[发明专利]一种无线多链路带宽聚合的系统

权利要求书

1.一种无线多链路带宽聚合的系统，包括多条VPN链路，其特征在于：还包括无线传输终端(102)及聚合服务器(107)，

无线传输终端(102)用于接收外部上行IP数据流，根据各VPN链路的实时状态数据分别计算出对应的负载均衡信息，并根据负载均衡信息将上行IP数据流分发到各VPN链路上；还用于通过各VPN链路接收目的地址转换后的各IP数据包，将接收到的各IP数据包进行排序后输出；所述VPN链路基于无线链路来创建，每条VPN链路设置有一个链路标识；

聚合服务器(107)通过各VPN链路接收上行IP数据流，对上行IP数据流中的各IP数据包进行排序并进行源地址转换后，将源地址转换后的IP数据包输出；还用于接收外部下行IP数据流，将下行IP数据流中的各IP数据包进行目的地址转换后输出至各VPN链路；所述上行IP数据流和下行IP数据流均包含多个IP数据包，各IP数据包均包含一个序列号；

所述的无线链路终端(102)包括第一VPN池(202)、第一数据排序模块(203)、第一链路检测及负载均衡模块(204)、第一数据收发模块(205)和第一用户配置模块(206)，

第一数据收发模块(205)用于接收外部上行IP数据流，通过本地报文处理规则判断接收到的上行IP数据流是否符合转发条件，将符合转发条件的上行IP数据流输出至第一VPN池(202)；还用于将接收到的排序后且满足数据包序列号顺序的IP数据包输出；

第一链路检测及负载均衡模块(204)用于通过向聚合服务器(107)实时发送链路探测数据包并接收反馈信息来获取各VPN链路的实时状态，并根据各VPN链路的实时状态数据预估各VPN链路能够承载的带宽，得出各VPN链路的负载均衡信息，将各VPN链路的负载均衡信息发送至第一VPN池(202)；所述的实时状态包括链路往返时延和丢包率；

第一用户配置模块(206)用于接收外部用户配置信息，并将用户配置信息输出至第一VPN池(202)；

第一VPN池(202)用于基于无线链路与聚合服务器(107)建立多个VPN链路，通过将所有VPN链路组成第一VPN池把多个VPN链路进行捆绑；还用于根据各VPN链路的负载均衡信息和用户配置信息为上行IP数据流中的当前IP数据包计算出可用的链路标识，并将当前IP数据包发送至该链路标识对应的VPN链路上；还用于通过各VPN链路接收目的地址转换后的各IP数据包，将所有IP数据包输出至第一数据排序模块(203)；

第一数据排序模块(203)用于将所有IP数据包进行排序，判断排序后的IP数据包是否符合数据包序列号顺序，将符合数据包序列号顺序的IP数据包依次送入第一数据收发模块(205)；对不符合数据包序列号顺序的IP数据包设置等待延迟，如果等待延迟时超后，该IP数据包的序列号满足数据包序列号顺序，则送入第一数据收发模块(205)；如果等待延迟时超后，该IP数据包的序列号不满足数据包序列号顺序，则丢弃该IP数据包；

所述的聚合服务器(107)包括第二VPN池(302)、第二数据排序模块(303)、第二链路检测及负载均衡模块(304)、地址转换模块(305)、第二数据收发模块(306)和第一用户配置模块(307)，

第二链路检测及负载均衡模块(304)用于通过向无线传输终端(102)实时发送链路探测数据包并接收反馈信息来获取各VPN链路的实时状态，并根据各VPN链路的实时状态数据预估各VPN链路能够承载的带宽，得出各VPN链路的负载均衡信息，将各VPN链路的负载均衡信息发送至第二VPN池(302)；所述的实时状态包括链路往返时延和丢包率；

第二用户配置模块(306)用于接收外部用户配置信息，并将用户配置信息输出至第二VPN池(302)；

第二VPN池(302)用于通过各VPN链路接收上行IP数据流，并输出至第二数据排序模块(303)；还用于根据各VPN链路的负载均衡信息和用户配置信息为下行IP数据流中的当前IP数据包计算出可用的链路标识，并将当前IP数据包发送至该链路标识对应的VPN链路上；

第二数据排序模块(303)用于将上行IP数据流的所有IP数据包进行排序，判断排序后的IP数据包是否符合数据包序列号顺序，将符合数据包序列号顺序的IP数据包依次送入地址转换模块(305)；对不符合数据包序列号顺序的IP数据包设置等待延迟，如果等待延迟时超后，该IP数据包的序列号满足数据包序列号顺序，则送入地址转换模块(305)；如果等待延迟时超后，该IP数据包的序列号不满足数据包序列号顺序，则丢弃该IP数据包；

地址转换模块(305)对接收到的所有IP数据包分别进行源地址转换后输出至第二数据收发模块(306)；还用于对接收到的下行IP数据流中各IP数据包进行目的地址转换，并将目的地址转换后的各IP数据包输出至第二VPN池(302)；

第二数据收发模块(306)用于接收源地址转换后的IP数据包并输出；还用于接收下行IP数据流，通过本地报文处理规则判断接收到的下行IP数据流是否符合转发条件，将符合转发条件的下行IP数据流输出至地址转换模块(305)；

所述的第一VPN池(202)和第二VPN池(302)的结构相同，第一VPN池(202)包括多条VPN链路、调度模块(404)、链路信息存储模块(405)、用户配置存储模块(406)和接收总队列(407)，各VPN链路在无线传输终端(102)启动时建立；

链路信息存储模块(405)用于实时从第一链路检测及负载均衡模块(204)获取每条VPN链路的负载均衡信息，并保存最新的各VPN链路的负载均衡信息，将最新的各VPN链路的负载均衡信息输出至调度模块(404)；

用户配置存储模块(406)用于接收并保存外部用户配置信息，将用户配置信息输出至调度模块(404)；所述用户配置信息包括链路与IP五元组相关性、链路资费和链路优先级；

调度模块(404)用于根据负载均衡信息及用户配置信息为当前IP数据包计算出可用的链路标识，并将当前IP数据包发送至该链路标识对应的VPN链路上；

接收总队列(407)用于接收各VPN链路上的上行IP数据流并输出至第二数据排序模块(203)；

所述的第一链路检测及负载均衡模块(204)和第二链路检测及负载均衡模块(304)的结构相同，第一链路检测及负载均衡模块(204)包括链路探测模块(501)、链路信息计算模块(502)及负载均衡信息计算模块(503)；

链路探测模块(501)用于实时发送链路探测数据包，获取各VPN链路实时状态，并将该实时状态输出至链路信息计算模块(502)；

链路信息计算模块(502)用于从链路探测模块(501)收取各VPN链路的实时状态，根据实时状态中的链路探测数据包长、链路往返时延、丢包率、链路系数计算各VPN链路的预估带宽，并将各VPN链路的预估带宽输出至负载均衡信息计算模块(503)；

负载均衡信息计算模块(503)用于从链路信息计算模块(502)收取各VPN链路的预估带宽，根据预设带宽阈值和当前VPN链路的预估带宽判断是否丢弃该条VPN链路；对于满足带宽阈值的VPN链路根据带宽大小计算负载均衡信息，并将负载均衡信息输出至第一VPN池(202)或第二VPN池(302)；

所述的第一数据排序模块(203)和第二数据排序模块(303)的结构相同，第一数据排序模块(203)包括IP数据包缓存模块(601)、IP数据包调度与排序模块(602)及定时模块(603)；

IP数据包缓存模块(601)用于根据接收的各IP数据包的序列号确定当前IP数据包在缓存区的储存地址，并按照储存地址将该IP数据包存入；

IP数据包调度与排序模块(602)用于从IP数据包缓存模块(601)中获取IP数据包，当IP数据包符合数据包序列号顺序时，直接发送出去；当IP数据包不符合数据包序列号顺序时，向定时模块(603)设置等待时间，时超后，定时模块(603)会通知IP数据包调度与排序模块(602)，如果IP数据包的序列号满足数据包序列号顺序，则直接发送出去，否则丢弃；

定时模块(603)用于向IP数据包调度与排序模块(602)提供定时服务；

所述根据实时状态中的链路探测数据包长、链路往返时延、丢包率、链路系数计算各VPN链路的预估带宽，具体计算公式为：

其中，L为链路探测数据包长、RTT为链路往返时延、p为丢包率、μ为链路系数。