在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的負(fù)載分配的制作方法
【專利摘要】為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)提供一種用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中將負(fù)載分配到眾多的連接路徑(130A、130B、130C、130D)的方法，所述數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括至少兩個連接路徑，即，使第一裝置(T1)和第二裝置(T2)互連的第一連接路徑(130A)和第二連接路徑(130B)。所述方法包括以下步驟：監(jiān)視(S11)在所述第一連接路徑(130A)上和在所述第二連接路徑(130B)上的數(shù)據(jù)流；確定(S12)在所述第一連接路徑(130A)的和所述第二連接路徑(130B)的傳輸層(114、124)上的數(shù)據(jù)傳輸行為；確定(S13)所述第一連接路徑(130A)的第一數(shù)據(jù)吞吐量和所述第二連接路徑(130B)的第二數(shù)據(jù)吞吐量；基于所述第一數(shù)據(jù)吞吐量和所述第二數(shù)據(jù)吞吐量將負(fù)載分配(S14)到所述第一連接路徑(130A)和所述第二連接路徑(130B)。
【專利說明】
在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的負(fù)載分配
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的負(fù)載分配。具體來說，本發(fā)明涉及一種用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中將負(fù)載分配到眾多的連接路徑的方法和一種用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中將負(fù)載分配到眾多的連接路徑的負(fù)載均衡設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)據(jù)通信網(wǎng)允許連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的終端裝置通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的連接路徑交換數(shù)據(jù)。終端裝置可以例如是如客戶端(通常請求服務(wù)或數(shù)據(jù))或服務(wù)器(通常將服務(wù)和數(shù)據(jù)提供到客戶端)等計算機(jī)，所述計算機(jī)連接到例如互聯(lián)網(wǎng)或任何其它公共或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，且用于通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)交換數(shù)據(jù)。通常，兩個終端裝置可以被稱作請求端裝置(客戶端)和服務(wù)端裝置(服務(wù)器)。通常，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)提供從第一終端裝置到第二終端裝置的多個不同路徑。這些不同路徑被稱作第一終端裝置和第二終端裝置之間的連接路徑。
[0003]數(shù)據(jù)通信網(wǎng)可以包括多個廣域網(wǎng)(wide area networks，WAN)，所述廣域網(wǎng)可以是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的局部、區(qū)域或邏輯子系統(tǒng)?？赡艽嬖谄渲行枰褂枚鄠€WAN鏈路將一個終端裝置連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的使用情況，即，例如多WAN路由器的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)通過個別鏈路連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的一個以上WAN。
[0004]此配置可能需要負(fù)載均衡在多個WAN鏈路上的業(yè)務(wù)和對WAN鏈路的質(zhì)量的評估，以便優(yōu)先化利用率且使得能夠允許鏈路故障檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目標(biāo)是改進(jìn)在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的負(fù)載分配機(jī)制。
[0006]已經(jīng)認(rèn)識到，用于評估鏈路質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)可能是復(fù)雜的且難以建立的，因?yàn)閿?shù)據(jù)通信網(wǎng)連接可能到達(dá)不同的終端裝置?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)通信網(wǎng)通過不同的路由到達(dá)不同的服務(wù)端裝置，且標(biāo)準(zhǔn)的操作、管理和維護(hù)(operat1n, administrat1n ,and maintenance, 0AM)技術(shù)可能僅作用于專用的點(diǎn)到點(diǎn)連接。
[0007]用于檢測在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的連接路徑的質(zhì)量的常規(guī)機(jī)制是確定服務(wù)端裝置是否是可用的，即，是否可以通過給定連接路徑建立到此服務(wù)端裝置的連接。這可以是基于由請求端裝置向服務(wù)端裝置發(fā)送短請求(例如通過發(fā)送Ping消息或通過發(fā)送DNS請求)以用于確定是否提供通過具體連接路徑的連接。這些機(jī)制可能是費(fèi)時的且緩慢的過程，所述過程可能僅檢測通過連接路徑的連接的完全丟失且不能評估就例如可用帶寬或響應(yīng)時間而言的鏈路的質(zhì)量。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中將負(fù)載分配到眾多的連接路徑的方法，其中所述數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括至少兩個連接路徑，即，使第一裝置和第二裝置互連的第一連接路徑和第二連接路徑。所述方法包括以下步驟:監(jiān)視在第一連接路徑上和在第二連接路徑上的數(shù)據(jù)流;確定在第一連接路徑的和第二連接路徑的傳輸層上的數(shù)據(jù)傳輸行為;確定第一連接路徑的第一數(shù)據(jù)吞吐量和第二連接路徑的第二數(shù)據(jù)吞吐量;基于第一數(shù)據(jù)吞吐量和第二數(shù)據(jù)吞吐量將負(fù)載分配到第一連接路徑和第二連接路徑。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的方法解決評估一個或多個連接路徑的質(zhì)量的問題，使得對這些連接路徑的負(fù)載均衡可以基于此評估進(jìn)行。所述方法可以用于具有任何數(shù)目的連接路徑和終端裝置的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。在下文中，所述方法參考第一和第二連接路徑來描述。因此應(yīng)注意，在下文中參考第一和第二連接路徑提供的細(xì)節(jié)類似地適用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的任何所需數(shù)目的連接路徑。
[0010]在第一和第二連接路徑的傳輸層上監(jiān)視數(shù)據(jù)傳輸行為。在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中，尤其是在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，傳輸層為在網(wǎng)絡(luò)組件和協(xié)議的分層體系結(jié)構(gòu)內(nèi)的應(yīng)用提供端到端或主機(jī)到主機(jī)通信服務(wù)(在第一終端裝置和第二終端裝置之間的連接)。傳輸層提供例如面向連接的數(shù)據(jù)流支持、可靠性、流量控制和復(fù)用等服務(wù)。因此，所述方法基于例如通過第一連接路徑和/或通過第二連接路徑或另外的連接路徑從第一裝置到第二裝置的多個端到端連接的質(zhì)量來在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中將負(fù)載分配到連接路徑。
[0011 ]換句話說，所述方法包括以下步驟:評估在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的一個或多個具體連接路徑的質(zhì)量，且基于所評估的連接路徑的質(zhì)量將負(fù)載分配到一個或多個連接路徑。
[0012]評估連接路徑的質(zhì)量可以包括以下動作中的一個或多個且所述質(zhì)量可以通過相應(yīng)的經(jīng)測量參數(shù)來表征。可以確定通過在第一和第二裝置之間的可用連接路徑中的每一個從第一裝置到第二裝置或反之亦然的數(shù)據(jù)吞吐量。這些可以包括例如確定可用帶寬或每時隙的數(shù)據(jù)量的步驟。
[0013]將負(fù)載分配到連接路徑可以包括以下步驟:負(fù)載均衡在第一和第二連接路徑上的業(yè)務(wù)、優(yōu)先化可用連接路徑的利用率。所述方法需要且使用比由僅鏈路故障檢測提供的信息更多的信息。然而，所述方法可以包括檢測連接路徑的故障的步驟，即，檢測在第一和第二裝置之間的連接路徑的斷裂或中斷的步驟。如上文和下文中所描述的方法提供對端到端鏈路質(zhì)量的可靠測量，而不僅是關(guān)于連接路徑是否可用的信息。如上文和下文中所描述的方法尤其提供對一個或多個連接路徑的可用率的評估。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第一方面的第一可能的實(shí)施形式，監(jiān)視在第一連接路徑上和在第二連接路徑上的數(shù)據(jù)流的步驟包括監(jiān)視第一裝置的輸入數(shù)據(jù)流的步驟。
[0015]因此，所述方法可以僅在終端裝置中的一個上實(shí)施。在第一裝置處的輸入數(shù)據(jù)流與第二裝置的輸出數(shù)據(jù)流相對應(yīng)。當(dāng)監(jiān)視第一裝置的輸入數(shù)據(jù)流時，可以確定在所接收的數(shù)據(jù)包之間的時間且因此可以評估連接路徑的質(zhì)量。因此，即使僅在一個裝置處實(shí)施或執(zhí)行所述方法步驟，也可以評估端到端連接路徑的質(zhì)量。這可以減少實(shí)施本文中所描述的方法的花費(fèi)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第一方面本身的或根據(jù)第一方面的第一實(shí)施形式的第二可能的實(shí)施形式，監(jiān)視在第一連接路徑上和在第二連接路徑上的數(shù)據(jù)流的步驟包括監(jiān)視第一裝置的輸出數(shù)據(jù)流的步驟。
[0017]當(dāng)監(jiān)視在第一裝置處的輸出和輸入數(shù)據(jù)流時，可以進(jìn)行對沿著到第二裝置的一個連接路徑的端到端連接質(zhì)量的評估，因?yàn)檩斎牒洼敵鰯?shù)據(jù)流分別與由第二裝置和第一裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)包相對應(yīng)。此實(shí)施例可能需要將數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)流指派到連接路徑以便評估不同連接路徑的質(zhì)量。
[0018]可以在客戶端處或者服務(wù)器處監(jiān)視輸入和輸出數(shù)據(jù)流。輸入數(shù)據(jù)可以尤其是由第一或第二裝置發(fā)送的確認(rèn)包，所述確認(rèn)包確認(rèn)對來自另一個裝置的包的接收。換句話說，監(jiān)視輸入數(shù)據(jù)流可以包括分析在兩個裝置之間的端到端連接中的確認(rèn)包的步驟。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第一方面本身的或根據(jù)第一方面的以上實(shí)施形式中的任一個的第三可能的實(shí)施形式，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括使第一裝置和第三裝置互連的第三連接路徑和第四連接路徑。如上文參考利用第一連接路徑和第二連接路徑互連的第一裝置和第二裝置所描述的步驟分別適用于第三連接路徑和第四連接路徑。
[0020]換句話說，用于負(fù)載分配的方法可以應(yīng)用到各自與在兩個裝置之間的端到端連接相對應(yīng)的眾多的連接路徑。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)可以尤其經(jīng)配置用于使η個裝置互連。因此，在此數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中總共可以建立nX(n-l)個具體的端到端連接。一個具體裝置nl和一個具體裝置π2被稱作一個裝置對。來自η個裝置的每個裝置對都可以通過眾多的連接路徑互連。換句話說，每個端到端連接都可以通過一個以上連接路徑建立。對于每對裝置，可以根據(jù)第一方面的方法或其實(shí)施例執(zhí)行對相應(yīng)裝置對的眾多的連接路徑的負(fù)載分配。因此，對于在兩個裝置之間的每一端到端連接，確定一個最優(yōu)連接路徑。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)第一方面的第三實(shí)施形式的第四可能的實(shí)施形式，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟:取決于所連接的裝置將出自第一裝置的眾多的連接路徑分組，使得將從第一裝置到第二裝置的眾多的連接路徑分組到第一組且將從第一裝置到第三裝置的眾多的輸出連接路徑分組到第二組；以及將與第一連接路徑和第二連接路徑相關(guān)的第一方面的步驟分別應(yīng)用到第一組和第二組的連接路徑。
[0022]此實(shí)施例使得能夠針對每一nl到η2端到端連接確定一個最優(yōu)連接路徑，使得可以分別通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)引導(dǎo)從第一裝置到第二裝置的數(shù)據(jù)流。
[0023]在兩個裝置nl和η2之間，可以建立一個以上數(shù)據(jù)流。例如，所述裝置可以是具有多個應(yīng)用程序的計算機(jī)。在裝置nl上運(yùn)行的一個或多個應(yīng)用程序可能需要與在裝置η2上運(yùn)行的一個或多個應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。一個裝置nl的所有數(shù)據(jù)流可以根據(jù)目的地分類，使得具有相同目的地裝置π2的數(shù)據(jù)流在相同組中?？梢葬槍@些組中的每一個個別地執(zhí)行負(fù)載均衡和對數(shù)據(jù)鏈路的質(zhì)量的評估以便識別在所涉及的兩個裝置nl和η2之間的最優(yōu)連接路徑。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第一方面本身的或根據(jù)第一方面的以上實(shí)施形式中的任一個的第五可能的實(shí)施形式，確定在第一連接路徑的和第二連接路徑的傳輸層上的數(shù)據(jù)傳輸行為的步驟包括確定第一連接路徑和第二連接路徑的TCP會話行為的步驟。
[0025]TCP是TCP/IP模型的傳輸控制協(xié)議。通常，傳輸層實(shí)施方案包含在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施方案和一般組網(wǎng)的TCP/IP模型和開放系統(tǒng)互連(Open Systems Interconnect1n，0SI)模型兩者中。TCP是已知的傳輸協(xié)議。它用于如上文參考在兩個裝置之間的端到端連接所描述的面向連接的傳輸。出于此描述的目的，TCP會話識別在兩個裝置之間的端到端連接。
[0026]與TCP相反，無連接的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)用于更簡單的消息傳遞傳輸。本文中所描述的方法還可以適用于通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的UDP和其它端到端連接協(xié)議。
[0027]可以針對每一端到端連接確定TCP連接的一個、更多個或所有參數(shù)以便確定從一個終端裝置到另一終端裝置的最優(yōu)連接路徑。此類TCP連接參數(shù)可以例如是所發(fā)送和/或所接收的數(shù)據(jù)包的序列號。另一參數(shù)可以是由接收裝置接收且確認(rèn)的數(shù)據(jù)包的數(shù)目。另外，可以確定在從第一裝置到第二裝置發(fā)送數(shù)據(jù)包和從第二裝置接收針對此數(shù)據(jù)包的確認(rèn)包之間的時延?？梢粤硗饣蚩蛇x地確定在于第一裝置處接收到的來自第二裝置的兩個隨后的或連續(xù)的數(shù)據(jù)包之間的時延。這些參數(shù)中的全部或部分可以用于評估在第一裝置和第二裝置之間的端到端連接的數(shù)據(jù)鏈路質(zhì)量。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)第一方面的第五實(shí)施形式的第六可能的實(shí)施形式，確定第一連接路徑和第二連接路徑的TCP會話行為的步驟包括確定在指定時間段內(nèi)TCP會話的窗口大小行為。
[0029]窗口大小是TCP連接的參數(shù)且在需要用于確認(rèn)對這些數(shù)據(jù)包的接收的確認(rèn)包之前識別所接收的數(shù)據(jù)包的量。通常，取決于所丟失的數(shù)據(jù)包的量在數(shù)據(jù)傳輸期間調(diào)適窗口大小。這通常通過TCP/IP協(xié)議棧自動地進(jìn)行。窗口大小隨時間推移的改變可以用于評估端到端連接的質(zhì)量且因此用于確定在第一和第二裝置之間的最優(yōu)連接路徑，所述連接路徑隨后用于數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步數(shù)據(jù)傳輸。特別地，在相對較高水平處的穩(wěn)定窗口大小(即，在發(fā)送確認(rèn)包之前所接收的數(shù)據(jù)包的數(shù)目相對較高)可以指示連接路徑的良好質(zhì)量且相應(yīng)的連接路徑可以有利于數(shù)據(jù)傳輸。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)第一方面的第五或第六實(shí)施形式的第七可能的實(shí)施形式，確定第一連接路徑和第二連接路徑的TCP會話行為的步驟包括確定由第一裝置接收的第一數(shù)據(jù)幀和第二數(shù)據(jù)幀之間的時延，其中第一數(shù)據(jù)幀和第二數(shù)據(jù)幀是TCP會話的連續(xù)數(shù)據(jù)幀。
[0031]可以確定在每兩個隨后接收到的數(shù)據(jù)包或連續(xù)數(shù)據(jù)包之間的時延以便識別傳輸時間上的變化。然而，所述時延尤其在于發(fā)送裝置處存在連續(xù)的輸出數(shù)據(jù)流的情況下可以是有助的參數(shù)，使得在接收裝置處，可以假設(shè)在隨后的或連續(xù)的數(shù)據(jù)包之間的時延的變化是通過連接路徑的傳輸?shù)慕Y(jié)果。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)第一方面的第五到第七實(shí)施形式中的一個的第八可能的實(shí)施形式，確定第一連接路徑和第二連接路徑的TCP會話行為的步驟包括確定在由第一裝置發(fā)送到第二裝置的請求和來自第二裝置的響應(yīng)之間的時延。
[0033]通常可以假設(shè)，請求和響應(yīng)數(shù)據(jù)包通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)通過相同的連接路徑發(fā)送。因此，此參數(shù)可以是用于通過具體連接路徑的數(shù)據(jù)包的傳輸時間的可靠指示符。
[0034]例如，針對眾多的可用連接路徑中的每一連接路徑，在通過從第一裝置到第二裝置的一個連接路徑傳輸用戶數(shù)據(jù)之前，可以將請求發(fā)送到第二裝置且確定直到接收到響應(yīng)的時延。此請求可以是例如連接建立消息，而響應(yīng)可以是連接確認(rèn)消息。將眾多的連接路徑的時延彼此進(jìn)行比較且可以選擇具有最小時延的那個連接路徑來用于傳輸用戶數(shù)據(jù)。
[0035]如參考在請求和響應(yīng)之間的時延所描述的此方法可以應(yīng)用到本文中所描述的其它參數(shù)。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)第一方面的第五到第八實(shí)施形式中的一個的第九可能的實(shí)施形式，確定第一連接路徑和第二連接路徑的TCP會話行為的步驟包括確定由第一裝置接收的連續(xù)數(shù)據(jù)幀的序列號且識別是否已經(jīng)在連接路徑中丟失某一幀。
[0037]通常，數(shù)據(jù)包不必且可以不按已發(fā)送數(shù)據(jù)包的次序被接收。交換所發(fā)送的數(shù)據(jù)包的次序的此結(jié)果可能由于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的內(nèi)部原因而發(fā)生。然而，接收次序可以是連接路徑的質(zhì)量的指示符。具有較少數(shù)目的包次序交換事件的連接路徑可以優(yōu)選用于傳輸用戶數(shù)據(jù)。
[0038]優(yōu)選的連接路徑可以基于本文中所描述的參數(shù)中的一個、一些或全部來確定?？梢詫⒍攘恐祽?yīng)用到所述參數(shù)以便確定連接路徑的評定。可以在確定連接路徑的評定值之前將因數(shù)應(yīng)用到所述參數(shù)。參數(shù)的因數(shù)可以變化或可以保持恒定。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的第一方面本身的或根據(jù)第一方面的以上實(shí)施形式中的任一個的第十可能的實(shí)施形式，如上文和下文中所描述的方法進(jìn)一步包括以下步驟:將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用到第一連接路徑和第二連接路徑的受監(jiān)視數(shù)據(jù)流，以便發(fā)現(xiàn)在第一連接路徑和第二連接路徑上的連接問題。
[0040]通過使用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的異常檢測來建立正常操作功能參數(shù)，推斷出在不同的連接路徑上到具體目的地的連接的狀態(tài)且因此可以將所述狀態(tài)用于智能負(fù)載均衡。在此步驟中，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以考慮上文所描述的參數(shù)中的全部或一些。
[0041 ]所述機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以建立鏈路基線且從其得到異常。換句話說，可以學(xué)習(xí)連接路徑的正常行為，即，可以確定且分析相應(yīng)連接路徑的參數(shù)的范圍以便具有描述連接路徑的常見或正常行為的每一參數(shù)的范圍。隨后可以在數(shù)據(jù)傳輸期間觀察到所述參數(shù)且與正常參數(shù)范圍的偏差可以用作連接路徑的所改變質(zhì)量的指示符。取決于所述參數(shù)是指示連接路徑的傳輸質(zhì)量的惡化還是改進(jìn)，可能不進(jìn)一步使用此連接路徑或所述連接路徑的使用可能增加，即通過此連接路徑發(fā)送更多數(shù)據(jù)流。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)第一方面的第十實(shí)施形式的第十一可能的實(shí)施形式，將負(fù)載分配到第一連接路徑和第二連接路徑的步驟基于所述機(jī)器學(xué)習(xí)算法來執(zhí)行。
[0043]將機(jī)器學(xué)習(xí)算法用于負(fù)載均衡可以提供與所使用的連接路徑相關(guān)的高靈活性且可以對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)總負(fù)載或區(qū)域負(fù)載的變化快速做出反應(yīng)。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中將負(fù)載分配到眾多的連接路徑的負(fù)載均衡設(shè)備。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括至少兩個連接路徑，即，使第一裝置和第二裝置互連的第一連接路徑和第二連接路徑。負(fù)載均衡設(shè)備包括連接跟蹤模塊、分析單元和負(fù)載均衡單元。連接跟蹤模塊用于監(jiān)視在第一連接路徑上和在第二連接路徑上的數(shù)據(jù)流。分析單元用于確定在第一連接路徑的和第二連接路徑的傳輸層上的數(shù)據(jù)傳輸行為。分析單元進(jìn)一步用于確定第一連接路徑的第一數(shù)據(jù)吞吐量和第二連接路徑的第二數(shù)據(jù)吞吐量。負(fù)載均衡單元用于基于第一數(shù)據(jù)吞吐量和第二數(shù)據(jù)吞吐量將負(fù)載分配到第一連接路徑和第二連接路徑。
[0045]負(fù)載均衡設(shè)備和其組件尤其用于執(zhí)行如上文和下文中參考本發(fā)明的第一方面和其實(shí)施例所描述的用于將負(fù)載分配到連接路徑的方法。
[0046]連接跟蹤模塊可以尤其用于根據(jù)預(yù)先界定的策略接受且分析所有輸入和輸出數(shù)據(jù)包，所述策略例如目的地、應(yīng)用類型、服務(wù)質(zhì)量要求和優(yōu)先級等。連接跟蹤模塊連續(xù)監(jiān)視所有數(shù)據(jù)流且記錄其變化行為，如上文參考端到端連接的參數(shù)所描述。
[0047]分析單元可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法和異常檢測等機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)踐來檢測連接問題和連接路徑的鏈路質(zhì)量的變化。分析單元可以進(jìn)一步用于動態(tài)地改變負(fù)載均衡單元的配置。負(fù)載均衡單元實(shí)施分析單元的負(fù)載均衡決策。
[0048]負(fù)載均衡設(shè)備可以包括數(shù)據(jù)包檢查模塊和存儲單元等另外組件。數(shù)據(jù)包檢查模塊可以用于實(shí)現(xiàn)輸入和輸出數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)流的細(xì)粒度分類。存儲單元可以用于存儲關(guān)于數(shù)據(jù)流、連接路徑以及其統(tǒng)計數(shù)據(jù)或參數(shù)的策略和信息。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的第二方面本身的第一可能的實(shí)施形式，負(fù)載均衡設(shè)備進(jìn)一步包括用于連接到第一裝置的第一接口和用于連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的第二接口。負(fù)載均衡單元用于通過第二接口將負(fù)載分配到第一連接路徑和第二連接路徑。
[0050]負(fù)載均衡設(shè)備可以尤其用于將第一裝置連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的眾多的自主系統(tǒng)，使得可以通過不同自主系統(tǒng)提供從第一裝置到第二裝置的不同連接路徑。
[0051 ]在下文中，參考圖式描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
【附圖說明】
[0052]圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法的步驟。
[0053]圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法的步驟。
[0054]圖3示意性地示出實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。
[0055]圖4示意性地示出實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。
[0056]圖5示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的負(fù)載均衡設(shè)備。
[0057]圖6示出在第一裝置和第二裝置之間的端到端連接。
【具體實(shí)施方式】
[0058]圖式是示意性的且未必按比例繪制。相似的參考符號與相似或相同元件相關(guān)。
[0059]圖1圖示用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中將負(fù)載分配到眾多的連接路徑的方法的步驟。此方法尤其適用于包括使眾多的裝置互連的至少兩個連接路徑的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。下文參考圖3和4示出且說明數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。
[0060]所述方法包括監(jiān)視在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的第一連接路徑上和第二連接路徑上的數(shù)據(jù)流的步驟S11。在隨后的步驟S12中，確定在第一連接路徑的和第二連接路徑的傳輸層上的數(shù)據(jù)傳輸行為。在隨后的步驟S13中，確定第一連接路徑的第一數(shù)據(jù)吞吐量和第二連接路徑的第二數(shù)據(jù)吞吐量。在隨后的步驟S14中，基于第一數(shù)據(jù)吞吐量和第二數(shù)據(jù)吞吐量將負(fù)載分配到第一連接路徑和第二連接路徑。
[0061]圖2示意性地示出根據(jù)圖1的方法的一些步驟的實(shí)施例。
[0062]首先，在步驟S21中配置例如互聯(lián)網(wǎng)鏈路的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)鏈路和相對應(yīng)的參數(shù)。隨后在步驟S22中，跟蹤所有連接請求且根據(jù)例如目的地和/或應(yīng)用類型和/或優(yōu)先級將所述連接請求分類到各組中。在步驟S23中，將每個組分布在到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的所有可用連接上，即，將每個組指派到每一可用連接。為了確定連接路徑的鏈路質(zhì)量，在步驟S24中針對每個鏈路上的每個組測量連接參數(shù)且針對每個鏈路上的每個組建立基線。
[0063]現(xiàn)在，在步驟S25中，確定在具體鏈路上的任何組的參數(shù)是否示出異常。如果不存在異常，那么重復(fù)前述步驟S22到S24。如果存在異常，那么在步驟S26中確定在相同鏈路上其它組是否顯示相同或其它異常。
[0064]如果其它組示出異常，那么在步驟S27中可以推斷存在例如因特網(wǎng)服務(wù)提供商(Internet Service Provider，ISP)連接錯誤的連接錯誤，且采用鏈路保護(hù)。如果在相同鏈路上的其它組并未顯示異常，那么在步驟S28中確定在其它鏈路上的相同組的其它連接是否顯示類似的異常。
[0065]如果是，那么在步驟S29中可以推斷目標(biāo)服務(wù)器，S卩，所請求的終端裝置，可能未準(zhǔn)備好進(jìn)行服務(wù)或可能是不可用的。在此情況下，繼續(xù)跟蹤。如果在其它鏈路上的相同組的其它連接并未顯示類似的異常，那么在步驟S30中可以推斷異常由此連接路徑顯示且將所述組切換到其它鏈路，即，用于一個連接組的連接路徑得到改變。
[0066]圖3示意性地示出具有三個終端裝置T1、T2和T3(終端I到3)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。終端裝置通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的鏈路互連。通常，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)由節(jié)點(diǎn)和邊緣構(gòu)成，其中節(jié)點(diǎn)與通過邊緣互連的自主系統(tǒng)ASl、AS2、AS3和AS4相對應(yīng)，所述邊緣即，使終端裝置和自主系統(tǒng)互連的數(shù)據(jù)鏈路 130A、130B、130C、130D。
[0067]如圖3中可見，針對具體的端到端連接可以采用不同的連接路徑。例如，在終端裝置Tl和T2之間的端到端連接可以通過從Tl到ASl到T2的第一連接路徑130A建立。替代地，相同的端到端連接可以通過從Tl到AS2到T2的第二連接路徑130B來建立。如可以從圖式中清楚地看見，另外的連接路徑是可能的，如Tl到AS3到AS2到T2。
[0068]還指示在Tl和T3之間通過AS2的第三連接路徑130C和用于從Tl到AS3到AS4到T3的此端到端連接的第四連接路徑130D。
[0069]終端裝置T1、T2、T3可以用于執(zhí)行如本文中所描述的方法。特別地，終端裝置Tl、Τ2、Τ3可以包括負(fù)載均衡設(shè)備，其適合于執(zhí)行相應(yīng)的方法步驟以便確定到給定終端裝置的優(yōu)選的連接路徑。
[0070]如本文中所描述的方法和負(fù)載設(shè)備可以提供在終端裝置之間的較好連接，因?yàn)樵诖_定將哪個連接路徑用于到另一終端裝置的數(shù)據(jù)傳輸時考慮到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的自主系統(tǒng)的鏈路質(zhì)量和負(fù)載。
[0071]圖4示出類似于圖3的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。自主系統(tǒng)被指示為通過數(shù)據(jù)鏈路彼此互連的廣域網(wǎng)15(^、15(?、150(:、1500。在客戶端110和服務(wù)器12(^、1208之間，多個不同連接路徑是可能的。
[0072]客戶端110通過例如多WAN路由器等的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)140連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。多WAN路由器連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的一個以上WAN，且因此能夠通過WAN 150Β將從客戶端110到第一服務(wù)器120Α的數(shù)據(jù)流直接引導(dǎo)到第一服務(wù)器120Α或通過WAN 150D引導(dǎo)到WAN 150Α到WAN 150Β且隨后到第一服務(wù)器120Α。如果在WAN路由器140和WAN 150Β之間的數(shù)據(jù)鏈路具有低質(zhì)量，那么后一連接路徑可以是優(yōu)選的。
[0073]類似地，客戶端110可以使用到第二服務(wù)器120Β的兩個不同的連接路徑。一個連接路徑可以通過WAN 150D和150C建立。替代地，WAN 150D可以通過WAN 150Β到WAN 150Α到WAN150C且到第二服務(wù)器120Β而被繞過。
[0074]多WAN路由器140可以包括如參考圖5所描述的負(fù)載均衡設(shè)備。
[0075]圖5示出負(fù)載均衡設(shè)備200。負(fù)載均衡設(shè)備200包括用于連接到終端裝置的第一接口 202和用于連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的眾多的WAN的第二接口 204。負(fù)載均衡設(shè)備進(jìn)一步包括連接跟蹤模塊210、數(shù)據(jù)包檢查模塊220、存儲單元230、分析單元240和負(fù)載均衡單元250。
[0076]連接跟蹤模塊210用于監(jiān)視在第一連接路徑上和在第二連接路徑上的數(shù)據(jù)流，例如，如圖4中示出的從客戶端110到第一服務(wù)器120Α的數(shù)據(jù)流。分析單元240用于確定在第一連接路徑的和第二連接路徑的傳輸層上的數(shù)據(jù)傳輸行為。通常將連接路徑指派到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的不同WAN，即，指派到第二接口 204的不同輸出端口。分析單元240進(jìn)一步用于確定第一連接路徑的第一數(shù)據(jù)吞吐量和第二連接路徑的第二數(shù)據(jù)吞吐量。負(fù)載均衡單元250用于基于第一數(shù)據(jù)吞吐量和第二數(shù)據(jù)吞吐量將負(fù)載分配到第一連接路徑和第二連接路徑。換句話說，負(fù)載均衡單元將第二接口 204的輸出端口指派到數(shù)據(jù)流。
[0077]負(fù)載均衡設(shè)備200進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)包檢查模塊220和存儲單元230，例如，數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)包檢查模塊220用于實(shí)現(xiàn)輸入和輸出數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)流的細(xì)粒度分類。存儲單元230用于存儲關(guān)于數(shù)據(jù)流、連接路徑以及其統(tǒng)計數(shù)據(jù)或參數(shù)的策略和信息。
[0078]圖6示出在終端裝置Tl和T2之間的端到端連接。這些終端裝置通過數(shù)據(jù)鏈路130(例如130A、130B)以物理方式互連(有線結(jié)合或無線連接)。終端裝置均分別包括通信棧112、122。通信棧包括在層中實(shí)施的眾多的功能。傳輸層114、124用于建立在終端裝置Tl和T2之間的端到端連接，而與通信棧的下層或上層的實(shí)施無關(guān)。傳輸層尤其通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)建立邏輯端到端連接135，所述數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括多個節(jié)點(diǎn)和邊緣，S卩，在物理上分開的鏈路，如圖3和4中示出。
[0079]然而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法和負(fù)載均衡設(shè)備尤其用于評估在兩個(且僅兩個)裝置之間的端到端連接的質(zhì)量，而與下層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的物理實(shí)施無關(guān)。
[0080]參考符號列表
[0081]ASl 第一自主系統(tǒng)
[0082]Tl 第一裝置
[0083]HO 客戶端
[0084]112 通信棧
[0085]114 傳輸層
[0086]T2 第二裝置
[0087]120A 第一服務(wù)器
[0088]120B 第二服務(wù)器
[0089]122 通信棧
[0090]124 傳輸層
[0091]130 數(shù)據(jù)鏈路
[0092]130A 第一連接路徑
[0093]130B 第二連接路徑
[0094]135 邏輯鏈路
[0095]140 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn)(多WAN路由器)
[0096]150 自主系統(tǒng)
[0097]200 負(fù)載均衡設(shè)備
[0098]202 第一接口
[0099]204 第二接口
[0100]210 連接跟蹤模塊
[0101]220 數(shù)據(jù)包檢查模塊
[0102]230 存儲單元
[0103]240 分析單元
[0104]250 負(fù)載均衡單元
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中將負(fù)載分配到眾多的連接路徑(13(^、13(?、130(:、1300)的方法， 其特征在于，所述數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括至少兩個連接路徑，即，使第一裝置(Tl)和第二裝置(T2)互連的第一連接路徑(130A)和第二連接路徑(130B); 所述方法包括以下步驟: 監(jiān)視(Sll)在所述第一連接路徑(130A)上和在所述第二連接路徑(130B)上的數(shù)據(jù)流；確定(S12)在所述第一連接路徑(130A)的和所述第二連接路徑(130B)的傳輸層(114、124)上的數(shù)據(jù)傳輸行為； 確定(S13)所述第一連接路徑(130A)的第一數(shù)據(jù)吞吐量和所述第二連接路徑(130B)的第二數(shù)據(jù)吞吐量； 基于所述第一數(shù)據(jù)吞吐量和所述第二數(shù)據(jù)吞吐量將負(fù)載分配(S14)到所述第一連接路徑(130A)和所述第二連接路徑(130B)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于，所述監(jiān)視(Sll)在所述第一連接路徑(130A)上和在所述第二連接路徑(130B)上的數(shù)據(jù)流的步驟包括: 監(jiān)視所述第一裝置(Tl)的輸入數(shù)據(jù)流。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其特征在于，所述監(jiān)視(Sll)在所述第一連接路徑(130A)上和在所述第二連接路徑(130B)上的數(shù)據(jù)流的步驟包括: 監(jiān)視所述第一裝置(Tl)的輸出數(shù)據(jù)流。4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，所述數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括使所述第一裝置(Tl)和第三裝置(T3)互連的第三連接路徑(130C)和第四連接路徑(130D); 其中以上權(quán)利要求中任何一項(xiàng)中的與所述第一連接路徑(130A)和所述第二連接路徑(130B)相關(guān)的步驟分別應(yīng)用到所述第三連接路徑(130C)和所述第四連接路徑(130D)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法， 其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟: 取決于所述所連接的裝置將出自所述第一裝置的眾多的連接路徑分組，使得將從所述第一裝置到所述第二裝置的眾多的連接路徑分組到第一組且將從所述第一裝置到所述第三裝置的眾多的輸出連接路徑分組到第二組； 將所述與所述第一連接路徑(130A)和所述第二連接路徑(130B)相關(guān)的步驟分別應(yīng)用到所述第一組和所述第二組的所述連接路徑。6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，所述確定(S12)在所述第一連接路徑(130A)的和所述第二連接路徑(130B)的傳輸層(114、124)上的數(shù)據(jù)傳輸行為的步驟包括: 確定所述第一連接路徑和所述第二連接路徑的TCP會話行為。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法， 其特征在于，所述確定所述第一連接路徑和所述第二連接路徑的TCP會話行為的步驟包括: 確定在指定時間段內(nèi)所述TCP會話的窗口大小行為。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法， 其特征在于，所述確定所述第一連接路徑和所述第二連接路徑的TCP會話行為的步驟包括: 確定在由所述第一裝置(Tl)接收的第一數(shù)據(jù)幀和第二數(shù)據(jù)幀之間的時延； 其中所述第一數(shù)據(jù)幀和所述第二數(shù)據(jù)幀是所述TCP會話的連續(xù)數(shù)據(jù)幀。9.根據(jù)權(quán)利要求6到8中任何一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，所述確定所述第一連接路徑和所述第二連接路徑的TCP會話行為的步驟包括: 確定在由所述第一裝置(Tl)發(fā)送到所述第二裝置(T2)的請求和來自所述第二裝置(T2)的響應(yīng)之間的時延。10.根據(jù)權(quán)利要求6到9中任何一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，所述確定所述第一連接路徑和所述第二連接路徑的TCP會話行為的步驟包括: 確定由所述第一裝置(Tl)接收的連續(xù)數(shù)據(jù)幀的序列號；以及 識別是否已經(jīng)在連接路徑中丟失某一幀。11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟: 將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用到所述第一連接路徑(130A)和所述第二連接路徑(130B)的受監(jiān)視數(shù)據(jù)流，以便發(fā)現(xiàn)在所述第一連接路徑(130A)和所述第二連接路徑(130B)上的連接問題。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法， 其特征在于，所述將負(fù)載分配(S14)到所述第一連接路徑(130A)和所述第二連接路徑(130B)是基于所述機(jī)器學(xué)習(xí)算法來執(zhí)行。13.—種用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中將負(fù)載分配到眾多的連接路徑(13(^、1308、130(:、1300)的負(fù)載均衡設(shè)備(200)， 其特征在于，所述數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括至少兩個連接路徑，即，使第一裝置(Tl)和第二裝置(T2)互連的第一連接路徑(130A)和第二連接路徑(130B); 其中所述負(fù)載均衡設(shè)備包括: 連接跟蹤模塊(210)，用于監(jiān)視(Sll)在所述第一連接路徑(130A)上和在所述第二連接路徑(130B)上的數(shù)據(jù)流； 分析單元(240)，用于確定(S12)在所述第一連接路徑(130A)的和所述第二連接路徑(130B)的傳輸層(114、124)上的數(shù)據(jù)傳輸行為； 其中所述分析單元(240)進(jìn)一步用于確定(S13)所述第一連接路徑(130A)的第一數(shù)據(jù)吞吐量和所述第二連接路徑(130B)的第二數(shù)據(jù)吞吐量；以及 負(fù)載均衡單元(250)，用于基于所述第一數(shù)據(jù)吞吐量和所述第二數(shù)據(jù)吞吐量將負(fù)載分配(S14)到所述第一連接路徑(130A)和所述第二連接路徑(130B)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的負(fù)載均衡設(shè)備(200)，其特征在于，包括: 第一接口( 202)，用于連接到第一裝置(TI); 第二接口(204)，用于連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)； 其中所述負(fù)載均衡單元(250)用于通過所述第二接口(204)將負(fù)載分配(S14)到所述第一連接路徑(130A)和所述第二連接路徑(130B)。
【文檔編號】H04L12/803GK105900385SQ201480036848
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月4日
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