CN116170371A - 一种基于sdwan的视频传输优化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于SDWAN的视频传输优化方法及装置,涉及计算机网络视频传输技术领域。该基于SDWAN的视频传输优化方法,包括:将智能选路模块与自适应前向纠错模块结合,把多条链路进行融合,充分利用SDWAN的冗余带宽,根据不同的链路质量,及时调整冗余度,优先使用链路质量高的链路,并通过链路探测模块进行端到端的宽带检测,当带宽超限后,继续使用备份数据链路进行数据传输。本发明通过不使用压缩算法并充分利用SDWAN网络,达到了充分保证视频传输质量,降低成本,通过优先级选路算法结合带宽检测,提高了传输的稳定性,解决了网络质量差、使用专线宽带价格昂贵和视频传输质量低导致的客户体验感差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络视频传输技术领域,具体为一种基于SDWAN的视频传输优化方法及装置。
背景技术
随着SDWAN的发展,越来越多的企业选择使用SDWAN构建自己的企业内网。SDWAN可以轻松实现企业应用入云和分支互联。不同区域的企业用户可以借助于SDWAN网络,通过视频会议的形式实现远程交互。这使得对于进行视频会议连接稳定性的要求逐渐提高。而目前由于网络中存在的网络拥堵问题,极有可能发生网络抖动,并造成传输的数据包丢包,极大的降低了视频会议的质量,影响了用户的使用体验。视频会议作为一种高效的沟通方式是企业用户的核心需求之一。SDWAN作为一种廉价的接入方式,在网络的稳定性上跟传统专线比要差不少。综上可以看出,通过SDWAN智能网关对视频会议的传输优化对于用户接受SDWAN产品至关重要。现有的视频传输优化方法主要有以下几种。第一种通过部署专有的传输线路,保证视频会议的正常进行,这种方法可以提高线路质量和传输带宽。第二种方法是通过视频压缩来实现视频会议的传输优化。视频压缩可以减小传输大小,在带宽不变的情况下,传输数据包小,出问题的概率更小。第三种方法是使用一些视频优化方法,比如丢包重传、前向纠错等。丢包重传需要转换协议实现方法。视频会议大多以UDP方法传输。UDP是一种尽力而为的传输协议,不会进行丢包重传。要实现视频会议的丢包重传需要进行TCP协议转换,或者在UDP上自己做丢包统计。前向纠错是生成数据传输的冗余码。即使传输过程中有一定的数据包丢失,在接收端仍能通过固定的解码方法解出原始报文。
但运用上述几种方法对视频传输进行优化主要有以下局限:基于SDWAN部署专有线路,限制视频会议地点,无法体现SDWAN的优越性;视频压缩会降低视频质量,无法应对丢包场景;丢包重传复杂度高,在延时高的场景效果差;前向纠错不便于确定数据冗余度。综上所述,传统视频流量传输优化算法存在网络质量差、使用专线宽带价格昂贵和视频传输质量低导致的客户体验感差的问题。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种基于SDWAN的视频传输优化方法,解决了网络质量差、使用专线宽带价格昂贵和视频传输质量低导致的客户体验感差的问题。
技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种基于SDWAN的视频传输优化方法,包括以下步骤:
S1,配置不同类型流控策略、智能选路策略和链路探测策略;
S2,下发配置至用户侧智能网关节点,控制器命令配置接口与网关节点中各模块进程共享变量;
S3,将用户数据包通过零拷贝技术存入Linux用户空间内存;
S4,对每个用户数据包进行流量类型识别,识别完成的数据包会打上应用标签,用作后续的模块策略匹配;
S5,依据用户设置的策略对数据包进行流量匹配,同时在多条链路中进行选路;
S6,依据当前本端和对端的链路状态实时更新链路质量,再通过链路质量确定冗余度生成对应的冗余数据包;
S7,通过用户设置的流控策略保证视频数据的传输优先级;
S8,对端智能网关设备收到本端发送的视频数据包进行解码后的数据再传递给最终用户。
进一步地,所述S5中的选路的具体流程为:
S51,根据用户从云平台配置的策略,以用户配置的五元组和应用信息作为匹配条件,根据每个数据包的应用标签进行匹配,匹配失败的数据报文直接进入转发逻辑;
S52,遍历每条策略的下一跳接口,并根据当前的检测状态判断下一跳链路是否可用;
S53,判断出接口链路状态,包括判断下一跳设备协商和网口启动是否均正常,若两种状态都正常,则进行下一步;
S54,判断出接口带宽使用情况,若出口带宽达到使用阈值,则不再往这条链路上发送流量;
S55,链路质量超过用户设置的最低链路质量要求的链路停止使用;
S56,遍历所有出接口,记录当前可用的出接口,调用用户选择的算法进行链路选择;
S57,按照用户选择的算法进行选路,包括优先级选路算法和权重选路算法:
所述优先级选路算法为在可用的链路中选择用户配置的优先级最高的链路,当最高优先级的链路带宽占用达到阈值后,选择次优的链路;
所述权重选路算法为在可用的链路中随机分配。
进一步地,所述S54中的优先级算法结合带宽保护功能,在高优先级链路使用带宽超阈值之后,后续流量自动切换到低优先级链路。
进一步地,所述S6中冗余度的计算方法为:
第一步,产生并在网络上传输的前向纠错编码奇偶分组的数量H=(N-K)在H的低值Hmin和H的高值Hmax之间调节,其中N是此编码块的分组的总数,分组包括源分组和奇偶分组,K是视频流中视频源的块数,K根据希望的延迟和编码复杂度来确定;
即前向纠错码率R=K/N=K/(K+H),在R的高值Rmax=K/(K+Hmin)和R的低值Rmin=K/(K+Hmax)之间调节,不同的码率能应对不同的链路状况;
第二步,通过码率计算得到前向纠错码的冗余度S=1-R。
进一步地,所述S6的基于自适应前向纠错算法的具体处理步骤为:
S61:从流量中提取数据包的五元组信息和出接口信息;
S62:根据五元组信息和出接口信息查询会话表;
S63:对于没有创建会话的流量新建会话,所述新建会话使用bihash结构进行存储;
S64:对于当前的流量,查询通道链路质量,所述链路质量使用hash结构存储,由本端设备、对端设备以及相应的链路决定;
S65:定时获取链路丢包率,更新到hash链表中,当链路丢包率为0的时候,对于报文直接转发,不需要添加额外的冗余报文;
S66:通过链路丢包率得到冗余度,通过冗余度反推前向纠错码的码率;
S67:对于不需要做前向纠错的报文直接发送,对于需要做前向纠错的报文,生成对应的冗余包,然后随原始报文一起发送;
S68:接收端收到前向纠错的报文,需要按规则进行解码,然后发送给实际用户。
进一步地,所述S61中从流量中提取特征时,建立哈希结构体,当有数据包到达时,查询对应key-value值后即刻对数据包进行处理。
进一步地,所述S65中丢包率的获取过程为:对互联环境中每一个对端设备进行持续探测,如果具有多条冗余链路,则对每一条链路都进行探测,链路探测过程中使用卡尔曼滤波模型对探测数据进行处理,以得到更精确的丢包率。
进一步地,所述S65中的冗余报文在SDWAN作为专线链路的备份混合使用时,在专线的链路上不需要再添加冗余报文占用额外带宽。
进一步地,所述S7中流控策略需要根据用户设置匹配规则,保证需要前向纠错的数据包能优先发送;
对于其他报文降低优先级,设置带宽使用上限,防止带宽抢占。
一种基于SDWAN的视频传输优化装置,包括智能网关配置管理平台、控制器、智能网关dpdk数据包收发模块:
智能网关配置管理平台:用于配置不同类型流控策略、智能选路策略和链路探测策略;
控制器:用于下发配置至用户侧智能网关节点,控制器命令配置接口与网关节点中各模块进程共享变量;
智能网关dpdk数据包收发模块:用于将用户数据包通过零拷贝技术存入Linux用户空间内存;
应用识别模块:用于对每个用户数据包进行流量类型识别,识别完成的数据包会打上应用标签,用作后续的模块策略匹配;
智能选路模块:用于依据用户设置的策略对数据包进行流量匹配,同时在多条链路中进行选路;
自适应前向纠错编码模块:用于依据当前本端和对端的链路状态实时更新链路质量,再通过链路质量确定冗余度生成对应的冗余数据包;
链路探测模块:用于对互联环境中每一个对端设备进行持续探测,如果具有多条冗余链路,每一条链路都进行探测,链路探测过程中使用卡尔曼滤波模型对探测数据进行处理,得到更精确的丢包率;
分层流控模块:用于通过用户设置的流控策略保证视频数据的传输优先级;
前向纠错解码模块:用于对端智能网关设备收到本端发送的视频数据包进行解码后的数据再传递给最终用户。
有益效果
本发明具有以下有益效果:
(1)、该基于SDWAN的视频传输优化方法,通过结合智能选路模块和自适应前向纠错模块,将多条链路进行融合,充分利用SDWAN互联带宽,规避了传统优化技术使用昂贵的大专线宽带,优先使用链路质量高的链路,并进行带宽检测,当带宽超限之后,继续使用备份链路进行数据传输,不使用压缩算法,解决了网络质量差、使用专线宽带价格昂贵和视频传输质量低导致的客户体验感差的问题。
(2)、该基于SDWAN的视频传输优化方法,通过不改变原始终端功能,不修改用户的组网拓扑,不增加额外的设备,仅通过将优先级选路算法结合带宽保护功能,在高优先级链路使用带宽超阈值之后,后续流量切换到低优先级链路,充分利用SDWAN的冗余带宽,即可实现SDWAN组网中视频传输的优化功能,同时使用权重算法,在多条链路上负载分担,充分保证视频传输质量,成本很低,使用方便。
(3)、该基于SDWAN的视频传输优化方法,通过根据链路质量调整前向纠错冗余度,对于链路质量好的链路,不使用前向纠错功能,降低带宽使用率;对于链路质量差的链路,根据丢包率决定前向纠错冗余度,达到了在低质量链路上也能保证视频传输质量。
(4)、该基于SDWAN的视频传输优化方法,通过智能网关配置管理平台对视频传输流量转发速率,转发优先级等流控策略进行配置,配置经控制器下发至分层流控模块,当算法识别一条流为视频传输流量时,在分层流控模块对其转发优先级进行配置选择,实现视频流量的流控,保证网络服务质量。
(5)、该基于SDWAN的视频传输优化方法,通过链路探测模块实现端到端的探测,可以针对不同设备之间,甚至相同设备不同出口之间设置前向纠错的冗余度,极大提高了传输的性能,链路探测不依赖于传输报文,可以在发生丢包之前增加冗余报文,提升用户体验。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明基于SDWAN的视频传输优化方法的流程图;
图2为本发明基于SDWAN的视频传输优化装置的系统结构图;
图3为本发明智能选路模块的处理流程图;
图4为本发明自适应前向纠错算法的处理流程图;
图5为本发明实施例中提供的前向纠错算法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-图5,本发明实施例提供一种技术方案:一种基于SDWAN的视频传输优化方法,如图1,包括以下步骤:
S1,配置不同类型流控策略、智能选路策略和链路探测策略;
S2,下发配置至用户侧智能网关节点,控制器命令配置接口与网关节点中各模块进程共享变量;
S3,将用户数据包通过零拷贝技术存入Linux用户空间内存;
S4,对每个用户数据包进行流量类型识别,识别完成的数据包会打上应用标签,用作后续的模块策略匹配;
S5,依据用户设置的策略对数据包进行流量匹配,同时在多条链路中进行选路;
S6,依据当前本端和对端的链路状态实时更新链路质量,再通过链路质量确定冗余度生成对应的冗余数据包;
S7,通过用户设置的流控策略保证视频数据的传输优先级;
S8,对端智能网关设备收到本端发送的视频数据包进行解码后的数据再传递给最终用户。
具体地,如图3,S5中的选路的具体流程为:
S51,根据用户从云平台配置的策略,以用户配置的五元组和应用信息作为匹配条件,根据每个数据包的应用标签进行匹配,匹配失败的数据报文直接进入转发逻辑;
S52,遍历每条策略的下一跳接口,并根据当前的检测状态判断下一跳链路是否可用;
S53,判断出接口链路状态,包括判断下一跳设备协商和网口启动是否均正常,若两种状态都正常,则进行下一步;
S54,判断出接口带宽使用情况,若出口带宽达到使用阈值,则不再往这条链路上发送流量;
S55,链路质量超过用户设置的最低链路质量要求的链路停止使用;
S56,遍历所有出接口,记录当前可用的出接口,调用用户选择的算法进行链路选择;
S57,按照用户选择的算法进行选路,包括优先级选路算法和权重选路算法:
优先级选路算法为在可用的链路中选择用户配置的优先级最高的链路,当最高优先级的链路带宽占用达到阈值后,选择次优的链路;
权重选路算法为在可用的链路中随机分配。
本实施方案中,用户的多链路出口有着天然的优先级属性,专线接入是链路质量最好的,其次是基于互联网链路构建的SDWAN链路,互联网底层的链路质量会影响SDWAN链路质量,固定的互联网链路质量高于4G/5G的链路质量,链路的优先级关系由用户的接入质量决定,用户可以在智能选路的优先级上体现,使用优先级选路算法,用户优先选择质量最好的链路;
链路都有带宽限制,质量越好的链路价格越昂贵,带宽越小,当高质量链路带宽占用达到阈值之后,智能选路能将视频传输流量通过低质量链路转发,通过低质量链路可以扩充整体带宽,但是低质量链路的丢包和时延会更严重,为了保证视频传输质量,需要通过自适应前向纠错算法获取冗余数据。
具体地,S54中的优先级算法结合带宽保护功能,在高优先级链路使用带宽超阈值之后,后续流量自动切换到低优先级链路。
本实施方案中,用户的出接口带宽都是有限的,当用户流量超过使用限制后,即使流量从设备发出去了,在上级设备也会丢包,所以当出口带宽达到使用阈值后,不再往这条链路上发送流量。
具体地,S6中冗余度的计算方法为:
第一步,产生并在网络上传输的前向纠错编码奇偶分组的数量H=(N-K)在Hmin和Hmax之间调节,其中N是此编码块的分组的总数,分组包括源分组和奇偶分组,K是视频流中视频源的块数,K根据希望的延迟和编码复杂度来确定;
即前向纠错码率R=K/N=K/(K+H)在Rmax=K/(K+Hmin)和Rmin=K/(K+Hmax)之间调节,不同的码率能应对不同的链路状况;
第二步,通过码率计算得到前向纠错码的冗余度S=1-R。
具体地,如图4,S6的基于自适应前向纠错算法的具体处理步骤为:
S61:从流量中提取数据包的五元组信息和出接口信息;
S62:根据五元组信息和出接口信息查询会话表;
S63:对于没有创建会话的流量新建会话,新建会话使用bihash结构进行存储;
S64:对于当前的流量,查询通道链路质量,链路质量使用hash结构存储,由本端设备、对端设备以及相应的链路决定;
S65:定时获取链路丢包率,更新到hash链表中,当链路丢包率为0的时候,对于报文直接转发,不需要添加额外的冗余报文;
S66:通过链路丢包率得到冗余度,通过冗余度反推前向纠错码的码率;
S67:对于不需要做前向纠错的报文直接发送,对于需要做前向纠错的报文,生成对应的冗余包,然后随原始报文一起发送;
S68:接收端收到前向纠错的报文,需要按规则进行解码,然后发送给实际用户。
本实施方案中,根据链路质量自适应地改变前向纠错编码的容量和开销,以在网络上进行高效和鲁棒性的视频传输;
在S62中会话表可以加速处理流程,同一会话的数据包处理流程相同,具体处理流程根据绘画的标记进行区分。
具体地,S61中从流量中提取特征时,建立哈希结构体,当有数据包到达时,查询对应key-value值后即刻对数据包进行处理。
本实施方案中,key为流的IP五元组和出接口,value为流的存储位置,当有数据包到达时,查询对应key-value值后即刻对数据包进行处理,提升报文处理效率。
具体地,S65中丢包率的获取过程为:对互联环境中每一个对端设备进行持续探测,如果具有多条冗余链路,则对每一条链路都进行探测,链路探测过程中使用卡尔曼滤波模型对探测数据进行处理,以得到更精确的丢包率。
本实施方案中,在S65中为了防止频繁更新前向纠错码率,链路丢包不做实时更新,故使用一个定时器,定时从链路中探测获取丢包率,更新到hash链表中。
具体地,S65中的冗余报文在SDWAN作为专线链路的备份混合使用时,在专线的链路上不需要再添加冗余报文占用额外带宽。
本实施方案中,根据不同的链路质量,及时调整冗余度,以在不同质量的链路中保证视频传输质量。
具体地,S7中流控策略需要根据用户设置匹配规则,保证需要前向纠错的数据包能优先发送;
对于其他报文降低优先级,设置带宽使用上限,防止带宽抢占。
本实施方案中,具体的匹配规则和前向纠错的匹配条件相同,充分利用现有带宽,以保证高价值流量的优先传输。
一种基于SDWAN的视频传输优化装置,如图2,包括智能网关配置管理平台、控制器、智能网关dpdk数据包收发模块:
智能网关配置管理平台:用于配置不同类型流控策略、智能选路策略和链路探测策略;
控制器:用于下发配置至用户侧智能网关节点,控制器命令配置接口与网关节点中各模块进程共享变量;
智能网关dpdk数据包收发模块:用于将用户数据包通过零拷贝技术存入Linux用户空间内存;
应用识别模块:用于对每个用户数据包进行流量类型识别,识别完成的数据包会打上应用标签,用作后续的模块策略匹配;
智能选路模块:用于依据用户设置的策略对数据包进行流量匹配,同时在多条链路中进行选路;
自适应前向纠错编码模块:用于依据当前本端和对端的链路状态实时更新链路质量,再通过链路质量确定冗余度生成对应的冗余数据包;
链路探测模块:用于对互联环境中每一个对端设备进行持续探测,如果具有多条冗余链路,每一条链路都进行探测,链路探测过程中使用卡尔曼滤波模型对探测数据进行处理,得到更精确的丢包率;
分层流控模块:用于通过用户设置的流控策略保证视频数据的传输优先级;
前向纠错解码模块:用于对端智能网关设备收到本端发送的视频数据包进行解码后的数据再传递给最终用户。
本实施方案中,智能网关配置管理平台用来配置不同类型流控策略、智能选路策略和链路探测策略,配置通过控制器下发至用户侧智能网关节点,控制器命令配置接口与网关节点中各模块进程共享变量;用户入云及互联流量数据包会接入至用户侧网关节点,网关节点首先利用智能网关dpdk数据包收发模块将用户数据包通过零拷贝技术存入Linux用户空间内存;应用识别模块会对每个用户数据包进行流量类型识别,识别完成的数据包会打上应用标签,用作后续的模块策略匹配;当数据包到达智能选路模块的时候,会依据用户设置的策略进行流量匹配,同时在多条链路中进行选路;自适应前向纠错编码模块,依据当前本端和对端的链路状态实时更新链路质量,再通过链路质量确定冗余度生成对应的冗余数据包;分层流控模块通过用户设置的流控策略保证视频数据的传输优先级。对端智能网关设备收到本端发送的视频数据包后会进入前向纠错解码模块,解码后的数据再传递给最终用户。
使用时,下面我们以10%冗余度为例说明系统对各类丢包率的抵抗能力。当选择每10个包丢1个包时(丢包率10%),一个GROUP中最多只会丢弃1个包,10%的冗余度足够抵抗这一丢包率,接收到的所有媒体包序号均保持连续,丢包率从10%降为0%。当选择每5个包丢弃1个包时(丢包率20%),丢包情况如图5所示。
对于第二组,一共丢失了两个包,包含9号媒体包和14号媒体包。因为接收的媒体包数为7个加接收的冗余包数1个,总数小于总媒体包数(9个),因此接收端前向纠错解码失败,无法恢复。为了保证恢复效果,必须保证冗余度大于丢包率。
本发明可以部署在云网络中的各主要网关节点中,尤其可应用于SDWAN边缘侧智能网关接入节点中。在SDWAN边缘侧智能网关节点的框架下,本发明可部署在接口发包之前。在用户使用SDWAN边缘节点入云或互联时,利用本发明提出的自适应前向纠错方法和系统可以对其中的视频流量进行传输优化。通过结合智能选路,分级流控功能,充分利用SDWAN的冗余带宽,在不降低传输质量的前提下,提升网络服务质量,从而提高用户满意度。
综上所述,本发明通过智能选路模块结合自适应前向纠错模块,将多条链路进行融合,充分利用SDWAN的冗余带宽,根据不同的链路质量,及时调整冗余度,优先使用链路质量高的链路,并通过链路探测模块进行端到端的宽带检测,当带宽超限后,继续使用备份数据链路进行数据传输,充分保证视频传输质量,降低成本,提高了传输的稳定性。
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。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种基于SDWAN的视频传输优化方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,配置不同类型流控策略、智能选路策略和链路探测策略;
S2,下发配置至用户侧智能网关节点,控制器命令配置接口与网关节点中各模块进程共享变量;
S3,将用户数据包通过零拷贝技术存入Linux用户空间内存;
S4,对每个用户数据包进行流量类型识别,识别完成的数据包会打上应用标签,用作后续的模块策略匹配;
S5,依据用户设置的策略对数据包进行流量匹配,同时在多条链路中进行选路;
S6,依据当前本端和对端的链路状态实时更新链路质量,再通过链路质量确定冗余度生成对应的冗余数据包;
S7,通过用户设置的流控策略保证视频数据的传输优先级;
S8,对端智能网关设备收到本端发送的视频数据包进行解码后的数据再传递给最终用户。
2.根据权利要求1所述的一种基于SDWAN的视频传输优化方法,其特征在于:所述S5中的选路的具体流程为:
S51,根据用户从云平台配置的策略,以用户配置的五元组和应用信息作为匹配条件,根据每个数据包的应用标签进行匹配,匹配失败的数据报文直接进入转发逻辑;
S52,遍历每条策略的下一跳接口,并根据当前的检测状态判断下一跳链路是否可用;
S53,判断出接口链路状态,包括判断下一跳设备协商和网口启动是否均正常,若两种状态都正常,则进行下一步;
S54,判断出接口带宽使用情况,若出口带宽达到使用阈值,则不再往这条链路上发送流量;
S55,链路质量超过用户设置的最低链路质量要求的链路停止使用;
S56,遍历所有出接口,记录当前可用的出接口,调用用户选择的算法进行链路选择;
S57,按照用户选择的算法进行选路,包括优先级选路算法和权重选路算法:
所述优先级选路算法为在可用的链路中选择用户配置的优先级最高的链路,当最高优先级的链路带宽占用达到阈值后,选择次优的链路;
所述权重选路算法为在可用的链路中随机分配。
3.根据权利要求2所述的一种基于SDWAN的视频传输优化方法,其特征在于:所述S54中的优先级算法结合带宽保护功能,在高优先级链路使用带宽超阈值之后,后续流量自动切换到低优先级链路。
4.根据权利要求1所述的一种基于SDWAN的视频传输优化方法,其特征在于:所述S6中冗余度的计算方法为:
第一步,产生并在网络上传输的前向纠错编码奇偶分组的数量H=(N-K)在H的低值Hmin和H的高值Hmax之间调节,其中N是此编码块的分组的总数,分组包括源分组和奇偶分组,K是视频流中视频源的块数,K根据希望的延迟和编码复杂度来确定;
即前向纠错码率R=K/N=K/(K+H),在R的高值Rmax=K/(K+Hmin)和R的低值Rmin=K/(K+Hmax)之间调节,不同的码率能应对不同的链路状况;
第二步,通过码率计算得到前向纠错码的冗余度S=1-R。
5.根据权利要求1所述的一种基于SDWAN的视频传输优化方法,其特征在于:所述S6的基于自适应前向纠错算法的具体处理步骤为:
S61:从流量中提取数据包的五元组信息和出接口信息;
S62:根据五元组信息和出接口信息查询会话表;
S63:对于没有创建会话的流量新建会话,所述新建会话使用bihash结构进行存储;
S64:对于当前的流量,查询通道链路质量,所述链路质量使用hash结构存储,由本端设备、对端设备以及相应的链路决定;
S65:定时获取链路丢包率,更新到hash链表中,当链路丢包率为0的时候,对于报文直接转发,不需要添加额外的冗余报文;
S66:通过链路丢包率得到冗余度,通过冗余度反推前向纠错码的码率;
S67:对于不需要做前向纠错的报文直接发送,对于需要做前向纠错的报文,生成对应的冗余包,然后随原始报文一起发送;
S68:接收端收到前向纠错的报文,需要按规则进行解码,然后发送给实际用户。
6.根据权利要求4所述的一种基于SDWAN的视频传输优化方法,其特征在于:所述S61中从流量中提取特征时,建立哈希结构体,当有数据包到达时,查询对应key-value值后即刻对数据包进行处理。
7.根据权利要求4所述的一种基于SDWAN的视频传输优化方法,其特征在于:所述S65中丢包率的获取过程为:对互联环境中每一个对端设备进行持续探测,如果具有多条冗余链路,则对每一条链路都进行探测,链路探测过程中使用卡尔曼滤波模型对探测数据进行处理,以得到更精确的丢包率。
8.根据权利要求4所述的一种基于SDWAN的视频传输优化方法,其特征在于:所述S65中的冗余报文在SDWAN作为专线链路的备份混合使用时,在专线的链路上不需要再添加冗余报文占用额外带宽。
9.根据权利要求1所述的一种基于SDWAN的视频传输优化方法,其特征在于:所述S7中流控策略需要根据用户设置匹配规则,保证需要前向纠错的数据包能优先发送;
对于其他报文降低优先级,设置带宽使用上限,防止带宽抢占。
10.一种基于SDWAN的视频传输优化装置,其特征在于,包括智能网关配置管理平台、控制器、智能网关dpdk数据包收发模块:
智能网关配置管理平台:用于配置不同类型流控策略、智能选路策略和链路探测策略;
控制器:用于下发配置至用户侧智能网关节点,控制器命令配置接口与网关节点中各模块进程共享变量;
智能网关dpdk数据包收发模块:用于将用户数据包通过零拷贝技术存入Linux用户空间内存;
应用识别模块:用于对每个用户数据包进行流量类型识别,识别完成的数据包会打上应用标签,用作后续的模块策略匹配;
智能选路模块:用于依据用户设置的策略对数据包进行流量匹配,同时在多条链路中进行选路;
自适应前向纠错编码模块:用于依据当前本端和对端的链路状态实时更新链路质量,再通过链路质量确定冗余度生成对应的冗余数据包;
链路探测模块:用于对互联环境中每一个对端设备进行持续探测,如果具有多条冗余链路,每一条链路都进行探测,链路探测过程中使用卡尔曼滤波模型对探测数据进行处理,得到更精确的丢包率;
分层流控模块:用于通过用户设置的流控策略保证视频数据的传输优先级;
前向纠错解码模块:用于对端智能网关设备收到本端发送的视频数据包进行解码后的数据再传递给最终用户。
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