CN210899219U - 基于多路径传输的网络中间设备及多路径传输网络架构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于多路径传输的网络中间设备及多路径传输网络架构，网络中间设备至少包括依次数据连接的第一收发组件、调度模块以及第二收发组件，所述调度模块至少包括彼此数据连接的第一数据分流器以及处理器，所述第一数据分流器与所述第一收发组件数据连接，所述处理器与所述第二收发组件数据连接。本实用新型通过第一数据分流器以及处理器的分别独立的硬件设置，将整个数据的调度过程物理上分割为两个部分，利用第一数据分流器将不同用户对应的连接数据并行传输至处理器，从而能够缓解大量数据冲击下出现数据拥堵，显著地减轻数据拥堵导致的数据乱序和丢失。

Description

基于多路径传输的网络中间设备及多路径传输网络架构

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，涉及一种基于多路径传输的网络中间设备。

背景技术

相比于传统网络中TCP协议利用单个网络路径进行数据传输的方式，利用多个网络路径同时传输数据是提升数据传输速率、降低数据传输延迟波动的有效手段。例如，多路径传输控制协议(Multipath Transport Control Protocol，MPTCP)是一种利用多条路径并发传输的传输层协议，可以提高端到端的吞吐率，增加网络利用率和冗余性。MPTCP完全兼容传输控制协议(Transport Control Protocol，TCP)。在TCP的基础上新增了TCP选项头，以实现MPTCP建链、拆链和数据传输等功能。但在此类做法中，作为现行标准的MPTCP协议由于需要客户终端和服务器系统分别提供支持而难以部署。

网络中间设备是网络中从源地址到目的地址之间的中间设备，例如路由器、交换机，其在网络中除了具有转发和路由功能外，还具有提升网络安全 (防火墙)、改善网络负载分配(Load Balancer)以及降低带宽消耗(WAN Optimizers)等重要作用。因此现有技术利用多个网络中间设备构建客户终端到服务器的网络架构以实现多路径传输，而不必对客户终端和服务器进行改造。

例如，公开号为CN2092181117U的中国专利文献公开了一种4G多路聚合智能通信设备，包括业务服务器，所述业务服务器安装在中心机房内，且所述业务服务器通过LAN线连接有多网融合服务器，所述多网融合服务器通过信号连接有多往融合终端，所述多网融合终端通过信号连接有物理网络，且所述多网融合终端还通过LAN/WIFI连接有业务终端。该专利提供的多网融合服务器与多网融合终端将数据包拆分并从不同网络通道传输的链路聚合技术，做到融合各种制式的网络，提高有效带宽，解决常规接入方式的带宽低、基站拥堵、基站信号抖动等通信质量问题，消除因常规接入方法导致的业务断续。但是该专利并没有公开相应的多网融合终端以及多网融合服务器如何实现数据包拆分并从不同网络通道传输，而且对于多网融合服务器通过LAN与业务服务器连接，严重限制了多网融合服务器位置以及组网的灵活度。

例如，公开号为CN208143246U的中国专利文献公开了一种列车多网融合设备，包括CPU处理器通过其内部存储器控制器连接SDRAM模块和 NANDFLASH模块，所述CPU处理器通过其内部JTAG接口连接JTAG模块， RS485模块连接CPU处理器的内部UART接口和外部RS485总线，CAN协议控制器连接CPU处理器的内部CAN接口和CAN收发器，CAN收发器连接外部CAN总线或CANOPEN总线，以太网模块连接CPU处理器内部的以太网接口和外部以太网总线，时钟模块、复位模块和电源模块通过相应引脚连接CPU处理器。该实用新型将TCN/MVB网络、RS485网络、CAN网络和CANOPEN网络进行融合，并转换为统一以太网网络，将多种处于异构网络的设备与传统的以太网互联，实现不同类型的网络之间的协议转换，实现远程管理控制。

例如，公开号为CN203206480U的中国专利文献公开了基于多个网络调度约束来智能调度网络任务的客户端设备，包括一个或多个射频前端；一个或多个基带处理器，与所述一个或多个射频前端电耦接并适于执行用于至少两个网络的调度；以及调度引擎装置，与所述一个或多个基带处理器以及所述一个或多个射频前端电耦接，所述调度引擎装置用于使用所述一个或多个基带处理器确定为所述至少两个网络执行的任务的调度，其中所确定的调度至少部分基于所述至少两个网络的一个或多个时间敏感性要求。该专利针对异构无线系统中，现有的设备能够提供多模操作，即支持两个或更多个蜂窝网络同时连接，为设备提供多个通信路径进行传输，

例如，公开号为CN204425667U的中国专利文献公开了一种配用电异构网络的多模通信终端，包括终端单元、接口单元和ARM内核芯片；所述终端单元包括1.8G无线专网模块、Wi-Fi模块、无线公网模块、230M无线专网模块、电力载波模块中的至少一种；所述接口单元包括与各种通信对应的接口：1.8G无线专网模块接口、WIFI模块接口、无线公网模块接口、230M 无线专网模块接口、电力载波模块接口，及以太网接口；所述ARM内核芯片包括控制器、模块切换接入单元、数据转发单元和存储器；所述终端单元的各个通信模块安装于所述接口单元对应的接口上，所述接口单元的除所述以太网接口之外的各个接口分别连接所述模块切换接入单元，所述模块切换接入单元还分别连接所述控制器、所述存储器和所述数据转发单元，所述数据转发单元还连接所述以太网接口。该实用新型配用电异构网络的多模通信终端，包括各种通信模块和对应的接口以及ARM内核芯片，其通信模块可以灵活装拆，ARM内核芯片会自动根据所安装的通信模块进行通信方式的切换。因此，该多模通信终端依据通信环境的不同，随时配置相应的通信模块，充分利用了模块资源，大大降低了模块成本。

但是以上两个专利文献公开的网络中间设备没有考虑到在供大量用户使用的情况下，如何处理每个用户的数据以避免数据拥塞导致分发至不同制式网络的数据丢失或乱序的问题。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种基于多路径传输的网络中间设备，至少包括依次连接的第一收发组件、调度模块以及第二收发组件。所述调度模块至少包括彼此连接的第一数据分流器以及处理器。所述第一数据分流器与所述第一收发组件连接。所述处理器与所述第二收发组件连接。

根据一种优选实施方式，在所述处理器与所述第二收发组件之间设置有存储单元。所述存储单元分别与所述处理器和所述第二收发组件连接，从而所述处理器、所述存储单元以及所述第二收发组件构成闭合回路。所述第一收发组件通过所述第一数据分流器接入由所述处理器、所述存储单元以及所述第二收发组件构成的闭合回路。

根据一种优选实施方式，所述存储单元至少包括彼此连接的缓存器和存储器。所述存储器与所述第一数据分流器连接，从而所述第一数据分流器、所述处理器、所述缓存器以及所述存储器构成闭合回路。所述第二收发组件与所述存储器连接。

根据一种优选实施方式，所述处理器以及所述第一数据分流器通过所述第一收发组件/第二收发组件与上位机连接。

根据一种优选实施方式，所述第一收发组件至少包括网卡、无线模块、移动通信模块、卫星网络模块中的至少一种。所述第二收发组件至少包括网卡、无线模块、移动通信模块、卫星网络模块中的至少一种。

本实用新型还提供一种网络中间设备，至少包括依次连接的第一收发组件、调度模块以及第二收发组件。所述调度模块至少包括彼此连接的第一数据分流器以及处理器。所述第一数据分流器与所述第一收发组件连接。所述处理器与所述第二收发组件连接。在所述第一收发组件与所述第一数据分流器之间设置有数据截取模块。

根据一种优选实施方式，所述数据截取模块至少包括数据处理单元、数据锁存单元以及第二数据分流器。所述第一收发组件通过所述数据锁存单元与所述数据处理单元连接。所述数据处理单元与所述第二数据分流器连接。所述第二数据分流器分别与所述数据锁存单元和所述调度模块连接。所述第二数据分流器分别与所述第一数据分流器和所述处理器连接。

根据一种优选实施方式，在所述处理器与所述第二收发组件之间设置有存储单元。所述存储单元分别与所述处理器和所述第二收发组件连接，从而所述处理器、所述存储单元以及所述第二收发组件构成闭合回路。所述第一收发组件通过所述第一数据分流器接入由所述处理器、所述存储单元以及所述第二收发组件构成的闭合回路。

根据一种优选实施方式，所述存储单元至少包括彼此连接的缓存器和存储器。所述存储器与所述第一数据分流器连接，从而所述第一数据分流器、所述处理器、所述缓存器以及所述存储器构成闭合回路。所述第二收发组件与所述存储器连接。

本实用新型还提供一种多路径传输网络架构，至少包括客户端和服务器。所述多路径传输网络架构还包括如前述优选实施方式之一所述的网络中间设备。所述网络中间设备至少包括第一网络中间设备和第二网络中间设备。所述第一网络中间设备部署于所述客户端与所述服务器之间的通信路径上。所述第二网络中间设备与所述服务器建立链接。所述第二网络中间设备按照能够通过至少一个通信网络与所述第一网络中间设备建立连接的方式设置。

本实用新型的有益效果：在大量用户请求连接的情况下，可以通过第一数据分流器以及处理器的分别独立的硬件设置，将整个数据的调度过程物理上分割为两个部分，利用第一数据分流器将不同用户对应的连接数据并行传输至处理器，从而能够缓解大量数据冲击下出现数据拥堵，显著地减轻数据拥堵导致的数据乱序和丢失。而且由于第一数据分流器从物理上将不同的用户连接的数据包从并行的通道上传输，因此处理器能够同时快速并行地接收数据，不仅能够提高数据传输的速度，还能够通过第一数据分流器和处理器 22的分别独立设置实现对数据传输过程分级独立处理，以实现精细控制。

附图说明

图1是本实用新型的一种优选的结构模块示意图；

图2是本实用新型的一种优选上位机与调度模块连接的电路示意图；

图3是本实用新型的另一种优选的结构模块示意图；和

图4是本实用新型的一种优选多路径传输网络架构示意图。

附图标记列表

1：第一收发组件 2：调度模块 3：第二收发组件

4：存储单元 5：上位机 6：数据截取模块

7：第一网络中间设备 8：第二网络中间设备

10：客户端 11：网卡 12：无线模块

13：移动通信模块 14：卫星网络模块 20：服务器

21：第一数据分流器 22：处理器 41：缓存器

42：存储器 61：数据处理单元 62：数据锁存单元

63：第二数据分流器

具体实施方式

下面结合附图1至4进行详细说明。

实施例1

本实施例旨在通过硬件的增设以及硬件之间连接关系的改进为调度模块2的端到端的可靠传输提供硬件基础，特别针对为大量用户的智能终端提供端到端数据传输服务情况下，不同的用户连接产生的用户流累积在调度模块2的数据缓存区，从而导致数据拥塞无法与接入网络的吞吐量匹配产生部分数据乱序以及数据丢失的问题，提供一种基于多路径传输的网络中间设备，其调度模块2内增设有第一数据分流器，从而用户的端到端传输的过程至少分解为多个不同用户连接的数据的传输和连接内数据调度至不同的网络两个过程，显著地缓解了调度模块2大量传输数据时出现的拥塞和数据乱序的问题。

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种基于多路径传输的网络中间设备，至少包括依次连接的第一收发组件1、调度模块2以及第二收发组件3。优选地，第一收发组件1至少包括网卡11、无线模块12、移动通信模块13、卫星网络模块14中的至少一种。第二收发组件3至少包括网卡11、无线模块12、移动通信模块13、卫星网络模块14中的至少一种。优选地，网卡11可以是以太网卡，例如型号为X710-DA4BLK X710-DA4 的四端口万兆光纤网卡，能够接入以有线的方式接入网络与客户端10或者服务器20连接。优选地，客户端10可是用户的智能终端，例如手机、平安电脑、电脑等。服务器20可以是业务内容提供设备，能够响应客户端10 的请求并传输请求的内容至客户端10。优选地，无线模块12用于通过无线的方式接入网络与客户端10，无线模块12可以至少包括Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块等。优选地，Wi-Fi模块可以是型号为WG203的双频 Wi-Fi模块，支持全双工通信，并且支持2.4GHz和5GHz双频段同时工作。在2.4GHz频段支持1-14信道，在5GHz频段支持5-5.9GHz的所有信号。蓝牙模块可以是型号为NDB-M2658A的采用UART接口的蓝牙芯片。优选地，Zigbee模块可以是型号为E18-MS1PA1-PCB的采用UART接口的Zigbee 电路板。优选地，移动通信模块13可以采用型号为E849-TTL-4G05的全网通LTE数传模块。优选地，卫星网络模块14可以采用信号为 CHC3014-99F的集成微波芯片，能够传输8～12GHz频段的信号以接入卫星通信系统。优选地，第二收发组件3内包括的模块可以与第一收发组件1 相同。通过以上设置方式，客户端10，即用户可以通过不同的智能终端以有线、Wi-Fi或者是移动通信网络的方式与第一收发组件1建立连接，从而收发数据。而第二收发组件3同样能够通过有线、无线的方式接入不同制式的网络，例如移动通信网络、卫星网络等。

优选地，如图1所示，调度模块2至少包括彼此连接的第一数据分流器 21以及处理器22。第一数据分流器21与第一收发组件1连接。处理器22 与第二收发组件3连接。优选地，第一数据分流器21以及其进行数据分流的方法是现有技术，已被大量的文献公开，例如第一数据分流器21可以是公开号为CN104734993B的中国专利文献公开的分流器，该分流器能够通过数据包所属的数据流标识信息而将不同用户的连接的数据包分发至处理器22。优选地，第一数据分流器21也可以是型号为XC2V3000的FPGA 芯片，该芯片可以被配置多种数据分流算法将不同用户连接的数据流分别传输至处理器22。例如，可以配置公开号为CN103338483B的中国专利文献公开的数据分流方法。以上现有的数据分流算法可以通过与上位机5连接而配置在第一数据分流器21上。优选地，处理器22同样可以是FPGA芯片，可以选用与第一数据分流器21型号相同的芯片。优选地，处理器22可以被配置多种调度算法或者调度策略。需要说明的是现有技术已有大量成熟的关于多路径调度算法或者调度策略。例如，公开号为CN110278149A公开了一种基于深度强化学习的多路径传输控制协议数据包调度方法。例如，公开号为CN109347738A的中国专利文献公开了一种车载异构网络的多径传输调度优化方法。例如，文献[1]Joshua Hare,Lance Hartung,and SumanBanerjee.Transparent flow migration through splicing for multi-homedvehicular internet gateways.In IEEE VNC,2013.公开了一种称为FloMiS的技术，通过该技术可以将流从一个网络迁移到另一个网络，而无需对端点(基于Internet的服务器或移动客户端)进行任何更改。针对移动环境下每个蜂窝路径都会遇到停顿和故障，从而导致网络流量中断的问题，该技术仅在网关中实现FloMiS机制，网关通过该机制重新启动对中断流内容的请求，并以透明的方式将它们拼接回原始流传递给移动客户端。FloMiS旨在优化大部分网络的流量，实验数据表明，FloMiS能够在短短的两次往返时间内迁移超过93％的流，客户端通常会在断开连接几分钟后恢复。优选地，例如文献[2] 王凤华.多路径传输管理技术的研究[D].北京邮电大学,2014.公开了多路径传输调度策略以及相应的调度算法。以上调度策略或调度算法可以同与上位机5的连接而被配置在处理器22上。通过以上设置方式，在大量用户请求连接的情况下，可以通过第一数据分流器21以及处理器22的分别独立的硬件设置，将整个数据的调度过程物理上分割为两个部分，利用第一数据分流器21将不同用户对应的连接数据并行传输至处理器22，从而能够缓解大量数据冲击下出现数据拥堵，显著地减轻数据拥堵导致的数据乱序和丢失。而且由于第一数据分流器21从物理上将不同的用户连接的数据包从并行的通道上传输，因此处理器22能够同时快速并行地接收数据，不仅能够提高数据传输的速度，还能够通过第一数据分流器21和处理器22的分别独立设置实现对数据传输过程分级独立处理，以实现精细控制。

根据一种优选实施方式，处理器22以及第一数据分流器21通过第一收发组件1/第二收发组件3与上位机5连接。优选地，第一数据分流器21 和处理器22均可以通过与上位机5通信而配置不同的算法，从而在硬件上实现相应的功能。优选地，现有技术一般通过USB接口或者通信串口实现上位机与可配置的芯片之间的通信。而本实施例提供一种通过网卡11接入以太网以实现在线配置。第一数据分流器21和处理器22可以均采用型号为 XC2V3000的FPGA芯片。如图2所示，DSP作为控制器生成配置第一数据分流器21和处理器22所需要的配置数据和时序。DSP可以使用型号为 TMS320C6455的DSP芯片。SDRAM是DSP的内存。SDRAM可以采用型号为F4-2400C15Q-32GTZR的SDRAM存储器。FLASH作为DSP芯片的上电引导芯片。FLASH可以采用型号为S29GL01GP的芯片，并且多余的存储空间可以存储第一数据分流器21和处理器22的配置文件。CPLD用于实现 FPGA配置方式的状态切换，另一方面将配置信号转换成FPGA配置接口所需的信号。CPLD作为时序转换芯片，可以采用型号为XC2C128的芯片。具体而言，如图2所示，处理器22以及第一数据分流器21通过第一收发组件1或者第二收发组件3内的网卡11连接。网卡11通过EMAC接口与 DSP连接。DSP分别与SDRAM和FLASH连接。DSP分别与两个CPLD连接。 CPLD分别与第一数据分流器21和处理器22连接，具体配置连线的方式如图2所示。优选地，CS_B为片选信号，低电平有效。RDWR_B为写信号，低电平有效。BUSY表示FPGA处于忙状态，高电平有效。D0-D7表示数据线。INIT_B为芯片被复位后，此管脚为输出信号，输出低电平指示FPGA正在自行复位。PROG_B为异步复位信号，下降沿有效，此信号为低电平时复位FPGA，复位后FPGA芯片处于内部寄存器自行复位过程，INIT_B被FPGA芯片拉低，此过程结束后FPGA不再驱动INIT_B管脚，INIT_B管脚处于浮空状态，NIT_B有上拉电阻时，INIT_B呈现高电平，依次可以指示FPGA的内部寄存器自行复位结束。DONE为加载成功指示。CCLK为程序加载时，数据在此信号的上升沿被写入FPGA。DIN是信号数据的输入。优选地，系统上电后，由CPLD和DSP共同控制存储在FLASH中的FPGA加载文件被加载至第一数据分流器21和处理器22，实现上电配置模式。当需要对第一数据分流器21和处理器22进行更新或者在线配置时，上位机5通过DSP 读取网卡11传输的数据文件进行在线配置，还可以对存储在FLASH内的配置文件进行更新。通过以上设置方式，能够通过第一收发组件1或者第二收发组件3在线与上位机5连接实现第一数据分流器21和处理器22的在线配置以支持第一数据分流器21和处理器22自定义数据分流算法的开发和部署。

根据一种优选实施方式，在处理器22与第二收发组件3之间设置有存储单元4。存储单元4分别与处理器22和第二收发组件3连接，从而处理器22、存储单元4以及第二收发组件3构成闭合回路。优选地，存储单元 4为快速存储数据的存储介质，例如可以是型号为VTI7064的SRAM存储器。通过该设置方式，通过该设置方式，在数据流量较大的情况下，部分需要排队传输的数据传输至存储单元4，从而能够缓解大量数据传输带来的拥塞，相对使用总线式的数据传输结构，能够避免并发传输时需要的较大宽带来的成本增加。而且，处理器22、存储单元4以及第二收发组件3构成的闭合回路，使得处理器22能够通过存储单元4直接驱动存储单元4从第二收发组件3获取的网络性能数据，而不需要一系列的应用层的数据处理，能够在硬件上实现处理器22对数据的快速获取。

优选地，第一收发组件1通过第一数据分流器21接入由处理器22、存储单元4以及第二收发组件3构成的闭合回路。通过该设置方式，在数据发送的过程中，第一收发组件1可以通过第一数据分流器21、处理器22与第二收发组件3连接，从而实现数据的发送。在数据接收的过程中，第二收发组件2接收到的数据可以通过存储单元4传递至第一数据分流器21，然后传输至第一收发组件1，从而数据发送的路径与数据接收的路径不同，避免两者传输的数据发生冲突。

优选地，存储器42与第一数据分流器21连接，从而第一数据分流器 21、处理器22、缓存器41以及存储器42构成闭合回路。第二收发组件3 与存储器42连接。优选地，存储器42与第二收发组件3内的每个模块分别连接，例如，存储器42分别与网卡11、无线模块12、移动通信模块13、卫星网络模块14连接。通过该设置方式，当处理器22内的数据缓存区容量不够的情况下，可以通过将存储单元4内的数据缓存器41作为扩展的数据缓存区以缓解数据拥塞，并且还能够扩大数据缓存区以匹配网络的带宽，提高数据传输的效率，而存储器42可以存储第二收发组件3内的数据，也可以作为第一数据分流器21的内存扩展，避免第一数据分流器21内部数据拥堵。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本实用新型还提供一种网络中间设备，至少包括依次连接的第一收发组件1、调度模块2以及第二收发组件3。调度模块2至少包括彼此连接的第一数据分流器21以及处理器22。第一数据分流器21与第一收发组件1连接。处理器22与第二收发组件3连接。

根据一种优选实施方式，在处理器22与第二收发组件3之间设置有存储单元4。存储单元4分别与处理器22和第二收发组件3连接，从而处理器22、存储单元4以及第二收发组件3构成闭合回路。第一收发组件1通过第一数据分流器21接入由处理器22、存储单元4以及第二收发组件3 构成的闭合回路。

根据一种优选实施方式，存储单元4至少包括彼此连接的缓存器41和存储器42。存储器42与第一数据分流器21连接，从而第一数据分流器21、处理器22、缓存器41以及存储器42构成闭合回路。第二收发组件3与存储器42连接。

优选地，与实施例1的不同之处是在第一收发组件1与第一数据分流器 21之间设置有数据截取模块6。如图3所示，数据截取模块6至少包括数据处理单元61、数据锁存单元62以及第二数据分流器63。第一收发组件 1通过数据锁存单元62与数据处理单元61连接。数据处理单元61与第二数据分流器63连接。第二数据分流器63分别与数据锁存单元62和调度模块2连接。第二数据分流器63分别与第一数据分流器21和处理器22连接。通过该设置方式，事实上并不是所有关于用户的数据都需要采用多路径传输，即不是所有的数据都需要传输至调度模块2。优选地，用户连接的部分数据是关于控制结算类的，因此采用数据截取模块6将用户数据分流，使得需要多路径传输的数据传输至调度模块2，而控制结算类的数据还是按既有的路由传输。此外，针对不同的用户采用不同路由策略也是网络中间设备的固有功能，因此通过数据截取模块6能够目标用户的数据传输至调度模块2。

优选地，第二数据分流器63的结构与第一数据分流器21相同。相比于第一数分流器21将不同的用户连接数据分流，第二数据分流器63的粒度较大，而是将目标用户连接的数据分流。优选地，数据锁存单元62用于将第一收发组件1传输的数据锁存。数据锁存单元62可以是锁存芯片，例如型号为74HC573的锁存芯片。优选地，数据处理单元61用于控制数据可以是微控制单元，例如型号为MAX32660的微控制单元。优选地，数据锁存单元62根据数据处理单元61的信号将截取的数据锁存，从而给数据处理单元61充分的时间读取截取到的数据。

实施例3

本实施例是对实施例1、实施例2以及实施例1和2之间的结合的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本实用新型还提供一种多路径传输网络架构，至少包括客户端10和服务器20。多路径传输网络架构还包括如前述实施例涉及的网络中间设备。优选地，如图4所示，网络中间设备至少包括第一网络中间设备7和第二网络中间设备8。优选地，第一网络中间设备7和第二网络中间设备8相同。第一网络中间设备7部署于客户端10与服务器20之间的通信路径上。第二网络中间设备8与服务器20连接。第二网络中间设备8按照能够通过至少一个通信网络与第一网络中间设备7建立连接的方式设置。优选地，如图 3所示，第一网络中间设备7可以部署于客户端10侧，从而用户的智能终端可以与第一网络中间设备7通过有线、Wi-Fi等建立TCP连接。第一网络中间设备7可以通过BTS、NodeB、eNodeB、Wi-Fi等接入不同的核心网，并由核心网接入短波通信网、GPS、卫星通信网、蜂窝移动网、PSTN、ISDN、 Internet等。优选地，第二网络中间设备8可以部署于服务器20侧。第二网路中间设备8可以通过有线或者无线的方式与服务器20连接，而不必部署于客户端10与服务器20之间的通信路径上。例如，第二网络中间设备8 可以部署于3G核心网元SGSN(Serving GPRS Support Node)以及GGSN (Gateway GPRS Support Node)上。优选地，还可以部署在4G核心网络中，例如，部署在LTE(Long Term Evolution)的全IP分组核心网EPC (Evolved Packet Core)的网元上，比如SGW(Serving Gateway)和PGW (PDN Gateway)，或者部署于MME(Mobility ManagementEntity)上。优选地，还可以部署在5G的核心网的用户面功能(User Plane Function) 上。

优选地，第一网络中间设备7同样可以部署于SGSN(Serving GPRS Support Node、GGSN(Gateway GPRS Support Node)、SGW(Serving Gateway)、PGW(PDN Gateway)、MME(Mobility Management Entity) 以及5G的核心网的用户面功能(User Plane Function)上。优选地，还可以部署在CPE(Customer Premise Equipment)，即客户端前置设备上。

优选地，第一网络中间设备7还可以部署在客户端10侧的家庭网关、路由器、客户端前置设备(Customer Premise Equipment，CPE)的数据转发节点上。优选地，本实施例提供的网络中间设备根据部署的位置不同，可以实现不同的功能。例如在高速移动的地铁、火车、动车上，由于快速移动以及复杂地形的限制，乘客的移动网络处于频繁的网络中断状态。因此可以将第一网络中间设备7部署在地铁、火车、动车上，通过Wi-Fi将乘客的用户设备接入，从而可以利用不同运营商的不同频段的移动网络与第二网络中间设备8连接，从而实现客户端10与服务器20之间的多路径连接。优选地，在车站、机场等人流量较大的公共场所中，第一网络中间设备7可以与为用户提供网络服务的设备连接，从而为大量的用户提供基于多路传输的网络访问功能。优选地，可以将服务器20侧的第二网络中间设备8部署于内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)提供商的骨干网络中，可以利用多路传输技术提高用户访问该CDN的效率。优选地，也可以将第二网络中间设备8部署于特定的内网中，可以取得类似虚拟专用网络VPN的效果，即在外部访问该内网中的数据，同时也可以获得多路传输提供的传输效率增益。

优选地，如图3所述，客户端10与服务器20之间的通信链接被分割为三段，即客户端10与第一网络中间设备7之间的连接、第一网络中间设备7与第二网络中间设备8之间的连接以及第二网络中间设备8与服务器 20之间的连接。相比于服务器20与客户端10直接通过TCP链接通信的方式，通信链接被分割为三段时，客户端10的请求数据会被第一网络中间设备7处理并发往第二网络中间设备8。第二网络中间设备8会处理第一网络中间设备7发来的数据并恢复出用户的原始数据，并发往服务器20。服务器20向客户端10发送数据时则按照相反的流程执行。通过该设置方式，第一网络中间设备7可以通过预先对客户端10的连接请求进行应答的方式快速建立与客户端10的连接。第二网络中间设备8则可以通过预先下载数据的形式将数据进行缓存，相比于服务器20直接向客户端10发送的方式而言，这种方式可以最大化利用第一网络中间设备7与第二网络中间设备8 之间的带宽，提升传输性能。同时，第一网络中间设备7与第二网络中间设备8之间通信时不须考虑保持用户数据原样传输，故可以进行多种进一步优化，以提高客户端10到服务器20之间数据传输的可靠性和稳定性。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于多路径传输的网络中间设备，至少包括依次数据连接的第一收发组件(1)、调度模块(2)以及第二收发组件(3)，其特征在于，

所述第一收发组件(1)和所述第二收发组件(3)能够经由所述调度模块(2)收发数据，所述调度模块(2)至少包括彼此连接的第一数据分流器(21)以及处理器(22)，其中，

所述第一数据分流器(21)按照管理所述第一收发组件(1)数据连接的方式连接至所述第一收发组件(1)，所述处理器(22)连接至所述第二收发组件(3)以处理其收发的数据。

2.根据权利要求1所述的网络中间设备，其特征在于，在所述处理器(22)与所述第二收发组件(3)之间设置有存储单元(4)，所述存储单元(4)分别接收所述处理器(22)和所述第二收发组件(3)发送的数据，从而所述处理器(22)、所述存储单元(4)以及所述第二收发组件(3)构成闭合回路，其中，

所述第一收发组件(1)通过所述第一数据分流器(21)接入由所述处理器(22)、所述存储单元(4)以及所述第二收发组件(3)构成的闭合回路。

3.根据权利要求2所述的网络中间设备，其特征在于，所述存储单元(4)至少包括彼此连接的缓存器(41)和存储器(42)，其中，

所述存储器(42)接收来自所述第一数据分流器(21)的数据，从而所述第一数据分流器(21)、所述处理器(22)、所述缓存器(41)以及所述存储器(42)构成闭合回路，其中，

所述第二收发组件(3)发送数据至所述存储器(42)，所述存储器(42)经由所述缓存器(41)转发数据至所述处理器(22)。

4.根据权利要求1所述的网络中间设备，其特征在于，来自上位机(5) 的数据经由所述第一收发组件(1)/第二收发组件(3)发送至所述处理器(22)以及所述第一数据分流器(21)。

5.根据权利要求1所述的网络中间设备，其特征在于，所述第一收发组件(1)至少包括网卡(11)、无线模块(12)、移动通信模块(13)、卫星网络模块(14)中的至少一种，所述第二收发组件(3)至少包括网卡(11)、无线模块(12)、移动通信模块(13)、卫星网络模块(14)中的至少一种。

6.一种基于多路径传输的网络中间设备，至少包括依次信号连接的第一收发组件(1)、调度模块(2)以及第二收发组件(3)，其特征在于，

所述第一收发组件(1)和所述第二收发组件(3)能够经由所述调度模块(2)收发信号，

所述调度模块(2)至少包括彼此连接的第一数据分流器(21)以及处理器(22)，所述第一数据分流器(21)按照管理所述第一收发组件(1)信号连接的方式连接至所述第一收发组件(1)，所述处理器(22)连接至所述第二收发组件(3)以处理其收发的信号，其中，

来自所述第一收发组件(1)的信号经由数据截取模块(6)发送至所述第一数据分流器(21)。

7.根据权利要求6所述的网络中间设备，其特征在于，所述数据截取模块(6)至少包括数据处理单元(61)、数据锁存单元(62)以及第二数据分流器(63)，其中，

所述第一收发组件(1)的信号经由所述数据锁存单元(62)发送至所述数据处理单元(61)，所述数据处理单元(61)的信号发送至所述第二数据分流器(63)，所述第二数据分流器(63)转发信号分别至所述数据锁存单元(62)和所述调度模块(2)，其中，

所述第二数据分流器(63)转发信号分别至所述第一数据分流器(21)和所述处理器(22)。

8.根据权利要求6所述的网络中间设备，其特征在于，在所述处理器(22)与所述第二收发组件(3)之间设置有存储单元(4)，所述存储单元(4)分别接收所述处理器(22)和所述第二收发组件(3)发送的数据，从而所述处理器(22)、所述存储单元(4)以及所述第二收发组件(3)构成闭合回路，其中，

所述第一收发组件(1)通过所述第一数据分流器(21)接入由所述处理器(22)、所述存储单元(4)以及所述第二收发组件(3)构成的闭合回路。

9.根据权利要求8所述的网络中间设备，其特征在于，所述存储单元(4)至少包括彼此连接的缓存器(41)和存储器(42)，其中，

所述存储器(42)接收来自所述第一数据分流器(21)的信号，从而所述第一数据分流器(21)、所述处理器(22)、所述缓存器(41)以及所述存储器(42)构成闭合回路，其中，

所述第二收发组件(3)发送信号至所述存储器(42)，所述存储器(42)经由所述缓存器(41)转发信号至所述处理器(22)。

10.一种多路径传输网络架构，至少包括客户端(10)和服务器(20)，其特征在于，还包括如前述权利要求之一所述的网络中间设备，其中，

所述网络中间设备至少包括第一网络中间设备(7)和第二网络中间设备(8)，其中，

所述第一网络中间设备(7)部署于所述客户端(10)与所述服务器(20)之间的通信路径上，所述第二网络中间设备(8)与所述服务器(20)建立链接，并且所述第二网络中间设备(8)按照能够通过至少一个通信网络与所述第一网络中间设备(7)建立连接的方式设置。

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