及将来自业务网站的数据流分流到各个链路上。
(4)SRT(Secure Reliable Transport，开源视频传输协议)和MPQUIC(一种标准化协议库)两种在视频直播领逐渐被采用的新兴协议也提供了多条线路绑定，辅助线路为主用线路提供备份链路，在主用线路无法满足业务QoS(Quality of Service，网络服务质量)时启用，与主用线路共同为业务提供稳定的通信质量。这些协议基于UDP(User DatagramProtocol，用户数据报协议)，运行在用户空间可以很方便的与具体应用结合。
该方案的缺点为：需要被访问网站的支持，当前大部分网站还不支持，支持的网站采用的协议还不尽相同。另外这些协议直接运行在手机上，而在家庭等室内场景，4G/5G网络覆盖并不好，无法提供稳定的带宽和通信质量，从而影响该线路提供的备份链路效果。
基于此，本申请实施例提供一种基于家庭网关的通信方法，该方法所实现的功能可以通过所述家庭网关中的处理器调用程序代码来实现，当然程序代码可以保存在所述家庭网关的存储介质中。图1为本申请实施例基于家庭网关的通信方法的实现流程示意图一，如图1所示，所述方法包括：
步骤S101、响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
这里，家庭网关是一种将家庭或小型办公室网络连接到互联网上的硬件。家庭网关可提供转换功能，并使用户能够与内部网络上的所有计算机共享DSL(DigitalSubscriber Line，数字用户线路)或电缆调制解调器连接。家庭网关位于DSL或电缆调制解调器与内部网络之间。也可以将DSL或电缆调制解调器集成到住家庭网关中。家庭网关主要用于外部网络接入、家庭自动化、家庭娱乐、能耗控制和安全管理等方面，每一个应用都有不同的成本、带宽要求。家庭内部组网主要用于解决各种终端之间相互数据传输，以及各终端与外部网络的交互。
本申请实施例中，所述数据业务可以是内网的终端发送的，所述数据业务可以是内网的终端与外网的目标网站之间的任一数据业务。例如，视频直播相关的视频流传输业务、P2P(Peer to Peer，对等网络)下载相关的数据业务等。
这里，家庭网关可以对接收到的数据业务进行解析，根据解析结果确定所述数据业务的业务类型。举例来说，家庭网关通过五元组解析以及深度报文解析来识别业务报文的协议，获取连接的目的地址、连接的源地址和端口等信息，从而判断该数据业务是否支持链路切换，以及是否支持多链路，进而确定该数据业务的业务类型。
步骤S102、对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测，得到所述至少两种通信链路的运行状态；
本申请实施例中，所述家庭网关与外网之间包括至少两种通信链路，例如，4G/5G无线宽带链路、有线宽带链路、卫星链路等。需要说明的是，本申请实施例对所述至少两种通信链路的链路类型并不做限制。
这里，所述步骤S102可以在步骤S101之前执行，也可以在步骤S101之后执行，本申请实施例对此并不做限制。通常情况下，对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测是实时的，该操作贯穿于家庭网关的整个工作过程中。也就是说，在执行基于家庭网关的通信方法中的任一步骤时，均可并行执行所述步骤S102中的方法，即实时监测至少两种通信链路的运行状态。
本申请实施例中，所述通信链路的运行状态包括但不限于：正常状态、故障状态、阻塞状态、带宽受限状态。
步骤S103、基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由；其中，所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
本申请实施例中，可以预先确定一个预设规则，该预设规则包括多个策略路由与数据业务的业务类型、通信链路的运行状态之间的对应关系。进而，家庭网关在接收到内网发送的数据业务之后，可以基于解析出的该数据业务的业务类型和通信链路的实时运行状态，通过该预设规则确定此时接收到的数据业务的目标策略路由。
举例来说，家庭网关与外网之间包括4G/5G通信链路和有线通信链路，该数据业务的业务类型为支持链路切换但不支持多链路，且此时4G/5G通信链路的运行状态为正常，则通过该预设规则确定出的目标策略路由为：将该数据业务的业务连接路由至有线通信链路。下一时刻监测到有线通信链路的运行状态变为故障状态，则通过该预设规则确定出的目标策略路由为：将该数据业务的旧连接切换到4G/5G通信链路，新连接使用4G/5G通信链路。其中，新连接和旧连接是相对于链路切换的时间点来区分的。
步骤S104、根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
这里，在确定出目标策略路由后，需要将数据业务的业务连接(旧连接和/或新连接)按照所述目标策略路由路由至对应的通信链路上。
本申请实施例中，通过上述步骤S101至步骤S104中的方法能够提供一种多链路结合使用的、且稳定可靠的网络通信方法。
在一些实施例中，所述方法还包括：
步骤S11、确定所述数据业务所在通信链路的互联网出口网关；
步骤S12、将所述互联网出口网关确定为检测对象；
这里，可以通过检测通信链路的互联网出口网关达到快速ping的目的，从而对该段高故障率的通信链路的运行状态(包括联通性和使用情况)进行实时监测。相关技术一般是找一个公开网关去ping，时延很大。本申请实施例中检测通信链路是否故障也是检测家庭内网到该出口网关之间是否故障。
步骤S13、基于所述检测对象对所述数据业务所在通信链路的运行状态进行高频度监测。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于家庭网关的通信方法，所述方法应用于家庭网关，所述方法包括：
步骤S111、响应于接收到内网发送的数据业务，对所述数据业务进行解析，得到所述数据业务是否支持链路切换的第一解析结果，以及所述数据业务是否支持多链路的第二解析结果；
这里，解析方式可以为五元组解析或者深度报文解析，本申请实施例对解析的具体方式并不做限制。
步骤S112、根据所述第一解析结果和所述第二解析结果，确定所述数据业务的业务类型；
例如，数据业务的业务类型包括：不支持链路切换且不支持多链路、支持链路切换但不支持多链路、支持多链路。
步骤S113、对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测，得到所述至少两种通信链路的运行状态；
这里，所述通信链路位于家庭网关与外网之间，例如位于家庭网关与外网目标网站之间的多种通信链路。
步骤S114、基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由；其中，所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
步骤S115、根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于家庭网关的通信方法，所述方法应用于家庭网关，图2为本申请实施例基于家庭网关的通信方法的实现流程示意图二，如图2所示，所述方法包括：
步骤S201、响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
步骤S202、对所述家庭网关与外网之间的第一通信链路和第二通信链路进行监测，得到所述第一通信链路和所述第二通信链路的运行状态；
例如，所述第一通信链路可以为有限宽带线路，所述第二通信链路可以为4G/5G无线宽带线路。
步骤S203、如果所述第一通信链路的运行状态为正常，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务的业务连接路由至所述第一通信链路；其中，所述第一通信链路的使用代价低于所述第二通信链路；所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
这里，第一通信链路的使用代价低于第二通信链路的使用代价，可以是第一通信链路的使用成本低于第二通信链路的使用成本。例如，有线宽带采用限制峰值速率的包月计费形式提供廉价的宽带流量，4G/5G无线宽带一般通过月度流量包形式计费，相比于家庭有线宽带，4G/5G无线宽带的单位流量成本高。即，家庭有线宽带的使用代价低于4G/5G无线宽带。
本申请实施例中，无论所述数据业务为何种业务类型，只要低成本通信链路的运行状态为正常，都优先使用该低成本的通信链路。即，预设规则中只要低成本通信链路的运行状态为正常，任意一种类型的数据业务对应的策略路由都是将该数据业务的业务连接路由至该低成本的通信链路。
步骤S204、根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
这里，上述步骤S201至步骤S204提供了一种结合使用方案，在低成本的前提下，满足家庭宽带上网时出现的突发高带宽需求、提高宽带可用性、以及改善时延、丢包率等表征通信质量的指标。
在一些实施例中，所述方法还包括：
步骤S21、确定所述数据业务所需的服务质量；
步骤S22、根据所述服务质量对所述数据业务进行分类，得到分类结果；
这里，根据服务质量对数据业务进行分类，得到分类结果包括但不限于：需要保证QoS的业务(例如视频直播、网络游戏)、不需要保证QoS的业务(例如P2P下载)。
步骤S23、基于所述分类结果，确定所述数据业务的转发优先级和所述数据业务在通信链路上的可用带宽。
举例来说，一般需要保证QoS的业务的优先级高于不需要保证QoS的业务的优先级。如此，需要保证QoS的业务能够优先获得带宽资源。为了不让不需要保证QoS的业务饿死，需要为其预留保底的带宽。因此可以为需要保证QoS的业务可使用的线路带宽设置一个上限。例如某条链路的带宽为100M(兆)，给路由至该链路的不需要保证QoS的业务分配5M的保底带宽，则路由至该链路的需要保证QoS的业务的可使用带宽上限为95M。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于家庭网关的通信方法，所述方法应用于家庭网关，所述方法包括：
步骤S211、响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
步骤S212、对所述家庭网关与外网之间的第一通信链路和第二通信链路进行监测，得到所述第一通信链路和所述第二通信链路的运行状态；
步骤S213、如果所述第一通信链路的运行状态为正常，则通过预设规则确定第一目标策略路由为将所述数据业务的业务连接路由至所述第一通信链路；其中，所述第一通信链路的使用代价低于所述第二通信链路；所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
步骤S214、根据所述第一目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路；
步骤S215、在所述业务类型为不支持链路切换且不支持多链路的情况下，如果所述第一通信链路的运行状态为拥塞或受限或故障，则通过预设规则确定第二目标策略路由为将所述数据业务新建立的连接路由至所述第二通信链路；
本申请实施例中，在数据业务的业务类型为不支持链路切换且不支持多链路的情况下，如果实时监测到当前低使用代价的通信链路的运行状态为拥塞或带宽受限或故障，则将所述数据业务新建立的连接路由至其他的通信链路。这里，新建立的连接指的是监测到运行状态为拥塞或带宽受限或故障后，所述数据业务建立的连接。
步骤S216、根据所述第二目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于家庭网关的通信方法，所述方法应用于家庭网关，所述方法包括：
步骤S221、响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
步骤S222、对所述家庭网关与外网之间的第一通信链路和第二通信链路进行监测，得到所述第一通信链路和所述第二通信链路的运行状态；
步骤S223、如果所述第一通信链路的运行状态为正常，则通过预设规则确定第一目标策略路由为将所述数据业务的业务连接路由至所述第一通信链路；其中，所述第一通信链路的使用代价低于所述第二通信链路；所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
步骤S224、根据所述第一目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路；
步骤S225、在所述业务类型为支持链路切换且不支持多链路的情况下，如果所述第一通信链路的运行状态为拥塞或故障，则通过预设规则确定第二目标策略路由为将所述数据业务已有的业务连接从所述第一通信链路切换至所述第二通信链路，并将切换后所述数据业务新建立的业务连接路由至所述第二通信链路；
步骤S226、如果所述第一通信链路的运行状态为受限，则通过预设规则确定第三目标策略路由为将所述数据业务新建立的业务连接路由至所述第二通信链路；
本申请实施例中，在数据业务的业务类型为支持链路切换且不支持多链路的情况下，如果实时监测到当前低使用代价的通信链路的运行状态为拥塞或故障，则将所述数据业务已有的业务连接从低使用代价的通信链路切换至其他通信链路，并将切换后所述数据业务新建立的业务连接路由至其他通信链路。如果实时监测到当前低使用代价的通信链路的运行状态为带宽受限，则将所述数据业务新建立的业务连接路由至其他通信链路。
步骤S227、根据所述第二目标策略路由或所述第三目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于家庭网关的通信方法，所述方法应用于家庭网关，所述方法包括：
步骤S231、响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
步骤S232、对所述家庭网关与外网之间的第一通信链路和第二通信链路进行监测，得到所述第一通信链路和所述第二通信链路的运行状态；
步骤S233、如果所述第一通信链路的运行状态为正常，则通过预设规则确定第一目标策略路由为将所述数据业务的业务连接路由至所述第一通信链路；其中，所述第一通信链路的使用代价低于所述第二通信链路；所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
步骤S234、根据所述第一目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路；
步骤S235、在所述业务类型为支持多链路且不支持链路切换的情况下，如果所述第一通信链路的运行状态为拥塞或受限，则通过预设规则确定第二目标策略路由为将所述数据业务的业务连接路由至所述第一通信链路和所述第二通信链路；
步骤S236、如果所述第一通信链路的运行状态为故障，则通过预设规则确定第三目标策略路由为将所述数据业务已有的业务连接从所述第一通信链路切换至所述第二通信链路，并将切换后所述数据业务新建立的业务连接路由至所述第二通信链路；
本申请实施例中，在数据业务的业务类型为支持多链路且不支持链路切换的情况下，如果实时监测到当前低使用代价的通信链路的运行状态为拥塞或带宽受限，则将所述数据业务的业务连接路由至所述低使用代价的通信链路和其他的通信链路，实现负荷分担。如果实时监测到当前低使用代价的通信链路的运行状态为故障，则将所述数据业务已有的业务连接从所述低使用代价的通信链路切换至其他通信链路，并将切换后所述数据业务新建立的业务连接路由至所述其他通信链路。
步骤S237、根据所述第二目标策略路由或所述第三目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于家庭网关的通信方法，所述方法应用于家庭网关，图3为本申请实施例基于家庭网关的通信方法的实现流程示意图三，如图3所示，所述方法包括：
步骤S301、响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
步骤S302、对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测，得到所述至少两种通信链路的运行状态；
步骤S303、在所述家庭网关上部署有支持多路径传输协议的代理、且所述数据业务的业务类型为支持多链路的情况下，根据所述至少两种通信链路的运行状态和所述多路径传输协议对应的预设规则，确定目标策略路由；其中，所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
本申请实施例中，所述家庭网关上设置有代理，该代理可支持多种多路径的协议。进而，所述数据业务为支持多线路的新协议QoS保障业务的情况下：家庭网关采用显式或隐式代理方式与内网终端通过内网单线路的协议通信，网关接收内网终端的业务请求并以终端名义与目的网站间通过新协议建立外网多线路连接组发起业务(例如基于UDP的SRT协议)，再通过新协议基于主线路的QoS情况，动态调度多线路连接群组。如此，家庭网关能够实现协议转换和业务内容的透明转发。这里，新协议是指代理网关和网站之间的新协议，网关上的代理和内网终端之间使用普通的协议。例如终端需要和网站之间做视频直播，终端先把视频传到网关的代理上，代理通过协议转换将其转换成新协议，然后用新协议将该视频传到网站上。透明转发指的是将老协议转换为新协议与外网的网站之间通信，业务内容不动，只做协议转换。
步骤S304、利用所述代理与所述外网之间建立至少两种通信链路；
步骤S305、根据所述目标策略路由将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
这里，目标策略路由是由家庭网关中的代理根据新协议中的规则确定的。本申请实施例中的代理能够支撑多个协议，根据外网目标网站使用的协议来使用匹配的协议传输，该代理可以理解为一个支持多链接的应用。
家庭网络中存在一个家庭网关，将家庭网络分为外网和内网两部分，外网通过家庭有线宽带和4G/5G线路接入互联网；内网通过WiFi、网线和电力猫等形式为家庭提供宽带局域网，提供宽带接入。基于此，本申请实施例再提供一种基于家庭网关的通信方法，该方法部署在上述家庭网关上。所述家庭网关按如下原则使用家庭有线宽带和4G/5G无线宽带两条线路：
(1)、优先使用有线宽带线路传输；
(2)、当有线宽带线路故障时，所有业务倒换到4G/5G线路传输，当故障解除时，恢复到使用有线宽带线路传输；
(3)、当有线宽带线路拥塞时，启用4G/5G线路，实现4G/5G线路与有线宽带对需要保证QoS业务的负荷分担；
(4)、当需要保证QoS的业务的通信质量不满足需求时，启用4G/5G线路传输改善通信质量。
其中，本申请实施例采用如下方案实现上述原则：
总体上，家庭网关将家庭网络中与外网通信的业务分为不支持多线路且不支持线路切换的业务、支持线路切换的业务，支持多线路的SRT/MPQUIC等新协议的业务。各类业务根据线路监测的结果采用不同的策略使用4G/5G线路和有线宽带线路。
详细地，不支持多线路且不支持线路切换的业务：网关采用业务分流方式区分不同Qos需求的业务，按优先级承载在家庭有线宽带上。当家庭有线宽带出现故障或拥塞时，将需要保证QoS的新连接建立到4G/5G线路上。
支持线路切换的业务：根据线路状态检测的结果确定是否切换到4G/5G线路上。
支持多线路的SRT/MPQUIC等新协议的业务：网关采用显式或隐式代理方式与内网终端通过内网单线路的协议通信，例如基于TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)的RMTP协议。网关接收内网终端的业务请求，并以该内网终端的名义与外网的目的网站间通过新协议建立外网多线路连接组发起业务，例如基于UDP的SRT协议。然后，通过新协议基于主线路的QoS情况，动态调度多线路连接群组，实现协议转换和业务内容的透明转发。
如此，本申请实施例中的方案能够达到如下技术效果：
1)、传统互联网业务和采用新协议的互联网业务都能从多线路网关中获得收益。
2)、无需在云端架设代理服务器，降低了整个方案的使用成本。
3)、终端不用感知多线路，降低了终端实现的复杂度。
4)、由于网关的4G/5G线路可以在最佳位置固定部署(最佳位置可以为信号最强的位置)，提高了该线路的可用性，为内网终端提供了可靠的备份通信线路。
5)、网关可以部署多种支持多线路的新协议代理，适配尽可能多的互联网应用，根据终端访问的应用自动选择合适的协议代理。
下面，对本申请实施例中基于家庭网关的通信方案进行详细地说明：
家庭网关识别家庭网络中与外网通信的各个业务流，通过连接跟踪和报文解析等方式获取到各个业务流的目的地址、源地址、端口和协议等业务特性，并根据所述业务特性将其分为支持线路切换但不支持多线路的业务、支持多线路的业务、不支持线路切换且不支持多线路的业务和其他业务四大类。
在业务分类的基础上，通过策略路由将各类业务的连接路由到对应线路上，并根据监测线路的状态实时更改预设规则，实现如下表1中的结果。
表1各业类业务对应的预设规则
其中，支持线路切换但不支持多线路的业务、支持多线路的业务、不支持线路切换且不支持多线路的业务这三类业务可以为需要保证QoS的业务，因此可以通过HTB(Hierarchical Token Bucket)等流控算法赋予该三类需要保证QoS的业务高优先级，赋予无需保证QoS的业务(例如表1中的其他业务)低优先级，并为低优先级业务分配最低保证带宽(防止业务饿死)，来保证在各条线路上各类业务的网络服务质量。
图4为本申请实施例多线路家庭网关的工作流程示意图，如图4所示，图片(a)为上行路径的工作流程示意图，图片(b)为下行路径的工作流程示意图。在家庭网关上未安装SRT/MPQUIC应用(即代理)的情况下，上行路径中家庭网关接收内网发往外网的数据包(包括各业务流)，并通过家庭网关中的业务分类模块进行业务分类。进而，家庭网关中的线路分流模块根据各业务的业务类型将各业务的业务连接路由至4G/5G线路或有线宽带线路，从而将业务流传输至4G/5G CPE(Customer Premises Equipment，用户驻地设备)或光猫。在业务连接被路由至对应的线路后，家庭网关中的线路流控模块对各线路进行流控。同时，家庭网关中的线路监测模块在家庭网关工作的过程中实时对各线路的运行状态进行监测。在家庭网关上已安装SRT/MPQUIC应用的情况下，该SRT/MPQUIC应用会直接指定业务连接对应的线路。
总的来说，家庭网关主要包括业务分类模块、线路监测模块、线路分流模块、线路流控模块和SRT/MPQUIC应用等几个模块。其中，
所述业务分类模块通过五元组解析以及深度报文解析，例如DPI(Deep PacketInspection，深度报文检测)，来识别报文的协议和对应的应用，并经过识别结果将业务分为若干类，对不同的类别的业务报文打上不同的标记，用于后续线路分流和流量控制使用。
所述线路分流模块根据业务分类模块对业务报文分类的标记，并结合线路监测的状态选择对应的策略路由，由于SRT/MPQUIC应用模块已经为其业务报文指定了线路，因此对于该模块输出的报文按其指定的线路输出。
对于家庭网关上使用SRT或MPQUIC协议的业务应用，例如SRT/MPQUIC代理模块(即SRT/MPQUIC应用)，会直接指定线路(与线路连接的网卡)分别与目标网站间建立连接。但默认优先使用有线宽带线路，并由SRT/MPQUIC代理模块按协议实现对业务在有线宽带线路上的传输质量监测，在有线宽带线路出现问题或业务质量不满足预设值时切换到4G/5G线路传输。例如，SRT/MPQUIC代理与内网的客户端(即内网终端)使用传统的RTMP/TCP协议通信，该通信在代理侧终结。代理与目标网站间建立多线路SRT或MPQUIC连接，并转发内网客户端发送的RTMP视频流。也就是说，网关上的SRT/MPQUIC应用本身就能够监测线路情况并确定路由路径，因此无需线路分流模块做判断。
所述线路监测模块的作用为有线宽带线路监测或4G/5G线路监测，其包括互联网的联通性以及当前的链路带宽的使用情况。其中，连通性可以通过周期ping(PacketInternet Groper，一种服务命令)该线路ISP(Internet Service Provider，网络业务提供商)的互联网出口网关来检测。为了减少ping包对网关的压力，同时兼顾检测延迟，可采用变周期方法。例如，开始时使用200ms(毫秒)为周期，当100ms内未收到echo(响应)，则改为100ms周期(发送ping包的周期是100ms，接收响应是连续接收的)。连续3次超过200ms未收到echo且期间没有收到来自互联网的报文则认为线路故障(否则另选一个出口网关)，3次echo都超过100ms时则认为线路拥塞。Ping包的优先级大于不需要保证QoS的业务，小于需要保证QoS的业务。检测到线路故障后，仍然以200ms为周期继续ping该线路，直到连续6次在100ms内收到echo后，才认为该线路恢复正常。检测到线路拥塞后，以100ms为周期继续ping该线路，直到连续6次在100ms内收到echo后，才认为该线路恢复正常。另外，线路状态检测也会统计线路各类业务的上行和下行吞吐率，当需要保证QoS的业务总吞吐率持续大于第一阈值(第一阈值：总带宽减去不需要保证QoS的业务的最低保证带宽)一段时间(例如500ms)，此时为带宽受限，也会触发新连接在4G/5G上建立。当需要保证QoS的业务的实际总速率持续小于有线宽带带宽的第二阈值(为防止乒乓切换第二阈值一般小于第一阈值)一段时间后，通知线路分流模块将新的需要保证QoS的业务调度到有线宽带线路上。
所述线路流控模块根据业务分类模块为业务流打的分类标签，按照配置的规则进行优先级转发和速率控制。这些类别的业务可以分成需要保证QoS的业务(例如视频直播、游戏)和不需要保证QoS的业务(例如P2P下载等)。一般需要保证QoS的业务其类别优先级高于不需要保证QoS的业务，因此它们能够优先获得带宽资源。为了不让不需要保证QoS的业务饿死，需要为其预留保底的带宽。因此，可以为需要保证QoS的业务可使用的线路带宽设置一个上限(例如以预设比例的方式)。
基于前述的实施例，本申请实施例提供一种基于家庭网关的通信装置，该装置包括所包括的各单元、以及各单元所包括的各模块、以及各模块所包括的各部件，可以通过家庭网关中的处理器来实现；当然也可通过具体的逻辑电路实现；在实施的过程中，处理器可以为CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、MPU(Microprocessor Unit，微处理器)、DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)或FPGA(Field ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)等。
图5为本申请实施例基于家庭网关的通信装置的组成结构示意图，如图5所示，所述装置500包括：
第一确定单元501，用于响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
监测单元502，用于对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测，得到所述至少两种通信链路的运行状态；
第二确定单元503，用于基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由；其中，所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
策略路由单元504，用于根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
在一些实施例中，所述第一确定单元501，包括：
解析模块，用于对所述数据业务进行解析，得到所述数据业务是否支持链路切换的第一解析结果，以及所述数据业务是否支持多链路的第二解析结果；
业务类型确定模块，用于根据所述第一解析结果和所述第二解析结果，确定所述数据业务的业务类型。
在一些实施例中，在所述至少两种通信链路包括第一通信链路和第二通信链路的情况下，所述第二确定单元503，包括：
第一确定模块，用于如果所述第一通信链路的运行状态为正常，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务的业务连接路由至所述第一通信链路；
其中，所述第一通信链路的使用代价低于所述第二通信链路。
在一些实施例中，在所述业务类型为不支持链路切换且不支持多链路的情况下，所述第二确定单元503，包括：
第二确定模块，用于如果所述第一通信链路的运行状态为拥塞或受限或故障，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务新建立的连接路由至所述第二通信链路。
在一些实施例中，在所述业务类型为支持链路切换且不支持多链路的情况下，所述第二确定单元503，包括：
第三确定模块，用于如果所述第一通信链路的运行状态为拥塞或故障，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务已有的业务连接从所述第一通信链路切换至所述第二通信链路，并将切换后所述数据业务新建立的业务连接路由至所述第二通信链路；
第四确定模块，用于如果所述第一通信链路的运行状态为受限，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务新建立的业务连接路由至所述第二通信链路。
在一些实施例中，在所述业务类型为支持多链路且不支持链路切换的情况下，所述第二确定单元503，包括：
第五确定模块，用于如果所述第一通信链路的运行状态为拥塞或受限，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务的业务连接路由至所述第一通信链路和所述第二通信链路；
第六确定模块，用于如果所述第一通信链路的运行状态为故障，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务已有的业务连接从所述第一通信链路切换至所述第二通信链路，并将切换后所述数据业务新建立的业务连接路由至所述第二通信链路。
在一些实施例中，在所述家庭网关上部署有支持多路径传输协议的代理、且所述数据业务的业务类型为支持多链路的情况下，所述第二确定单元503，包括：
第二确定子单元，用于根据所述至少两种通信链路的运行状态和所述多路径传输协议对应的预设规则，确定目标策略路由；
所述策略路由单元504，包括：
链路建立模块，用于利用所述代理与所述外网之间建立至少两种通信链路；
路由模块，用于根据所述目标策略路由将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
在一些实施例中，所述装置还包括：
网关确定单元，用于确定所述数据业务所在通信链路的互联网出口网关；
对象确定单元，用于将所述互联网出口网关确定为检测对象；
监测单元，用于基于所述检测对象对所述数据业务所在通信链路的运行状态进行监测。
在一些实施例中，所述装置还包括：
服务质量确定单元，用于确定所述数据业务所需的服务质量；
分类单元，用于根据所述服务质量对所述数据业务进行分类，得到分类结果；
第三确定单元，用于基于所述分类结果，确定所述数据业务的转发优先级和所述数据业务在通信链路上的可用带宽。
以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的基于家庭网关的通信方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机、服务器等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
对应地，本申请实施例提供一种家庭网关，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例中提供的基于家庭网关的通信方法中的步骤。
对应地，本申请实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于家庭网关的通信方法中的步骤。
这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是，图6为本申请实施例家庭网关的一种硬件实体示意图，如图6所示，该家庭网关600的硬件实体包括：处理器601、通信接口602和存储器603，其中
处理器601通常控制家庭网关600的总体操作。
通信接口602可以使家庭网关600通过网络与其他电子设备(包括家庭网关)或服务器通信。
存储器603配置为存储由处理器601可执行的指令和应用，还可以缓存待处理器601以及家庭网关600中各模块待处理或已经处理的数据(例如，图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据)，可以通过FLASH(闪存)或RAM(Random Access Memory，随机访问存储器)实现。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种基于家庭网关的通信方法，其特征在于，所述方法包括：
响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测，得到所述至少两种通信链路的运行状态；
基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由；其中，所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述数据业务的业务类型，包括：
对所述数据业务进行解析，得到所述数据业务是否支持链路切换的第一解析结果，以及所述数据业务是否支持多链路的第二解析结果；
根据所述第一解析结果和所述第二解析结果，确定所述数据业务的业务类型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述至少两种通信链路包括第一通信链路和第二通信链路的情况下，所述基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由，包括：
如果所述第一通信链路的运行状态为正常，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务的业务连接路由至所述第一通信链路；
其中，所述第一通信链路的使用代价低于所述第二通信链路。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述业务类型为不支持链路切换且不支持多链路的情况下，所述基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由，包括：
如果所述第一通信链路的运行状态为拥塞或受限或故障，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务新建立的连接路由至所述第二通信链路。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述业务类型为支持链路切换且不支持多链路的情况下，所述基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由，包括：
如果所述第一通信链路的运行状态为拥塞或故障，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务已有的业务连接从所述第一通信链路切换至所述第二通信链路，并将切换后所述数据业务新建立的业务连接路由至所述第二通信链路；
如果所述第一通信链路的运行状态为受限，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务新建立的业务连接路由至所述第二通信链路。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述业务类型为支持多链路且不支持链路切换的情况下，所述基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由，包括：
如果所述第一通信链路的运行状态为拥塞或受限，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务的业务连接路由至所述第一通信链路和所述第二通信链路；
如果所述第一通信链路的运行状态为故障，则通过预设规则确定目标策略路由为将所述数据业务已有的业务连接从所述第一通信链路切换至所述第二通信链路，并将切换后所述数据业务新建立的业务连接路由至所述第二通信链路。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述家庭网关上部署有支持多路径传输协议的代理、且所述数据业务的业务类型为支持多链路的情况下，所述基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由，包括：
根据所述至少两种通信链路的运行状态和所述多路径传输协议对应的预设规则，确定目标策略路由；
所述根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路，包括：
利用所述代理与所述外网之间建立至少两种通信链路；
根据所述目标策略路由将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述数据业务所在通信链路的互联网出口网关；
将所述互联网出口网关确定为检测对象；
基于所述检测对象对所述数据业务所在通信链路的运行状态进行监测。
9.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述数据业务所需的服务质量；
根据所述服务质量对所述数据业务进行分类，得到分类结果；
基于所述分类结果，确定所述数据业务的转发优先级和所述数据业务在通信链路上的可用带宽。
10.一种基于家庭网关的通信装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定单元，用于响应于接收到内网发送的数据业务，确定所述数据业务的业务类型；
监测单元，用于对所述家庭网关与外网之间的至少两种通信链路进行监测，得到所述至少两种通信链路的运行状态；
第二确定单元，用于基于所述数据业务的业务类型和所述至少两种通信链路的运行状态，通过预设规则确定目标策略路由；其中，所述预设规则包括多个策略路由与业务类型、运行状态之间的对应关系；
策略路由单元，用于根据所述目标策略路由，将所述数据业务的业务连接路由至对应的通信链路。
11.一种网关，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至9任一项所述通信方法中的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9任一项所述通信方法中的步骤。
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