專利名稱：一種多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于IP網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡技術(shù)，是一種針對IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬負(fù)載平衡方法。
背景技術(shù)：
隨著INTERNET的普及，IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多點(diǎn)通訊技術(shù)正在得到越來越廣泛的應(yīng)用，從數(shù)據(jù)廣域共享到音、視頻通訊會議，從VOIP點(diǎn)播到現(xiàn)在流行的P2P數(shù)據(jù)傳輸。多點(diǎn)通訊技術(shù)對人們的工作效率、生活品質(zhì)的影響已經(jīng)越來越重要，而IP網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)通訊技術(shù)中對性能產(chǎn)生影響最大的因素就是網(wǎng)絡(luò)帶寬的不對稱性和不均勻性，因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸時產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)帶寬負(fù)載問題已經(jīng)越來越成為制約多點(diǎn)通訊技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題。
造成IP網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)通訊時產(chǎn)生帶寬負(fù)載問題的原因很多，歸納下來有已下幾個因素首先，INTERNET網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造非常靈活、復(fù)雜，連接方式多種多樣。例如當(dāng)一個用戶采用100M局域網(wǎng)(LAN)的方式接入INTERNET互聯(lián)網(wǎng)時，他所能得到的網(wǎng)絡(luò)帶寬取決于以下因素1、該用戶接入所在小區(qū)或大樓局域網(wǎng)的帶寬瓶頸；2、該局域網(wǎng)接入所在城市的城域網(wǎng)帶寬瓶頸；3、該城域網(wǎng)出省及出國帶寬瓶頸。
從上面的例子可以看出來，當(dāng)用戶與所在小區(qū)或大樓局域網(wǎng)里的其他用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的時候，他所能得到的網(wǎng)絡(luò)帶寬取決于該局域網(wǎng)內(nèi)的帶寬瓶頸；而當(dāng)用戶與所在城市城域網(wǎng)里的其他用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的時候，他所能得到的網(wǎng)絡(luò)帶寬取決于局域網(wǎng)的帶寬瓶頸與該局域網(wǎng)接入城域網(wǎng)的帶寬瓶頸中的兩者最小值；相應(yīng)的，當(dāng)用戶與所在城市城域網(wǎng)之外的其他用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的時候，他所能得到的網(wǎng)絡(luò)帶寬取決于局域網(wǎng)的帶寬瓶頸、該局域網(wǎng)接入城域網(wǎng)的帶寬瓶頸以及該城域網(wǎng)出省及出國的帶寬瓶頸這三者中的最小值。
其次，IP網(wǎng)絡(luò)屬于共享使用，即IP網(wǎng)絡(luò)的用戶接入數(shù)不受網(wǎng)絡(luò)帶寬限制，這一點(diǎn)與語音電話網(wǎng)絡(luò)形成鮮明的對比。例如，一條1000M帶寬的光纖線路，當(dāng)10個用戶共同使用時，平均每個用戶可以得到100M的帶寬，但當(dāng)100個人用戶共同使用時，平均每個用戶就只能得到10M的帶寬，隨著使用用戶數(shù)量的增加，平均每個用戶所能得到的帶寬也就越小。
第三，IP網(wǎng)絡(luò)帶寬的分配不是固定不變的。由于接入用戶數(shù)的不恒定性，以及用戶在網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行的任務(wù)也各不相同，因此，負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)涌堵和路由任務(wù)的交換機(jī)、路由器只能按照自定義的規(guī)則動態(tài)地為數(shù)據(jù)鏈路和數(shù)據(jù)包分配帶寬、選擇路由。所以在每個用戶端，他們感受到的網(wǎng)絡(luò)帶寬是波動的，不固定的。
最后，由于病毒襲擊、放火墻過濾以及設(shè)備故障等原因，都會對網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際可利用帶寬造成影響。
綜合以上幾個方面可以看出，IP網(wǎng)絡(luò)的帶寬是非常不穩(wěn)定的，而這不穩(wěn)定性也就嚴(yán)重影響了多點(diǎn)通訊的執(zhí)行效率。
假設(shè)有C1、C2、C3三個客戶端需要利用服務(wù)器相互共享、傳輸數(shù)據(jù)，在某一時刻，C1到服務(wù)器之間的帶寬是1M，C2到服務(wù)器之間的帶寬是2M，C3到服務(wù)器之間的帶寬是3M。如果C2通過服務(wù)器向C1和C3傳輸數(shù)據(jù)時，按照自己的帶寬能力向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)的話，服務(wù)器也不得不以同樣的速率向C1和C3傳送，C3到服務(wù)器之間的帶寬是3M，所以沒有問題，但是C1到服務(wù)器之間的帶寬只有1M，所以在C1客戶端就會出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)包遲到甚至丟失，嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)通訊的質(zhì)量。
因此，尋找一種可以實(shí)時計(jì)算網(wǎng)絡(luò)帶寬，并能根據(jù)計(jì)算結(jié)果做出動態(tài)調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡技術(shù)，已經(jīng)顯得越來越迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在IP網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)通訊應(yīng)用中，可以實(shí)時計(jì)算網(wǎng)絡(luò)帶寬使用情況，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送速率的方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法，包括如下步驟步驟一、各客戶端在向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)之前，以累加的無符號整數(shù)類型變量為數(shù)據(jù)包標(biāo)記源發(fā)地序列號碼；步驟二、服務(wù)器在接收客戶端傳送來的數(shù)據(jù)包的同時，統(tǒng)計(jì)源發(fā)地序列號碼，得到此客戶端所發(fā)送數(shù)據(jù)包的亂序率和丟失率，并將結(jié)果定時發(fā)送給該客戶端；步驟三、客戶端在收到自己的數(shù)據(jù)包亂序率和丟失率之后，根據(jù)這兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整自己的數(shù)據(jù)包發(fā)送密度，以保證數(shù)據(jù)包發(fā)送的通暢；步驟四、服務(wù)器根據(jù)需要，將從客戶端接收到的數(shù)據(jù)包二次封裝，并以累加的無符號整數(shù)類型變量為數(shù)據(jù)包標(biāo)記中轉(zhuǎn)地序列號碼，然后向其它客戶端發(fā)送；步驟五、其它客戶端在接收服務(wù)器傳送來的數(shù)據(jù)包的同時，統(tǒng)計(jì)中轉(zhuǎn)地序列號碼，得到服務(wù)器所發(fā)送數(shù)據(jù)包的亂序率TS和丟失率LS，并根據(jù)這兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整自己的數(shù)據(jù)包發(fā)送密度，以保證數(shù)據(jù)包接收的通暢。
所述采用累加的無符號整數(shù)類型變量為數(shù)據(jù)包標(biāo)記源發(fā)地序列號碼和中轉(zhuǎn)地序列號碼時，每次操作后，都要對該無符號整數(shù)類型變量進(jìn)行進(jìn)1累加，當(dāng)該無符號整數(shù)類型變量的值溢出時，則恢復(fù)到0。
數(shù)據(jù)包亂序率＝1-(按單向遞增方式統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包個數(shù))/(數(shù)據(jù)包序列號碼統(tǒng)計(jì)范圍總和)。
數(shù)據(jù)包丟失率＝1-(統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包個數(shù))/(數(shù)據(jù)包序列號碼統(tǒng)計(jì)范圍總和)。
客戶端數(shù)據(jù)包亂序率∈客戶端數(shù)據(jù)包丟失率，服務(wù)器數(shù)據(jù)包亂序率∈服務(wù)器數(shù)據(jù)包丟失率。
所述根據(jù)數(shù)據(jù)包亂序率和數(shù)據(jù)包丟失率兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)包發(fā)送密度具體可以為，主要依據(jù)數(shù)據(jù)包亂序率調(diào)整，當(dāng)數(shù)據(jù)包亂序率接近0％時，允許提升數(shù)據(jù)包發(fā)送密度，反之，則根據(jù)數(shù)據(jù)包亂序率的值降低或不改變數(shù)據(jù)包發(fā)送密度。
所述根據(jù)數(shù)據(jù)包亂序率和數(shù)據(jù)包丟失率兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)包發(fā)送密度具體可以為，主要依據(jù)數(shù)據(jù)包丟失率調(diào)整，即根據(jù)數(shù)據(jù)包丟失率來遞減數(shù)據(jù)包發(fā)送密度。
在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過實(shí)時計(jì)算網(wǎng)絡(luò)帶寬使用情況，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送速率的方法，即可達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)瓶頸對多點(diǎn)通訊應(yīng)用造成影響，充分利用網(wǎng)絡(luò)帶寬的目的。因此相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)降低數(shù)據(jù)包丟失率和亂序率，保證了多點(diǎn)通訊的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。


附圖1為本發(fā)明多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合說明書附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參考附圖，一種多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法，包括如下步驟步驟一、各客戶端在向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)之前，以累加的無符號整數(shù)類型變量為數(shù)據(jù)包標(biāo)記源發(fā)地序列號碼。
步驟二、服務(wù)器在接收客戶端傳送來的數(shù)據(jù)包的同時，統(tǒng)計(jì)源發(fā)地序列號碼，并定時統(tǒng)計(jì)此客戶端所發(fā)送數(shù)據(jù)包的亂序率TC和丟失率LC，將得到的結(jié)果發(fā)送給該客戶端。
步驟三、客戶端在收到自己的數(shù)據(jù)包亂序率TC和丟失率LC之后，根據(jù)這兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整自己的數(shù)據(jù)包發(fā)送密度，以保證數(shù)據(jù)包發(fā)送的通暢。
步驟四、服務(wù)器根據(jù)需要，在將從所述客戶端接收到的數(shù)據(jù)包發(fā)往其它客戶端之前，對其進(jìn)行二次封裝，并以累加的無符號整數(shù)類型變量為數(shù)據(jù)包標(biāo)記中轉(zhuǎn)地序列號碼，然后向其它客戶端發(fā)送。
步驟五、其它客戶端在接收服務(wù)器傳送來的數(shù)據(jù)包的同時，統(tǒng)計(jì)中轉(zhuǎn)地序列號碼，得到服務(wù)器所發(fā)送數(shù)據(jù)包的亂序率TS和丟失率LS，并根據(jù)這兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整自己的數(shù)據(jù)包發(fā)送密度，以保證數(shù)據(jù)包接收的通暢。工作步驟同上。
所述采用累加的無符號整數(shù)類型變量為數(shù)據(jù)包標(biāo)記源發(fā)地序列號碼和中轉(zhuǎn)地序列號碼時，每次操作后，都要對該無符號整數(shù)類型變量進(jìn)行進(jìn)1累加，當(dāng)該無符號整數(shù)類型變量的值溢出時，應(yīng)該恢復(fù)到0，且不會引起任何系統(tǒng)異常。
所述數(shù)據(jù)包亂序率的計(jì)算公式為TC(或者TS)＝1-(按單向遞增方式統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包個數(shù))/(數(shù)據(jù)包序列號碼統(tǒng)計(jì)范圍總和)。
所述數(shù)據(jù)包丟失率的計(jì)算公式為LC(或者LS)＝1-(統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包個數(shù))/(數(shù)據(jù)包序列號碼統(tǒng)計(jì)范圍總和)。
所述客戶端數(shù)據(jù)包亂序率TC∈客戶端數(shù)據(jù)包丟失率LC，服務(wù)器數(shù)據(jù)包亂序率TS∈服務(wù)器數(shù)據(jù)包丟失率LS。
根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的不同，在采用數(shù)據(jù)包亂序率、數(shù)據(jù)包丟失率來調(diào)整網(wǎng)絡(luò)占用帶寬時，可以制訂出不同的調(diào)整策略，例如，對于語音、視頻等流媒體數(shù)據(jù)，發(fā)生少量數(shù)據(jù)包丟失并不會引起嚴(yán)重的問題，因此可以考慮采用相對寬松的數(shù)據(jù)包丟失率來作為調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，即只要保證不出現(xiàn)較大的數(shù)據(jù)包丟失率就可以，一般采用根據(jù)數(shù)據(jù)包丟失率來遞減數(shù)據(jù)包發(fā)送密度的方法。例如當(dāng)LC＝5％的時候，則數(shù)據(jù)包的發(fā)送密度遞減5％，從而達(dá)到降低發(fā)送密度的目的。
而對于文本、圖像等關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，則可以考慮采用相對嚴(yán)格的數(shù)據(jù)包亂序率來作為調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，以盡量保證數(shù)據(jù)的完整性。如，當(dāng)數(shù)據(jù)包亂序率接近0％時，允許提升數(shù)據(jù)包發(fā)送密度，反之，則根據(jù)數(shù)據(jù)包亂序率的值降低或不改變數(shù)據(jù)包發(fā)送密度。
權(quán)利要求
1.一種多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法，包括如下步驟步驟一、各客戶端在向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)之前，以累加的無符號整數(shù)類型變量為數(shù)據(jù)包標(biāo)記源發(fā)地序列號碼；步驟二、服務(wù)器在接收客戶端傳送來的數(shù)據(jù)包的同時，統(tǒng)計(jì)源發(fā)地序列號碼，得到此客戶端所發(fā)送數(shù)據(jù)包的亂序率和丟失率，并將結(jié)果定時發(fā)送給該客戶端；步驟三、客戶端在收到自己的數(shù)據(jù)包亂序率和丟失率之后，根據(jù)這兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整自己的數(shù)據(jù)包發(fā)送密度，以保證數(shù)據(jù)包發(fā)送的通暢；步驟四、服務(wù)器根據(jù)需要，將從客戶端接收到的數(shù)據(jù)包二次封裝，并以累加的無符號整數(shù)類型變量為數(shù)據(jù)包標(biāo)記中轉(zhuǎn)地序列號碼，然后向其它客戶端發(fā)送；步驟五、其它客戶端在接收服務(wù)器傳送來的數(shù)據(jù)包的同時，統(tǒng)計(jì)中轉(zhuǎn)地序列號碼，得到服務(wù)器所發(fā)送數(shù)據(jù)包的亂序率TS和丟失率LS，并根據(jù)這兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整自己的數(shù)據(jù)包發(fā)送密度，以保證數(shù)據(jù)包接收的通暢。
2.如權(quán)利要求1所述多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法，其特征在于采用累加的無符號整數(shù)類型變量為數(shù)據(jù)包標(biāo)記源發(fā)地序列號碼和中轉(zhuǎn)地序列號碼時，每次操作后，都要對該無符號整數(shù)類型變量進(jìn)行進(jìn)1累加，當(dāng)該無符號整數(shù)類型變量的值溢出時，則恢復(fù)到0。
3.如權(quán)利要求1所述多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法，其特征在于數(shù)據(jù)包亂序率＝1-(按單向遞增方式統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包個數(shù))/(數(shù)據(jù)包序列號碼統(tǒng)計(jì)范圍總和)。
4.如權(quán)利要求1所述多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法，其特征在于數(shù)據(jù)包丟失率＝1-(統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包個數(shù))/(數(shù)據(jù)包序列號碼統(tǒng)計(jì)范圍總和)。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法，其特征在于客戶端數(shù)據(jù)包亂序率∈客戶端數(shù)據(jù)包丟失率，服務(wù)器數(shù)據(jù)包亂序率∈服務(wù)器數(shù)據(jù)包丟失率。
6.如權(quán)利要求5所述多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法，其特征在于所述根據(jù)數(shù)據(jù)包亂序率和數(shù)據(jù)包丟失率兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)包發(fā)送密度具體為，主要依據(jù)數(shù)據(jù)包亂序率調(diào)整，當(dāng)數(shù)據(jù)包亂序率接近0％時，允許提升數(shù)據(jù)包發(fā)送密度，反之，則根據(jù)數(shù)據(jù)包亂序率的值降低或不改變數(shù)據(jù)包發(fā)送密度。
7.如權(quán)利要求5所述多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法，其特征在于所述根據(jù)數(shù)據(jù)包亂序率和數(shù)據(jù)包丟失率兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)包發(fā)送密度具體為，主要依據(jù)數(shù)據(jù)包丟失率調(diào)整，即根據(jù)數(shù)據(jù)包丟失率來遞減數(shù)據(jù)包發(fā)送密度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多點(diǎn)通訊中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的方法，即在客戶端向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)之前，以累加的無符號整數(shù)類型變量為數(shù)據(jù)包標(biāo)記源發(fā)地序列號碼，服務(wù)器在接收客戶端傳送來的數(shù)據(jù)包的同時統(tǒng)計(jì)源發(fā)地序列號碼，得到客戶端數(shù)據(jù)包亂序率和丟失率，并將結(jié)果發(fā)送給該客戶端，使其根據(jù)這兩項(xiàng)參數(shù)調(diào)整自己的數(shù)據(jù)包發(fā)送密度；服務(wù)器再將所述數(shù)據(jù)包二次封裝，并標(biāo)記中轉(zhuǎn)地序列號碼后向其它客戶端發(fā)送，其它客戶端以同樣方法得到服務(wù)器數(shù)據(jù)包亂序率和丟失率來調(diào)整自己的數(shù)據(jù)包發(fā)送密度。因此現(xiàn)對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)傳送參數(shù)，動態(tài)地調(diào)整多點(diǎn)通訊時的網(wǎng)絡(luò)帶寬占用率，既可充分利用帶寬資源，又可保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)募皶r性。
文檔編號H04L1/24GK1604574SQ20041008875
公開日2005年4月6日 申請日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月3日
發(fā)明者付群, 施健標(biāo), 楊勁松, 焉勇 申請人:北京中星微電子有限公司