[发明专利]基于Overlay网络和编码技术的并行多路径传输方法

权利要求书

1.一种基于Overlay网络和编码技术的并行多路径传输方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、源通信节点所在网络的网关节点截获发往外地网络的三层数据报文，待处理后多路径分发至覆盖网络节点；

步骤2、处理后的数据包报文达到覆盖网络的中间节点后，该中间节点根据定制路由表，转发至覆盖网络的其他中间节点或者目的地网关节点；

所述定制路由表部署在源网关节点、目的网关节点和覆盖网络的中间节点，用于上述节点之间的并行选路和转发三层数据报文；所述定制路由表包括通信真实目的IP地址列表和转发下一跳目的地址列表；路由表项最终确定由网络的管理员部署分配制定，或通过现有的OSPF协议来协商；

步骤3、目的网关节点收到数据报文后，进行解码并重构后分发至目的网络的目的通信节点；

所述步骤1的具体方法为：

步骤1.1、源通信节点所在网络的网关节点截获源发往外地网络的三层数据包并存储到源网关节点的缓存队列中；

步骤1.2、从源网关节点的缓存队列中取出m个具有相同目的地址的数据包，对这些数据包的三层数据载荷进行可擦除编码，形成n个新数据包，且nm；

步骤1.3、查找定制路由表并根据调度算法，将n个新数据包的目的地址修改成下一跳的覆盖网络中间节点地址，将数据包真实的目的地址隐藏在TCP Option字段中；

步骤1.4、将步骤1.3处理后的数据包路由至覆盖网络的中间节点；

所述步骤2的具体方法为：

步骤2.1、覆盖网络的中间节点从网络层获取处理后的数据包，解构数据包并获得TCPOption字段中的目的地址；

步骤2.2、查询定制路由表，获得该数据包的下一跳地址；

步骤2.3、重新构建三层数据包头，将目的地址写成下一跳地址，并发送至覆盖网络的其他中间节点或者目的网关节点；如果发送至覆盖网络的其他中间节点，则此中间节点根据定制路由表，继续转发，如果发送至目的网关节点则执行步骤3。

2.根据权利要求1所述的基于Overlay网络和编码技术的并行多路径传输方法，其特征在于：所述源通信节点所在网络的网关节点包括三个模块：收发模块、编码模块和调度模块；收发模块将截获的三层数据包放到缓存队列中，供编码和发送使用；编码模块负责将具有相同源目的地址的三层数据包载荷使用可擦除码的方式进行编码；所述可擦除码是将m个数据包(M₁,M₂,…,M_m)编码成nm个数据包(E₁,E₂,…,E_n)；调度模块根据数据包的目的地址、SLA、定制路由表选择多路径分发编码后的数据，每个路径分发的数据量根据调度协议来调整。

3.根据权利要求2所述的基于Overlay网络和编码技术的并行多路径传输方法，其特征在于：所述调度算法包括但不限于下列四种：

(1)随机调度：从下一跳IP地址列表中随机选择一个作为下一跳转发地址；

(2)基于队列长度的调度：针对每个下一跳地址设置一个计数器，用于统计近1s内转发至该下一跳的数据包个数；从下一跳地址列表中选择一个计数最小的IP地址作为下一跳转发地址；

(3)基于吞吐率的调度：针对每个下一跳地址设置一个变量，用于统计近1s内发送数据包的比率；从下一跳地址列表中选择一个比率最小的IP地址作为下一跳转发地址；

(4)基于效率的调度：针对每个下一跳地址发送探针包，获取到下一跳地址的往返时间，选择一个往返时间最短的IP地址作为下一跳转发地址。

4.根据权利要求3所述的基于Overlay网络和编码技术的并行多路径传输方法，其特征在于：所述覆盖网络的中间节点由三层及以上任何设备构建，负责路由转发数据包，最终路由到目的通信节点所在网络的网关节点。

5.根据权利要求4所述的基于Overlay网络和编码技术的并行多路径传输方法，其特征在于：所述步骤3的具体方法为：

步骤3.1：目的网关节点在网络层获取三层数据报文，存储到目的网关节点的缓存队列中；

步骤3.2：从目的网关节点的缓存队列中取出m个具有相同源地址和目的地址的同组数据包，对该数据包的三层数据载荷进行解码，求出m个原始数据包；

步骤3.3：将m个原始数据包中的TCPOption字段中的目的地址取出，写到IP首部的目的地址字段中进行重构；

步骤3.4：将解码并重构过后的三层数据包发送至目的通信节点所在网络中，数据包将最终被路由至目的通信节点。