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专利号: 2024117248510
申请人: 隆胜(西安)智能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.多接口智能路径选择网络路由器的数据传输方法,所述方法采用EMCP方法对每个数据包的传输路径进行路径选择并实时动态调整每个接口的传输数据包的队列,其特征在于,包括以下步骤:S1:获取所述多接口智能路径选择网络路由器传输的第n个数据包类型、源地址、目标地址、协议类型、端口号及其所在队列长度;

S2:根据DSCP字段对每个数据包的优先级赋予数据包类型评分 ,计算路由器传输的第n个数据包的优先级评分 ;

S3:根据优先级评分对共N个数据包进行分类,当第n个数据包的优先级评分 大于优先级阈值 时,选择将第n个优先级评分的数据包传输至GE接口传输;否则将第n个优先级评分的数据包传输至FE接口传输;

S4:采用EMCP方法对第n个数据包在GE接口或FE接口传输时进行路径选择;通过动态分配数据包到FE和GE接口,根据优先级和流量需求分配数据包数量;通过计算每个FE接口和每个GE接口的流量负载动态系数,根据每个优先级评估属性进行加权异或运算并对1024取余后的哈希值和流量负载动态系数,得到第n个数据包的路径选择系数,确保第n个数据包在GE接口或FE接口传输时按照最优路径传输;

S5:动态监测每个接口的数据包传输拥塞情况,进行动态队列整形,调整每个接口的数据包传输速率以及丢包率;

S6:计算判断每个FE接口及GE接口的数据传输质量指标 ,当其大于低质量传输最高阈值时,表明出现队列溢出情况时,选择将GE接口溢出的队列降速率转移至FE接口传输,或将GE接口溢出的队列升速率转移至GE接口传输,进而减少丢包率。

2.根据权利要求1所述的多接口智能路径选择网络路由器的数据传输方法,其特征在于,所述S1步骤中获取的数据包类型包括:VoIP实时流、视频流、文件传输包、普通数据包或后台同步任务数据包中的一种或多种,对应的数据包类型评分 分别为10、8、5、2和1;

所述源地址包括:本地网络地址、可信外部地址或公共外部地址中的一种或多种,对应的源地址优先级评分 分别为8、5和2;所述目标地址包括:内网核心服务、其他内网设备、外部可信服务器或公共互联网目标中的一种或多种,对应的目标地址优先级评分 分别为

10、7、5和3;协议类型包括:UDP协议、TCP协议或ICMP协议中的一种或多种,对应的协议类型评分 分别为8、5和3;所述端口号包括:HTTP/HTTPS端口、SIP端口、RTP端口、FTP端口或SSH端口中的一种或多种,对应的端口号评分 分别为6、9、10、4、和7。

3.根据权利要求2所述的多接口智能路径选择网络路由器的数据传输方法,其特征在于,所述S2步骤计算路由器传输的第n个数据包的优先级评分 的公式如下:;其中, =0.3, =0.2, =

0.2, =0.2, =0.1;所述优先级阈值 为6。

4.根据权利要求3所述的多接口智能路径选择网络路由器的数据传输方法,其特征在于,所述S4步骤包括:S41:首先根据优先级评分的计算结果,确定走FE接口传输的数据包数量为αN,走GE接口传输的数据包数量为(1‑α)N;

S42:计算第i个FE接口的流量负载动态系数 和第j个GE接口的流量负载动态系数 :;其中, 为第i个FE接口当前流量需求, 为I个

FE接口中的最大流量需求;为第i个FE接口的动态调整因子;=0.1~0.5;

;其中, 为第j个GE接口当前流量需求, 为J

个GE接口中的最大流量需求;=0.1~0.5;其中,i=1,2,…,I;j=1,2…,J;

S43:对共I个FE接口的αN个数据包进行路径选择,共J个GE接口的(1‑α)N个数据包进行路径选择;

当选择第n个数据包通过FE接口进行传输时,路径选择系数

; 为第i个FE接口的路径权重,

为计算第n个数据包相关信息头部字段的哈希值计算函

数;

mod 为取余计算;⊕为异或运算符号;

当选择第n个数据包通过GE接口进行传输时,路径选择系数

; 为第j个GE接口的路径权重;

S44:计算第i条数据传输系数选择阈值范围: ,对于共I个FE接口组成的I条数据传输路径,根据计算得到的 确定其是否属于第i条路径的传输阈值范围,若是,则将第n个数据包通过第i个FE接口传输;若否,则遍历1至i‑1以及i+1至I路径,确定传输第n个数据包的FE接口;

S45:计算第j条数据传输系数选择阈值范围: ,对于共J个GE接口组成的J条数据传输路径,根据计算得到的 确定其是否属于第j条路径的传输阈值范围,若是,则将第n个数据包通过第j个FE接口传输;若否,则遍历第1至j‑1条数据传输路径以及第j+1至第J条数据传输路径,确定传输第n个数据包的GE接口。

5.根据权利要求4所述的多接口智能路径选择网络路由器的数据传输方法,其特征在于,所述S5步骤包括以下步骤:S51:计算第q个接口的第n个数据包在第k个时隙 传输速率 :当q=i时, ;

当q=j时, ;其中,k=1,2,…K;

S52:进一步计算第q个接口在第k个时隙 对多个数据包的接口传输速率 :当q=i时, ;

当q=j时, ;

S53:判断 与 的大小以及第q个接口的队列容量占用率情况,进而得到第q个接口的拥塞程度,判断标准如下:;

其中, 为第q个接口的队列容量占用率, 和 分别为接口的队列最小容量占用率阈值和最大容量占用率阈值; , , 为

第q个接口的数据包传输队列长度;

S54:根据第q个接口的拥塞程度,更新第q个接口的第n个数据包在第k个时隙 传输速率 和丢包率 。

6.根据权利要求5所述的多接口智能路径选择网络路由器的数据传输方法,其特征在于,在S54步骤中,当 为不拥塞时, ; =0;

当 为低拥塞时, ; ; 为向下取整函数;

当 为中等拥塞时, ; 为向上取整函数;

当 为高拥塞时, ;进一步地,当q为i时,

当q为j时, 。

7.根据权利要求6所述的多接口智能路径选择网络路由器的数据传输方法,其特征在于,所述S6步骤包以下步骤:S61:计算第q个接口的数据传输质量指标 :

当q=i时, ;

当q=j时, ;

S62:判断第q个接口的数据传输质量指标 是否大于等于低质量传输最高阈值,若是,则进一步判断第q个接口是FE接口还是GE接口,若是GE接口,则选择将GE接口溢出的队列降速率转移至FE接口传输;若是FE接口,则将FE接口溢出的队列升速率转移至GE接口传输;

若第q个接口的数据传输质量指标 小于低质量传输最高阈值,则只需重复所述S1‑S5步骤进行数据传输。

8.采用如权利要求1‑7任一所述方法进行数据传输的多接口智能路径选择网络路由器控制系统,其特征在于,所述系统包括数据包信息获取模块、路由与转发模块、接口类型分配模块、路径选择模块、拥塞控制模块和数据传输质量管理模块;

所述数据包信息获取模块,用于获取所述多接口智能路径选择网络路由器传输的第n个数据包类型、源地址、目标地址、协议类型、端口号及其所在队列长度;

所述路由与转发模块,用于根据DSCP字段对每个数据包的优先级赋予数据包类型评分,计算路由器传输的第n个数据包的优先级评分 ;

所述接口类型分配模块,用于根据优先级评分对共N个数据包进行分类,当第n个数据包的优先级评分 大于优先级阈值 时,选择将第n个优先级评分的数据包传输至GE接口传输;否则将第n个优先级评分的数据包传输至FE接口传输;

所述路径选择模块,用于采用EMCP方法对第n个数据包在GE接口或FE接口传输时进行路径选择;

所述拥塞控制模块,用于动态监测每个接口的数据包传输拥塞情况,进行动态队列整形,调整每个接口的数据包传输速率以及丢包率;

所述数据传输质量管理模块,用于计算判断每个FE接口及GE接口的数据传输质量指标,当其大于低质量传输最高阈值时,表明出现队列溢出情况时,选择将GE接口溢出的队列降速率转移至FE接口传输,或将GE接口溢出的队列升速率转移至GE接口传输,进而减少丢包率。

9.采用如权利要求1‑7任一所述方法进行数据传输的多接口智能路径选择网络路由器,其特征在于,所述多接口智能路径选择网络路由器包括存储器、处理器、设置于所述多接口智能路径选择网络路由器上部的液晶显示屏(1)、设置于所述路由器后侧的12V直流电源输入接口(2)、CONSOLE管理接口(3)以及两个天线(4),以及设置在所述多接口智能路径选择网络路由器前侧的USB接口(5)、SFP光纤接口(6)、设置在所述USB接口(5)和所述SFP光纤接口(6)之间的第一指示灯区域(7)、POE以太网供电接口(8)、Fast Ethernet接口模块(9)、第二指示灯区域(10)和Gigabit Ethernet 接口模块(11);所述Fast Ethernet接口模块(9)包括有若干个FE接口(91),所述Gigabit Ethernet 接口模块(11)包括有若干个GE接口(111);所述存储器中上存有可在所述处理器上执行如权利要求1‑7任一所述方法的计算机可读介质。

10.根据权利要求9所述的多接口智能路径选择网络路由器,其特征在于,所述Fast Ethernet接口模块(9)的若干个FE接口(91)支持标准IEEE 802.3u协议,所述Gigabit Ethernet 接口模块(11)的若干个GE接口(111)支持标准IEEE802.3ab协议。