[发明专利]一种基于发送端多接入通道的数据传输加速引擎方法

说明书

技术领域

本发明申请涉及数据发送端的数据调度，尤其涉及一种基于发送端多接入通道方法的 数据传输加速引擎，本发明针对可以通过多种途径接入网络的用户，有助于解决发送端系 统资源利用率低下，导致发送数据率低的问题，加快了发送速率，提高了网络带宽和通信 质量，属于网络通信技术领域。

背景技术

传统数据传输加速方案一般都是从提高现有通信网络的带宽入手，典型的有：1)提 高传输终端的处理能力；2)提高网络中间节点的数据转发能力。显然，这些方案的实现 中都要设备的升级与替换，成本较高。

在多网络接口数据传输加速技术研究方面，典型的方案有：Linux操作系统下使用的 bonding技术，Sun公司的trunking技术，HP公司的负载均衡解决方案等。上述方案本质 上都是在同一主机上安装多块网络接口，同时将多块网络接口绑定在一起，形成逻辑上的 一块虚拟网络接口，在网络中作为唯一标识，而主机上的多块物理网络接口在网络上并不 可见。在逻辑上，主机上欲发送的数据通过虚拟网络接口发送出去；在物理上，数据被分 流到各个物理网络接口，并行发送，提高了数据发送的速率。然而，以上技术都需要在中 间节点增加支持类bonding技术的交换机，如果没有交换机的配合，这些方案就无法实施， 因此这些方案在提高了传输速率的同时，高成本和对类bonding交换机的依赖性成为限制 其应用的重要问题。

纯软件实现的数据传输加速引擎一般运行在通用PC机上，使用普通互联网络接入和 局域网接入的情况较多。由于普通网络用户在同时具有多种网络接入方式的情况下，并不 会同时使用所有的网络接入方式，而仅仅是选其一种来进行数据传输。即使用户同时选择 多种接入方式，也并不会增加数据发送的带宽，因为数据仍然是在其中一条通道中发送。 这样就造成了对既有资源的严重浪费，影响了用户的使用体验和经济社会的效益。因此， 要充分利用多种网络接入方式提供的多通道来加快数据发送速率，增加网络带宽，实现透 明传输，就需要发送端的数据传输加速引擎。

发明内容

目前的很多数据加速方法普遍忽视了这样的事实：现今网络端系统性能快速提高，端 系统网络接入手段日趋多样化，大部分端系统都不再局限于一种入网方式，例如：许多终 端设备(笔记本电脑、台式电脑、PDA)不仅配备有线网络接口，还有无线网络接口，蓝 牙/红外接口等等。然而在进行网络数据传输时，利用的往往仅仅是其中的一个接口，例 如：实现有线连接的笔记本电脑，在进行数据传输时，往往只利用了有线网络接口，而无 线接口却处于闲置状态。因此，利用闲置网络接口或闲置网络接入通道，正是本发明的目 的所在。

为实现上述目发明的，本发明采取的技术方案是：一种基于发送端多接入通道的数据 传输加速引擎方法，发送端主机将数据包从应用层下来后，经过TCP复用封装，然后交 付给主机操作系统的TCP/IP协议栈处理，经IP层形成封装好的IP数据报传输至链路层 再至物理层，再经过中间路由到达数据接收方，由接收方进行解复用，其特征在于：在 IP层与链路层之间设置数据传输加速引擎，该加速引擎包括IP报分组模块、负载均衡模 块及数据调度模块，其中负载均衡模块内含网络接口状态监测子模块；首先由IP报分组 模块将IP数据报按IP报头中的标示位将待发送数据进行分组，相同标示位的数据报分在 同一组，然后分组后的报组数据成为负载均衡模块的可处理单元，根据网络接口状态监测 子模块实时检测各传输通道的流量负载情况，采用相应的流量分配算法对数据报组进行预 分配计算，将待传输数据流量分配到各个可用传输通道上并行传输，最后通过数据调度模 块将预分配的数据报组指定到不同的网络接口设备；

上述IP报分组模块、负载均衡模块和数据调度模块是通过四个线程来实现的：

IP报分组线程为一个循环处理函数，将存储器中的数据报文按照标志位进行分组， 当存储器中没有数据时，该线程进入睡眠状态；

负载均衡由负载均衡算法线程和网络接口状态监测线程两个线程来实现：负载均衡算 法线程一开始处于中断睡眠状态，由IP报分组线程显式地唤醒后才开始运行，负载均衡 算法线程为每个网络接入通道接口分配了一个权值w_i，存放在网络接口列表中，权值代 表待传输的数据分组被分配到该网络接口上发送的概率：