一種基于應用層協議的帶寬合并中間件系統技術方案

本發明專利技術公開了一種應用層協議的帶寬合并中間件系統，包括上層連接管理模塊、請求管理模塊、遠端連接管理模塊和運行時數據統計分析模塊，上層連接管理模塊管理與上層應用進行通信的連接；請求管理模塊緩存原始請求，根據運行時數據和應用層協議分割請求，調度到不同網絡接口上進行分發；響應管理模塊緩存不同網絡接口到達的子響應，根據調度策略合并響應，并遞交給上層連接管理模塊；遠程連接管理模塊將請求發送給遠程服務器，接收反饋的數據并發送至響應管理模塊；運行時數據統計分析模塊統計數據傳輸的速度和延遲，為制定調度策略提供運行時數據。實施本發明專利技術能夠從應用層協議的角度出發分解任務并方便地部署在移動設備上，以達到帶寬合并的目的。

【技術實現步驟摘要】
一種基于應用層協議的帶寬合并中間件系統
本專利技術涉及移動網路與網絡協議領域，更具體地說，本專利技術涉及一種基于應用層協議的帶寬合并中間件系統。
技術介紹
隨著科技的發展時代的進步，智能手機、平板電腦等移動上網設備已經取代傳統PC成為人們連接互聯網的首選。然而由于無線網絡質量較差，導致移動設備用戶體驗低，但另一方面我們也認識到，各移動設備的多網絡接口卻不能同時應用導致隱形的資源浪費。因此，如何同時利用多條網絡接口來提高網絡質量成為亟待解決的問題。帶寬合并是指通過利用設備多條網絡接口的能力來提升網絡的吞吐量、可靠性、端到端延遲等的技術，從不同的角度出發有著不同的解決方法。其中一類方法是從傳輸層的角度出發，可在移動設備上使用Multi-TCP協議進行帶寬合并，并分析了網絡整體的吞吐量，但當前大多數移動設備并不支持Multi-TCP特性，若要使這些設備使用MPTCP特性則需要額外的代理服務器；而另外一些方法則是擴展了TCP協議，并取得了不錯的性能，但實現方面需要改寫操作系統的協議棧；除此之外還有一些方法建立了一些新的架構，在傳輸層支持帶寬合并，但需要服務器端有相應服務進行支持。另一種方法是針對具體應用的帶寬合并方式，如針對流媒體應用進行帶寬合并，但同樣因為考慮到具體應用的特性，如流媒體的分片啟動延遲等特性而降低了方法的通用性，其次這類方法往往在進行帶寬合并時，往往僅考慮到網絡吞吐量，而并沒有建立統一的模型將可靠性、延遲等其它指標考慮在內。
技術實現思路
針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本專利技術提供了一種基于應用層協議的帶寬合并中間件系統，其能夠從應用層協議的角度出發分解任務并方便地部署在移動設備上，以達到帶寬合并的目的。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是，提供一種基于應用層協議的帶寬合并中間件系統，包括上層連接管理模塊、請求管理模塊、遠端連接管理模塊和運行時數據統計分析模塊，所述上層連接管理模塊與請求管理模塊、響應管理模塊相連，所述請求管理模塊與響應管理模塊、運行時數據統計分析模塊和遠程連接管理模塊相連，所述響應管理模塊與請求管理模塊和遠程連接管理模塊相連，所述上層連接管理模塊用于管理與上層應用進行通信的連接，接收上層應用發送的請求并將請求傳遞給請求管理模塊，同時將響應管理模塊中的響應遞交給上層應用；所述請求管理模塊用于緩存原始請求，并根據運行時數據統計分析模塊發送的運行時數據及請求所依賴的具體應用層協議對原始請求進行分割，制定調度策略將其調度到不同的網絡接口上進行分發；所述響應管理模塊用于緩存不同網絡接口到達的子響應，根據請求管理模塊的調度策略合并響應，并遞交給上層連接管理模塊；所述遠程連接管理模塊用于管理設備與遠程服務器之間的連接，將請求管理模塊中的請求發送給遠程服務器，同時接收遠程服務器的數據并發送至響應管理模塊；所述運行時數據統計分析模塊用于統計遠程連接管理模塊中數據傳輸的速度和延遲，同時為請求管理模塊制定調度策略提供運行時數據。在本專利技術所述的基于應用層協議的帶寬合并中間件系統中，所述上層連接管理模塊包括第一連接池、第一上行遞交子模塊、第一下行遞交子模塊，所述第一連接池用于存放當前和上層應用建立的所有連接，當有新連接進入時將其加入第一連接池，同時當舊的連接斷開時將其從第一連接池中移除，所述第一連接池還用于負責跟蹤所有連接狀態，及時釋放失效的連接；所述第一上行遞交子模塊執行于新線程中，用于不斷遍歷第一連接池中的連接，若其中有數據，則將數據實例化為原始請求對象發送至請求管理模塊，若在讀取數據時發生錯誤，則通知第一連接池釋放此次連接；所述第一下行遞交子模塊執行于新線程中，用于不斷遍歷響應管理模塊中的響應，若其中有未遞交的響應，則遞交給第一連接池中相應的連接，同時通知響應管理模塊移除此連接；若在遞交的過程中發生錯誤，則通知第一連接池釋放此連接。在本專利技術所述的基于應用層協議的帶寬合并中間件系統中，所述請求管理模塊包括原始請求池子模塊、調度策略子模塊和子請求隊列子模塊，所述原始請求池子模塊用于緩存從上層連接管理模塊中傳輸下來的原始請求，以提供給調度策略子模塊使用；所述調度策略子模塊用于從原始請求池子模塊獲取原始請求，通過運行時數據統計分析模塊獲取歷史時段的網絡狀態，并根據原始請求所依賴的具體應用層協議對原始請求進行分割，并將分割后的子請求放到子請求隊列子模塊中；所述子請求隊列子模塊為每一個網絡接口建立一個子請求隊列，所述隊列存放需要通過相應網絡接口向外發送的請求。在本專利技術所述的基于應用層協議的帶寬合并中間件系統中，所述響應管理模塊包括原始響應池子模塊、合并策略子模塊和子響應池，所述原始響應池子模塊用于存放還沒有遞交給上層的、和原始請求一一對應的原始響應；所述合并策略子模塊用于接收從請求管理模塊接收的原始請求的分割信息，根據所述信息在子響應池中尋找相應的子響應，若尋找到了一個原始請求的所有子響應，則將這些子響應重組為原始響應，并放到原始響應池子模塊中；所述子響應池用于緩存遠程連接管理模塊發送的子響應，并將所述子響應發送至所述合并策略子模塊進行重組。在本專利技術所述的基于應用層協議的帶寬合并中間件系統中，所述遠程連接管理模塊包括第二連接池、第二上行遞交子模塊和第二下行遞交子模塊，所述第二連接池用于存放目前和遠程服務器建立的所有連接，當有新連接進入時將其加入第二連接池，同時當舊的連接斷開時將其從第二連接池中移除，所述第二連接池還用于負責跟蹤所有連接狀態，及時釋放失效的連接；所述第二上行遞交子模塊執行于新線程中，用于不斷遞交子請求隊列中的請求，并將不同隊列中的請求通過相應的網絡接口進行發送，同時若在發送數據時發生錯誤，則通知第二連接池釋放此次連接；所述第二下行遞交子模塊執行于新線程中，用于不斷遍歷第二連接池中的連接，若其中有數據，則將數據實例化為子響應對象，并發送給響應管理模塊，若在讀取數據時發生錯誤，則通知第二連接池釋放此連接。在本專利技術所述的基于應用層協議的帶寬合并中間件系統中，所述運行時數據統計分析模塊包括數據分析子模塊和數據統計子模塊，所述數據分析子模塊用于分析數據統計子模塊存放的信息，預測當前情況下每個網絡接口的丟包率、傳輸速度和端到端延時信息；所述數據統計子模塊用于統計遠程連接管理模塊傳輸時的情況，并記錄下來供數據分析子模塊使用。因此，本專利技術可以獲得以下的有益效果：根據運行時數據統計分析模塊統計分析得到的當前網絡狀況，響應管理模塊可制定不同的帶寬合并策略并針對不同的網絡環境加以優化，以盡可能地降低能耗；通過上層連接管理模塊接收上層應用發來的請求，請求管理模塊根據該請求所依賴的具體應用層協議對請求進行分割，使得本專利技術能夠分解應用層協議進行帶寬合并，對上層應用具有很高的透明性。本專利技術可以中間件的方式透明地部署在現有移動設備上，不需要改變操作系統進行帶寬合并，且能保證充分利用每個網絡接口，具有較高的帶寬合并率。附圖說明下面將結合附圖及實施例對本專利技術作進一步說明，附圖中：圖1是本專利技術基于應用層協議的帶寬合并中間件系統總體框圖；圖2是本專利技術基于應用層協議的帶寬合并中間件系統細化框圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于應用層協議的帶寬合并中間件系統，包括上層連接管理模塊、請求管理模塊、遠端連接管理模塊和運行時數據統計分析模塊，所述上層連接管理模塊與請求管理模塊、響應管理模塊相連，所述請求管理模塊與響應管理模塊、運行時數據統計分析模塊和遠程連接管理模塊相連，所述響應管理模塊與請求管理模塊、遠程連接管理模塊相連，其特征在于，所述上層連接管理模塊用于管理與上層應用進行通信的連接，接收上層應用發送的請求并將請求傳遞給請求管理模塊，同時將響應管理模塊中的響應遞交給上層應用；所述請求管理模塊用于緩存原始請求，并根據運行時數據統計分析模塊發送的運行時數據及請求所依賴的具體應用層協議對原始請求進行分割，制定調度策略將其調度到不同的網絡接口上進行分發；所述響應管理模塊用于緩存不同網絡接口到達的子響應，根據請求管理模塊的調度策略合并響應，并遞交給上層連接管理模塊；所述遠程連接管理模塊用于管理設備與遠程服務器之間的連接，將請求管理模塊中的請求發送給遠程服務器，同時接收遠程服務器的數據并發送至響應管理模塊；所述運行時數據統計分析模塊用于統計遠程連接管理模塊中數據傳輸的速度和延遲，同時為請求管理模塊制定調度策略提供運行時數據。...

【技術特征摘要】
1.一種基于應用層協議的帶寬合并中間件系統，包括上層連接管理模塊、請求管理模塊、遠程連接管理模塊和運行時數據統計分析模塊，所述上層連接管理模塊與請求管理模塊、響應管理模塊相連，所述請求管理模塊與響應管理模塊、運行時數據統計分析模塊和遠程連接管理模塊相連，所述響應管理模塊與請求管理模塊、遠程連接管理模塊相連，其特征在于，所述上層連接管理模塊用于管理與上層應用進行通信的連接，接收上層應用發送的請求并將請求傳遞給請求管理模塊，同時將響應管理模塊中的響應遞交給上層應用；所述請求管理模塊用于緩存原始請求，并根據運行時數據統計分析模塊發送的運行時數據及請求所依賴的具體應用層協議對原始請求進行分割，制定調度策略將其調度到不同的網絡接口上進行分發；所述響應管理模塊用于緩存不同網絡接口到達的子響應，根據請求管理模塊的調度策略合并響應，并遞交給上層連接管理模塊；所述遠程連接管理模塊用于管理設備與遠程服務器之間的連接，將請求管理模塊中的請求發送給遠程服務器，同時接收遠程服務器的數據并發送至響應管理模塊；所述運行時數據統計分析模塊用于統計遠程連接管理模塊中數據傳輸的速度和延遲，同時為請求管理模塊制定調度策略提供運行時數據。2.如權利要求1所述的基于應用層協議的帶寬合并中間件系統，其特征在于，所述上層連接管理模塊包括第一連接池、第一上行遞交子模塊、第一下行遞交子模塊，所述第一連接池用于存放當前和上層應用建立的所有連接，當有新連接進入時將其加入第一連接池，同時當舊的連接斷開時將其從第一連接池中移除，所述第一連接池還用于負責跟蹤所有連接狀態，及時釋放失效的連接；所述第一上行遞交子模塊執行于新線程中，用于不斷遍歷第一連接池中的連接，若其中有數據，則將數據實例化為原始請求對象發送至請求管理模塊，若在讀取數據時發生錯誤，則通知第一連接池釋放此次連接；所述第一下行遞交子模塊執行于新線程中，用于不斷遍歷響應管理模塊中的響應，若其中有未遞交的響應，則遞交給第一連接池中相應的連接，同時通知響應管理模塊移除此連接；若在遞交的過程中發生錯誤，則通知第一連接池釋放此連接。3.如權利要求1或2所述的基于應用層協議的帶寬合并中間件系統，其特征在于，所述請求管理模塊包括原始請求池子模塊、調度策略子模塊和子請求隊列子模塊，所述原始請求池子模塊用于緩存從上層...

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖小飛，金海，陸楓，王子銳，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42