一种多链路网络路径动态选择方法及系统与流程

1.本发明涉及网络路径动态选择技术领域，尤其涉及一种多链路网络路径动态选择方法及系统。


背景技术：

2.随着网络的发展，通过对网络传输路径进行优化，提高网络的传输效率和可靠性，降低网络延迟和丢包率，从而能够提升用户体验，常见的网络传输路径优化技术包括：负载均衡、链路聚合、qos(quality of service)、wan加速、数据压缩等。
3.多链路网络路径动态选择方法是指在多链路网络中，根据网络拓扑、链路负载、网络拥塞等因素，动态地选择最优的通信路径，以提高网络的性能和可靠性，多链路网络路径动态选择技术的出现，主要是为了解决传统单链路网络中存在的带宽瓶颈、单点故障等问题，现有的多链路网络路径动态选择方法是基于多路径路由算法实现的，现有多路径路由算法主要有ecmp算法(等价多路径算法)和wcmp算法(加权多路径算法)两种，而现有的多路径路由算法具有以下缺陷：ecmp算法缺点是等价最短路径限制太强，将流量平均分配到不同路径上没有考虑到网络实际能力，可能造成一条链路拥塞而另一条相对空闲，wcmp算法缺点是实现复杂，需要在现有多种网络设备上进行改造。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出一种多链路网络路径动态选择方法及系统，可以解决现有技术所存在的没有考虑到网络实际能力和需要在现有多种网络设备上进行改造的缺陷。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种多链路网络路径动态选择方法，具体包括：
7.在网络中部署多个链路，并在每个链路上设置监控节点；
8.依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态；
9.依据每条链路的实时网络状态，生成网络拓扑图和链路实时性能表；
10.将网络拓扑图和链路实时性能表发送至部署好动态路径选择算法的网络边缘设备上；
11.网络边缘设备依据动态路径选择算法选择出最优的传输路径；
12.依据选择出最优的传输路径对实时的传输路径进行调整。
13.作为所述多链路网络路径动态选择方法的进一步可选方案，所述依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态，具体包括：
14.构建实时网络状态评估模型；
15.采集每条链路的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本指标；
16.将每条链路的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本指标发送至实时网络状态评估模型中进行评估，得到每条链路的实时网络状态。
17.作为所述多链路网络路径动态选择方法的进一步可选方案，所述将每条链路的带
宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本指标发送至实时网络状态评估模型中进行评估，具体包括：
18.确定多链路网络中的各条链路以及它们的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本；
19.计算多链路网络的带宽利用率、延迟、拥塞率、波动率和管理成本；
20.确定各项指标的权重；
21.对各项指标进行归一化处理，得到各项指标的相对值；
22.根据各项指标的权重，计算多链路网络的综合评估值，从而得到多链路网络的评估结果。
23.作为所述多链路网络路径动态选择方法的进一步可选方案，所述计算多链路网络的带宽利用率包括计算多链路网络的总带宽利用率和单链路带宽利用率，计算多链路网络的总带宽利用率采用以下公式：
[0024][0025]
其中，bi表示第i条链路的带宽，ci表示第i条链路的容量；
[0026]
计算单链路带宽利用率采用以下公式：
[0027][0028]
其中，b表示单链路的带宽，c表示单链路的容量。
[0029]
作为所述多链路网络路径动态选择方法的进一步可选方案，所述计算多链路网络的延迟包括计算多链路网络的平均延迟和单链路延迟，计算多链路网络的平均延迟采用以下公式：
[0030][0031]
其中，di表示第i条链路的延迟，n表示链路总数；
[0032]
计算多链路网络的单链路延迟采用以下公式：
[0033]ds
＝d；
[0034]
其中，d表示单链路的延迟。
[0035]
作为所述多链路网络路径动态选择方法的进一步可选方案，所述计算多链路网络的拥塞率采用以下公式：
[0036][0037]
其中，t表示网络中的总流量，c表示网络的总容量。
[0038]
作为所述多链路网络路径动态选择方法的进一步可选方案，所述计算多链路网络的波动率采用以下公式：
[0039]
[0040]
其中，ci表示第i条链路的容量，bi表示第i条链路的带宽。
[0041]
作为所述多链路网络路径动态选择方法的进一步可选方案，所述计算多链路网络的管理成本采用以下公式：
[0042]
mc＝∑icosti；
[0043]
其中，costi表示第i条链路的管理成本。
[0044]
作为所述多链路网络路径动态选择方法的进一步可选方案，所述根据各项指标的权重，计算多链路网络的综合评估值采用以下公式：
[0045][0046]
其中，w1,w2,w3,w4和w5分别表示带宽利用率、延迟、拥塞率、波动率和管理成本的权重，它们的和为1，n表示链路数目；
[0047]
表示多链路网络中的总带宽，
[0048]
表示多链路网络的总容量，
[0049]
表示多链路网络的总延迟，
[0050]
t表示多链路网络中的总流量，c表示多链路网络的总容量
[0051]
表示多链路网络的总波动率，
[0052]
表示多链路网络的总管理成本。
[0053]
一种多链路网络路径动态选择系统，包括：
[0054]
部署模块，用于在网络中部署多个链路，并在每个链路上设置监控节点；
[0055]
监测模块，用于依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态；
[0056]
生成模块，用于依据每条链路的实时网络状态，生成网络拓扑图和链路实时性能表；
[0057]
发送模块，用于将网络拓扑图和链路实时性能表发送至部署好动态路径选择算法的网络边缘设备上；
[0058]
选择模块，用于网络边缘设备依据动态路径选择算法选择出最优的传输路径；
[0059]
调整模块，用于依据选择出最优的传输路径对实时的传输路径进行调整。
[0060]
本发明的有益效果是：通过依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态，然后依据每条链路的实时网络状态，生成网络拓扑图和链路实时性能表，并在网络边缘设备部署好动态路径选择算法，能够充分利用多条链路的带宽，有效选择出最优的传输路径，从而解决现有技术所存在的没有考虑到网络实际能力的缺陷，同时，本发明仅需要对网络边缘设备进行改造，大大降低实现的难度性和复杂性。
附图说明
[0061]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0062]
图1为本发明一种多链路网络路径动态选择方法的流程示意图；
[0063]
图2为本发明一种多链路网络路径动态选择系统的组成示意图。
具体实施方式
[0064]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0065]
参考图1-2，一种多链路网络路径动态选择方法，具体包括：
[0066]
在网络中部署多个链路，并在每个链路上设置监控节点；
[0067]
依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态；
[0068]
依据每条链路的实时网络状态，生成网络拓扑图和链路实时性能表；
[0069]
将网络拓扑图和链路实时性能表发送至部署好动态路径选择算法的网络边缘设备上；
[0070]
网络边缘设备依据动态路径选择算法选择出最优的传输路径；
[0071]
依据选择出最优的传输路径对实时的传输路径进行调整。
[0072]
在本实施例中，通过依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态，然后依据每条链路的实时网络状态，生成网络拓扑图和链路实时性能表，并在网络边缘设备部署好动态路径选择算法，能够充分利用多条链路的带宽，有效选择出最优的传输路径，从而解决现有技术所存在的没有考虑到网络实际能力的缺陷，同时，本发明仅需要对网络边缘设备进行改造，大大降低实现的难度性和复杂性。
[0073]
优选的，所述依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态，具体包括：
[0074]
构建实时网络状态评估模型；
[0075]
采集每条链路的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本指标；
[0076]
将每条链路的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本指标发送至实时网络状态评估模型中进行评估，得到每条链路的实时网络状态。
[0077]
优选的，所述将每条链路的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本指标发送至实时网络状态评估模型中进行评估，具体包括：
[0078]
确定多链路网络中的各条链路以及它们的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本；
[0079]
计算多链路网络的带宽利用率、延迟、拥塞率、波动率和管理成本；
[0080]
确定各项指标的权重；
[0081]
对各项指标进行归一化处理，得到各项指标的相对值；
[0082]
根据各项指标的权重，计算多链路网络的综合评估值，从而得到多链路网络的评估结果。
[0083]
优选的，所述计算多链路网络的带宽利用率包括计算多链路网络的总带宽利用率和单链路带宽利用率，计算多链路网络的总带宽利用率采用以下公式：
[0084][0085]
其中，bi表示第i条链路的带宽，ci表示第i条链路的容量；
[0086]
计算单链路带宽利用率采用以下公式：
[0087][0088]
其中，b表示单链路的带宽，c表示单链路的容量。
[0089]
在本实施例中，该方法可以充分利用多条链路的带宽，提高网络性能。因此，可以通过比较该方法和其他单链路或者多链路选择方法的带宽利用率，来评估该方法的性能。
[0090]
优选的，所述计算多链路网络的延迟包括计算多链路网络的平均延迟和单链路延迟，计算多链路网络的平均延迟采用以下公式：
[0091][0092]
其中，di表示第i条链路的延迟，n表示链路总数；
[0093]
计算多链路网络的单链路延迟采用以下公式：
[0094]ds
＝d；
[0095]
其中，d表示单链路的延迟。
[0096]
在本实施例中，动态路径选择算法的选择过程需要一定的时间，可能会增加网络延迟，因此，可以通过比较该方法和其他单链路或者多链路选择方法的网络延迟，来评估该方法的性能。
[0097]
优选的，所述计算多链路网络的拥塞率采用以下公式：
[0098][0099]
其中，t表示网络中的总流量，c表示网络的总容量。
[0100]
在本实施例中，当多条链路同时传输大量数据时，可能会导致网络拥塞，影响网络性能和可靠性，因此，可以通过模拟网络拥塞情况，比较该方法和其他单链路或者多链路选择方法的网络拥塞情况，来评估该方法的可靠性。
[0101]
优选的，所述计算多链路网络的波动率采用以下公式：
[0102][0103]
其中，ci表示第i条链路的容量，bi表示第i条链路的带宽。
[0104]
在本实施例中，该方法需要动态选择最优路径，需要对网络实时状况进行监测和调整，因此，可以通过长时间的实验和测试，比较该方法和其他单链路或者多链路选择方法的稳定性，来评估该方法的可靠性。
[0105]
优选的，所述计算多链路网络的管理成本采用以下公式：
[0106]
mc＝∑icosti；
[0107]
其中，costi表示第i条链路的管理成本。
[0108]
在本实施例中，该方法需要在网络边缘设备上部署动态路径选择算法，可能会增加网络的管理成本，因此，可以通过比较该方法和其他单链路或者多链路选择方法的成本，来评估该方法的可行性。
[0109]
优选的，所述根据各项指标的权重，计算多链路网络的综合评估值采用以下公式：
[0110][0111]
其中，w1,w2,w3,w4和w5分别表示带宽利用率、延迟、拥塞率、波动率和管理成本的权重，它们的和为1，n表示链路数目；
[0112]
表示多链路网络中的总带宽，
[0113]
表示多链路网络的总容量，
[0114]
表示多链路网络的总延迟，
[0115]
t表示多链路网络中的总流量，c表示多链路网络的总容量
[0116]
表示多链路网络的总波动率，
[0117]
表示多链路网络的总管理成本。
[0118]
一种多链路网络路径动态选择系统，包括：
[0119]
部署模块，用于在网络中部署多个链路，并在每个链路上设置监控节点；
[0120]
监测模块，用于依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态；
[0121]
生成模块，用于依据每条链路的实时网络状态，生成网络拓扑图和链路实时性能表；
[0122]
发送模块，用于将网络拓扑图和链路实时性能表发送至部署好动态路径选择算法的网络边缘设备上；
[0123]
选择模块，用于网络边缘设备依据动态路径选择算法选择出最优的传输路径；
[0124]
调整模块，用于依据选择出最优的传输路径对实时的传输路径进行调整。
[0125]
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多链路网络路径动态选择方法，其特征在于，具体包括：在网络中部署多个链路，并在每个链路上设置监控节点；依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态；依据每条链路的实时网络状态，生成网络拓扑图和链路实时性能表；将网络拓扑图和链路实时性能表发送至部署好动态路径选择算法的网络边缘设备上；网络边缘设备依据动态路径选择算法选择出最优的传输路径；依据选择出最优的传输路径对实时的传输路径进行调整。2.根据权利要求1所述的一种多链路网络路径动态选择方法，其特征在于，所述依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态，具体包括：构建实时网络状态评估模型；采集每条链路的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本指标；将每条链路的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本指标发送至实时网络状态评估模型中进行评估，得到每条链路的实时网络状态。3.根据权利要求2所述的一种多链路网络路径动态选择方法，其特征在于，所述将每条链路的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本指标发送至实时网络状态评估模型中进行评估，具体包括：确定多链路网络中的各条链路以及它们的带宽利用率、网络延迟、网络拥塞、稳定性和管理成本；计算多链路网络的带宽利用率、延迟、拥塞率、波动率和管理成本；确定各项指标的权重；对各项指标进行归一化处理，得到各项指标的相对值；根据各项指标的权重，计算多链路网络的综合评估值，从而得到多链路网络的评估结果。4.根据权利要求3所述的一种多链路网络路径动态选择方法，其特征在于，所述计算多链路网络的带宽利用率包括计算多链路网络的总带宽利用率和单链路带宽利用率，计算多链路网络的总带宽利用率采用以下公式：其中，bi表示第i条链路的带宽，ci表示第i条链路的容量；计算单链路带宽利用率采用以下公式：其中，b表示单链路的带宽，c表示单链路的容量。5.根据权利要求4所述的一种多链路网络路径动态选择方法，其特征在于，所述计算多链路网络的延迟包括计算多链路网络的平均延迟和单链路延迟，计算多链路网络的平均延迟采用以下公式：
其中，di表示第i条链路的延迟，n表示链路总数；计算多链路网络的单链路延迟采用以下公式：d
s
＝d；其中，d表示单链路的延迟。6.根据权利要求5所述的一种多链路网络路径动态选择方法，其特征在于，所述计算多链路网络的拥塞率采用以下公式：其中，t表示网络中的总流量，c表示网络的总容量。7.根据权利要求6所述的一种多链路网络路径动态选择方法，其特征在于，所述计算多链路网络的波动率采用以下公式：其中，ci表示第i条链路的容量，bi表示第i条链路的带宽。8.根据权利要求7所述的一种多链路网络路径动态选择方法，其特征在于，所述计算多链路网络的管理成本采用以下公式：mc＝∑
i
cost
i
；其中，costi表示第i条链路的管理成本。9.根据权利要求8所述的一种多链路网络路径动态选择方法，其特征在于，所述根据各项指标的权重，计算多链路网络的综合评估值采用以下公式：其中，w1,w2,w3,w4和w5分别表示带宽利用率、延迟、拥塞率、波动率和管理成本的权重，它们的和为1，n表示链路数目；表示多链路网络中的总带宽，表示多链路网络的总容量，表示多链路网络的总延迟，t表示多链路网络中的总流量，c表示多链路网络的总容量表示多链路网络的总波动率，表示多链路网络的总管理成本。10.一种多链路网络路径动态选择系统，其特征在于，包括：部署模块，用于在网络中部署多个链路，并在每个链路上设置监控节点；
监测模块，用于依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态；生成模块，用于依据每条链路的实时网络状态，生成网络拓扑图和链路实时性能表；发送模块，用于将网络拓扑图和链路实时性能表发送至部署好动态路径选择算法的网络边缘设备上；选择模块，用于网络边缘设备依据动态路径选择算法选择出最优的传输路径；调整模块，用于依据选择出最优的传输路径对实时的传输路径进行调整。

技术总结
本发明公开了一种多链路网络路径动态选择方法及系统，通过依据所述监控节点监测每条链路的实时网络状态，然后依据每条链路的实时网络状态，生成网络拓扑图和链路实时性能表，并在网络边缘设备部署好动态路径选择算法，能够充分利用多条链路的带宽，有效选择出最优的传输路径，从而解决现有技术所存在的没有考虑到网络实际能力的缺陷，同时，本发明仅需要对网络边缘设备进行改造，大大降低实现的难度性和复杂性。和复杂性。和复杂性。


技术研发人员：邱然 马晓亮 张峰玮
受保护的技术使用者：广州广大通电子科技有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/8/28