技术领域
[0001] 本
发明涉及一种网络通信数据传输技术，尤其涉及一种基于流控制传输协议（Stream Control Transmission Protocol，SCTP）的网络通信多通路选择方法及系统。
背景技术
[0002] SCTP是目前网络通信中使用最广泛的传输层协议之一，具有多归属功能。所谓多归属，是指一个SCTP连接可通过多条通路进行数据传输。该通路之间存在备份关系，即当一条通路中断后，数据会被切换到其他可达的备份通路上进行传输，从而提高网络容错的能
力。
[0003] 在SCTP中，通路故障不仅仅表现为物理链路中断或者路由不可达，更多的表现为链路
质量变差，例如拥塞丢包、误码丢包、时延增大及乱序等。
现有技术中，SCTP对链路质量变差情况的处理不够理想。例如，按照协议的要求，只有当报文连续传达到一定次数时才会进行通路的切换，这种情况下，当网络出现时通时断或者出现较大丢包率的时候，报文在多次尝试后可能还会收到确认报文。此时，尝试的次数可能还没达到协议的要求，这样即使当前通路的网络质量恶化，严重影响业务传输，SCTP仍可能坚持在原有的通路上发送数据，而不会选择质量较好的备用通路，进而影响数据的传输速率和质量。
[0004] 另外，协议规定：如果当前通路不是首选通路（即数据传输的默认通路），那么当首选通路可达，即收到确认报文后，会立即将当前通路切换回首选通路。但是，收到确认报文只能说明网络通路可达，并不能说明首选通路的网络质量完全恢复。因此，如果此时所述首选通路可达，但是仍出现网络故障，则将严重影响建立了SCTP偶联对应关系的两个SCTP端点之间的数据传输。
发明内容
[0005] 有鉴于此，有必要提供一种可依据当前通路网络质量的优劣选择较适合通信通路的多通路选择方法。
[0006] 此外，还有必要提供一种网络通信多通路选择系统，可依据当前通路网络质量的优劣选择较适合通信通路。
[0007] 一种网络通信多通路选择方法，包括如下步骤：a.开启主要通路，以通过主要通路传送数据，并按照预设的重传超时时间开始计时；b.判断预设的重传超时时间是否到达，若是，则执行步骤c；c.切换至次要通路，以通过次要通路传送数据；d.连续两次通过流量控制传输协议在主要通路与次要通路上同时传输相同的心跳报文，接收从主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文，以获得从主要通路上接收心跳响应报文的主要第一时间、主要第二时间以及第一时间差，及从次要通路上接收心跳响应报文的次要第一时间、次要第二时间以及第二时间差，其中，第一时间差为主要第一时间与主要第二时间之间的时间差，第二时间差为次要第一时间与次要第二时间之间的时间差；e.依据第一时间差与第二时间差计算出主要通路容量大小以及次要通路容量大小，其中，主要通路容量大小等于心跳响应报文的大小除以第一时间差，次要通路容量大小等于心跳响应报文的大小除以第二时间差；f.若主要第一时间小于次要第一时间，主要第二时间小于次要第二时间，且主要通路容量大小大于次要通路容量大小，则切换次要通路至主要通路。
[0008] 优选的，步骤b中，若预设的重传超时时间未达到，则返回步骤a。
[0009] 优选的，在执行步骤f之前，方法还包括以下步骤：g.定义一比较次数及错误次数，比较次数及错误次数的初始值均为零；h.判断主要第一时间、主要第二时间、次要第一时间及次要第二时间中是否有一项小于预设的重传超时时间；若是，则执行步骤i；i.继续判断主要第一时间是否小于次要第一时间，若是，则执行步骤j；j.令比较次数加1；k.继续判断比较次数是否大于1；若是，则执行步骤f。
[0010] 优选的，步骤h中，若判断主要第一时间、主要第二时间、次要第一时间及次要第二时间均大于预设的重传超时时间，方法还包括以下步骤：令错误次数加1；判断错误次数是否大于预设的错误次数，若不是，则令比较次数等于零；等待一预设的间隔时间后，返回步骤d。
[0011] 优选的，若判断错误次数大于预设的错误次数时，方法还包括停止数据传送的步骤。
[0012] 优选的，步骤i中，若判断主要第一时间不小于次要第一时间，方法还包括以下步骤：令错误次数加1；等待一预设的间隔时间后，返回步骤d。
[0013] 优选的，步骤k中，若判断比较次数不大于1，方法还包括等待一预设的间隔时间后，返回步骤d的步骤。
[0014] 一种网络通信多通路选择系统，设置于网络设备中，网络设备通过主要通路或次要通路传送数据。网络通信多通路选择系统包括依次相连的计时器、比较模
块及切换模块；当网络设备通过主要通路传送数据时，该计时器按照预设的重传超时时间开始计时，当计时器超时时，切换模块将该网络设备切换至次要通路，以使得该网络设备通过次要通路进行数据传输；计时器分别连续两次通过流量控制传输协议在主要通路与次要通路上同时传输相同的心跳报文，接收从主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文，以获得从主要通路上接收心跳响应报文的主要第一时间、主要第二时间以及第一时间差，及从次要通路上接收心跳响应报文的次要第一时间、次要第二时间以及第二时间差，并且依据第一时间差与第二时间差计算出主要通路容量大小以及次要通路容量大小，其中，第一时间差为主要第一时间与主要第二时间之间的时间差，第二时间差为次要第一时间与次要第二时间之间的时间差，主要通路容量大小等于心跳响应报文的大小除以第一时间差，次要通路容量大小等于心跳响应报文的大小除以第二时间差；比较模块比较主要第一时间是否小于次要第一时间，主要第二时间是否小于次要第二时间，主要通路容量大小是否大于次要通路容量大小；当主要第一时间小于次要第一时间，主要第二时间小于次要第二时间，且主要通路容量大小大于次要通路容量大小时，切换模块将网络设备再次从次要通路切换回主要通路。
[0015] 优选的，网络通信多通路选择系统还包括监控模块，监控模块分别与计时器及切换模块相连，用以监控计时器是否超时，若是，则发送相应的第一切换
信号给切换模块，以控制切换模块将网络设备切换至次要通路。
[0016] 优选的，网络通信多通路选择系统包括存储模块，存储模块内存储有比较次数及错误次数，比较次数及错误次数的初始值均为零，当比较模块比较主要第一时间大于次要第一时间时，比较模块直接令比较次数为零，且继续通过次要通路传送数据。
[0017] 优选的，当比较模块比较主要第一时间、主要第二时间、次要第一时间及次要第二时间均大于重传超时时间时，存储模块令错误次数加1，当比较模块比较错误次数已超过预设的错误次数时，则停止数据传输。
[0018] 本发明的网络通信多通路选择方法及系统可通过该切换模块选择质量较好的通路（主要通路）进行数据传输。如此可提高网络应对各种通路故障的能力，进而提高数据的传输速率和质量。另外，本发明只有当主要通路的网络质量超过次要通路，且其超过次数达到一定数值后才切换回主要通路进行数据传输。因此，可有效避免现有SCTP中只要收到确认报文就切回主要通路，而可能造成的数据传输速率迟缓等问题。
附图说明
[0019] 图1为本发明网络通信多通路选择系统一实施方式的功能模块图；
[0020] 图2为图1所示本发明网络通信多通路选择系统一实施方式的系统架构图；
[0021] 图3及图4为本发明网络通信多通路选择方法一实施方式的
流程图。
[0022] 主要元件符号说明
[0023]
[0024] 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0025] 请参阅图1及图2，本发明提供一种网络通信多通路选择系统100，其整合于路由器、网关、交换机、无线网络
控制器、基站及移动终端等网络设备200中。该网络设备200可通过主要通路（Primary Path，PP）或次要通路（Secondary Path，SP）与客户端设备(Customer Premises Equipment，CPE)300进行通信。
[0026] 该网络通信多通路选择系统100可依据当前通路的网络质量优劣选择相应的通路进行数据传输。具体地，该网络通信多通路选择系统100包括计时器11、监控模块12、切换模块13、存储模块14及比较模块15。该计时器11、监控模块12及切换模块13依次相连。该计时器11、切换模块13及存储模块14均连接至比较模块15。该计时器11用于当所述网络设备200通过主要通路传送数据至CPE300时，按照预设的重传超时时间（Retransmission timeout，RTO）开始计时。该计时器11还用以在所述网络设备200通过次要通路传送数据时，通过流控制传输协议（Stream Control Transmission Protocol，SCTP）分别在该主要通路及次要通路发送相应的心跳报文（Heartbeat Packet）至CPE300，并接收来自主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文（Heartbeat Response Packet），这样的发送心跳报文以及接收反馈回的心跳响应报文两次之后，可分别获得主要第一时间（T11）、主要第二时间（T12）、次要第一时间（T21）及次要第二时间（T22），进而可得出主要通路上主要第一时间与主要第二时间之间的第一时间差以及次要通路上次要第一时间与次要第二时间之间的第二时间差，进而，依据第一时间差与第二时间差分别算出主要通路容量大小(Primary Path Capacity)及次要通路容量大小(Secondary Path Capacity)。在本
实施例中，主要第一时间（T11）是指第一次在主要通路上发送心跳报文时接收心跳响应报文的所需要的时间，主要第二时间（T12）是指第二次在主要通路上发送心跳报文时接收心跳响应报文的所需要的时间，次要第一时间（T21）是指第一次在次要通路上发送心跳报文时接收心跳响应报文的所需要的时间，次要第二时间（T22）是指第二次在主要通路上发送心跳报文时接收心跳响应报文的所需要的时间；主要通路容量大小(Primary Path Capacity)等于心跳响应报文的大小除以第一时间差，而次要通路容量大小(Secondary Path Capacity)等于心跳响应报文的大小除以第二时间差，其中，第一时间差与第二时间差的值均为绝对值。该计时器11的启动触发及预设时长可以参照RFC2960及RFC4960中的规定。该主要通路及次要通路可以共用该计时器11。
[0027] 该监控模块12用于监控所述计时器11预设的RTO是否达到，即计时器11是否超时。若超时，则发送相应的第一切换信号给该切换模块13。
[0028] 该切换模块13用于接收监控模块12发送的第一切换信号，并将所述网络设备200切换至次要通路，以使得该网络设备200通过次要通路进行数据的传输。
[0029] 该存储模块14内存储有一比较次数EA-Count及错误次数err-Count，该比较次数EA-Count及错误次数err-Count的初始值均为零。
[0030] 该比较模块15用于比较主要第一时间（T11）是否小于次要第一时间（T21）、主要第二时间（T12）是否小于次要第二时间（T21）以及主要通路容量大小(PPC)是否大于次要通路容量大小(SPC)，若所述比较模块15比较的结果是主要第一时间（T11）小于次要第一时间（T21）、主要第二时间（T12）小于次要第二时间（T21）以及主要通路容量大小(PPC)是否大于次要通路容量大小(SPC)，说明此时该主要通路的网络质量不仅优于次要通路，而且能够保持较为稳定的高网络质量。此时，该比较模块15发送相应的第二切换信号给该切换模块13，以将所述网络设备200切换回主要通路，使得该网络设备200通过主要通路进行数据传输。若比较模块15比较主要第一时间（T11）大于次要第一时间（T21）或者主要第二时间（T12）大于次要第二时间（T22）、又或者主要通路容量大小(PPC)不大于次要通路容量大小(SPC)，则说明此时该次要通路的网络质量仍然优于主要通路。该比较模块15直接令比较次数EA-Count为零，且继续通过该次要通路传送数据。若比较模块15比较主要第一时间（T11）大于次要第一时间（T21）且主要第二时间（T12）大于次要第二时间（T22）时，说明主要通路及次要通路的网络质量均较差，此时该存储模块14将令错误次数err-Count加1。当该比较模块
15比较错误次数err-Count已超过预设的错误次数AMR时，说明此时两个通路均暂时不适合传送数据，故中断所述网络设备200与CPE300的通信，以停止数据的传输。
[0031] 请一并参阅图3及图4，为该网络通信多通路选择系统100的工作流程，即网络通信多通路选择方法流程图，该方法具体包括以下步骤：
[0032] 步骤S1：开启主要通路，所述网络设备200通过该主要通路发送数据给该CPE300，同时该计时器11按照预设的RTO开始计时。
[0033] 步骤S2：所述监控模块12判断计时器11预设的RTO是否到达，即是否超时；若不超时，则返回步骤S1，即继续通过该主要通路传送数据；若超时，则发送相应的第一切换信号给所述切换模块13，并执行步骤S3。
[0034] 步骤S3：该切换模块13接收该第一切换信号，并将所述网络设备200切换至该次要通路，以通过该次要通路传送数据给该CPE300。
[0035] 步骤S4：所述计时器11通过SCTP协议在该主要通路与次要通路上连续两次同时传输心跳报文（Heartbeat Packet），并接收从该主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文（Heartbeat Response Packet），进而获得从该主要通路上接收该两次心跳响应报文的主要第一时间（T11）、主要第二时间（T12），及从该次要通路上接收该两次心跳响应报文的次要第一时间（T21）、次要第二时间（T22），并且进而得出主要第一时间（T11）与主要第二时间（T12）之间的第一时间差以及次要第一时间（T21）与次要第二时间（T22）之间的第二时间差，并依据接第一时间差与第二时间差分别算出主要通路容量大小(PPC)以及次要通路容量大小(SPC)。具体而言，主要第一时间（T11）是指第一次在主要通路上发送心跳报文时接收心跳响应报文的所需要的时间，主要第二时间（T12）是指第二次在主要通路上发送心跳报文时接收心跳响应报文的所需要的时间，次要第一时间（T21）是指第一次在次要通路上发送心跳报文时接收心跳响应报文的所需要的时间，次要第二时间（T22）是指第二次在主要通路上发送心跳报文时接收心跳响应报文的所需要的时间；主要通路容量大小(Primary Path Capacity)等于心跳响应报文的大小除以第一时间差，而次要通路容量大小(Secondary Path Capacity)等于心跳响应报文的大小除以第二时间差。
[0036] 步骤S5：该比较模块15比较主要第一时间（T11）、次要第一时间（T21）、主要第二时间（T12）及次要第二时间（T22）中是否有一项小于预设的RTO。若是，则执行步骤S6；若不是，则执行步骤S7。
[0037] 步骤S6：比较模块15继续比较主要第一时间（T11）是否小于次要第一时间（T21）且主要第二时间（T12）是否小于次要第二时间（T22），若是，则执行步骤S8，若不是，则执行步骤S15。
[0038] 步骤S7：因为比较模块15主要第一时间（T11）、次要第一时间（T21）、主要第二时间（T12）及次要第二时间（T22）均不小于该RTO，故该比较模块15令该错误次数（err-Count）加1，并执行步骤S13。
[0039] 步骤S8：比较模块15令比较次数（EA-Count）加1。
[0040] 步骤S9：比较模块15比较所述比较次数（EA-Count）是否大于1。若是，则执行步骤S10；若不是，则执行步骤S12。
[0041] 步骤S10：比较模块15比较主要通路容量大小(PPC)是否大于次要通路容量大小(SPC)。若是，则执行步骤S11；若不是，则执行步骤S12。
[0042] 步骤S11：因为主要第一时间（T11）小于次要第一时间（T21）、主要第二时间（T12）小于次要第二时间（T22）且主要通路容量大小(PPC)大于次要通路容量大小(SPC)，说明此时该主要通路的网络质量优于次要通路，该比较模块15将发送相应的第二切换信号给该切换模块13，以将所述网络设备200切换回主要通路，并返回步骤S1，使得该网络设备200通过主要通路进行数据传输。
[0043] 步骤S12：等待间隔时间，当间隔时间到达后，返回步骤S4。
[0044] 步骤S13：该比较模块判断所述错误次数（err-Count）是否大于预设的的错误次数AMR，若是，则执行步骤S14；若不是，则执行步骤S15。
[0045] 步骤S14：因为比较模块15连比较的结果是主要第一时间（T11）、次要第一时间（T21）、主要第二时间（T12）及次要第二时间（T22）均不小于RTO或者主要通路容量大小(PPC)不大于次要通路容量大小(SPC)，说明主要通路及次要通路的网络质量均较差，暂时不适合传送数据，故中断所述网络设备200与CPE300的通信，以停止数据的传输，流程结束。
[0046] 步骤S15：比较模块15令所述比较次数（EA-Count）等于零，并返回步骤S12。
[0047] 本发明的网络通信多通路选择方法及系统，通过该计时器11向主要通路及次要通路发送相应的心跳报文，并接收来自该主要通路与次要通路上反馈回的心跳响应报文，进而获得从主要通路上接收该心跳响应报文的主要第一时间（T11）与主要第二时间（T12）及从该次要通路上接收该心跳响应报文的次要第一时间（T21）与次要第二时间（T22），进而得出第一时间差与第二时间差以及依据第一时间差与第二时间差算出主要通路容量大小以及次要通路容量大小，再通过该比较模块15比较主要第一时间（T11）是否小于次要第一时间（T21）且主要第二时间（T12）是否小于次要第二时间（T22）以及主要通路容量大小是否大于次要通路容量大小，以判断所述主要通路的网络质量是否优于次要通路。当主要第一时间（T11）小于次要第一时间（T21）且主要第二时间（T12）小于次要第二时间（T22）以及主要通路容量大小大于次要通路容量大小，说明该主要通路的网络质量已恢复，且优于该次要通路。则该切换模块13将选择质量较好的通路（主要通路）进行数据传输。如此，可提高网络应对各种通路故障的能力，进而提高数据的传输速率和质量。另外，本发明只有当主要通路的网络质量超过该次要通路，且其超过次数达到一定数值时才切换回主要通路进行数据传输。这样可有效避免现有SCTP中因只要收到确认报文就切回主要通路而可能造成的数据传输速率迟缓等问题。
