CN108092888A - 一种基于Overlay网络的传输方法、网关及传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基于Overlay网络的传输方法、网关及传输系统，用于实时调整网关的发送速率，提高网络资源的利用率。本申请实施例方法包括：当所述目标数据流的第一个数据包进入所述第一网关时，所述第一网关根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径；所述第一网关在所述Overlay网络备选路径中选择路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第一路径；所述第一网关通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送；所述第一网关获取所述第一路径上的第二测量数据；所述第一网关根据所述第二测量数据调整所述数据报文的发送速率。

Description

一种基于Overlay网络的传输方法、网关及传输系统

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种基于Overlay网络的传输方法、网关及传输系统。

背景技术

传统广域网传输主要是底层承载(Underlay)方式，通过网络域内路由协议(例如，开放最短路径优先(open shortest path first，OSPF)等协议)和域间路由协议(例如，边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)等)进行路由转发，路由决策依据是路径中的转发跳数。然而，路由转发的跳数数量并不等于路径转发的传输性能。网络设备拥塞/瘫痪，网络布网不均衡，流量动态变化等原因导致基于跳数的路由策略并不能对应好的传输性能。针对该问题，软件定义的广域网(software defined wide area network，SD-WAN)传输采用重叠网络(Overlay Network)方式，通过在物理网络上构建一个逻辑网络进行传输。在这种方式下，数据传输路径不再由路由器的物理拓扑形状决定，而是由网络传输性能等能直接衡量传输效果的变量决定，从而有效提升数据流的服务质量(quality of services，QoS)并改善网络有效利用率。

现有方案中，采用了Sure Route技术，其利用了网络节点间的应用层转发来实现Overlay效果。针对用户从服务器数据源的一次网络浏览或者文件下载操作，数据源经过多个节点的应用层进行内容转发后到达用户。与直接利用Underlay网络传输不同的是，传输所经过的节点是根据一组测量数据来选择的优化路径。数据源的服务商被要求在源服务器上放置一些测试文件，网络中的每个转发节点都会去通过Underlay网络直接下载这些内容，从而获得数据源到该节点的传输性能。同时，所有转发节点也会测量与其邻近的转发节点间的传输性能，通过计算后可以得到离用户最近的接入点经过哪些转发节点能够获得最高的传输性能。通过这种方式，数据源到用户的传输路径就避开了拥堵和不可用的节点，达到加速的效果，如图1所示。

现有的方案中，尽管考虑了网络拥堵情况，并尽量避免拥堵，但是需要在数据源服务器上放置测试文件，测试文件的大小对传输路径的传输性能有影响，不能根据网络实际情况实时调整网关的发送速率，网络资源利用率低。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于Overlay网络的传输方法、网关及传输系统，用于实时调整网关的发送速率，提高网络资源的利用率。

本申请第一方面提供了一种基于Overlay网络的传输方法，包括：当目标数据流的第一个数据包进入第一网关时，所述第一网关根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径，所述Overlay网络备选路径用于将所述目标数据流从所述第一网关转发至第二网关，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息；所述第一网关在所述Overlay网络备选路径中选择路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第一路径；所述第一网关通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送；所述第一网关获取所述第一路径上的第二测量数据；所述第一网关根据所述第二测量数据调整所述数据报文的发送速率。本申请实施例中，目标数据流在网络上传输经过的是路径时延最小的Overlay路径，即第一路径。在第一路径上，当网络没有发生持续的拥堵时，目标数据流能尽快的发送以增加吞吐量；当第一路径出现了持续的拥堵，则在不引起拥堵前提下，第一网关能够及时的将目标数据流在第一路径上的发送速率调整到尽可能大的数值，从而提升传输性能。提高了网络资源的利用率。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第一种实现方式中，所述overlay网络进一步包括控制器，所述第一网关根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径之前，所述方法还包括：所述第一网关周期性地获取所述控制器发送的所述第一测量数据，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息。本申请实施例增加了获取第一测量数据的过程，使本申请实施例在步骤上更完善。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第二种实现方式中，在所述第一网关通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送之前，所述方法还包括：所述第一网关为所述第一路径建立与输入缓冲队列对应的第一输出缓冲队列和第一路由信息块；所述第一网关根据所述第一路径的初始发送速率确定第一初始生成速率，并根据所述第一初始生成速率为所述第一路径生成第一令牌，所述第一令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据包进入所述第一输出缓冲队列。本申请实施例增加了为第一路径建立输出缓冲队列和路由信息块的过程，增加了本申请实施例的可实现方式。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第三种实现方式中，所述第一网关通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送包括：所述第一网关根据所述第一令牌的数量从所述输入缓冲队列获取对应数量的数据包；所述第一网关通过所述第一输出缓冲队列对获取到的对应数量的数据包进行封装和转发。本申请实施例中，细化了发送数据报文的具体过程，增加了本申请实施例的可实现方式。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第四种实现方式中，在所述第一网关获取所述第一路径上的第二测量数据之后，所述方法还包括：所述第一网关根据所述第二测量数据计算当前发送速率BW和当前路径时延Delay，并更新所述第一路由信息块，所述第一路由信息块包括最高发送速率maxBW、最低路径时延minDelay、拥堵判断时长Delta、拥堵判断系数a、速率调整系数b，其中a>1，b<1。本申请实施例，对跟新路由信息块的过程进行了说明，增加了本申请实施例的可实现性和可操作性。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第五种实现方式中，所述第一网关根据所述第二测量数据计算当前发送速率BW和路径时延Delay，并更新所述第一路由信息块包括：若所述当前发送速率BW大于所述最高发送速率maxBW，则所述第一网关更新所述最高发送速率；若所述当前路径时延Delay小于所述最低路径时延minDelay，则所述第一网关更新所述最低路径时延；若所述当前路径时延Delay大于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则所述第一网关确定所述第一路径拥堵，并计算一个新的发送速率newBW，所述新的发送速率newBW为所述最高发送速率maxBW与所述速率调整系数b的乘积。本申请实施例，对更新第一路由块的具体方式进行了说明，使本申请实施例在步骤上更完善。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第六种实现方式中，所述方法还包括：若所述当前路径时延Delay大于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则所述第一网关根据新的生成速率生成所述第一令牌，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流，所述新的生成速率根据所述新的发送速率确定；若所述当前路径时延Delay小于或等于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则所述第一网关恢复所述第一路径的所述初始生成速率，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流。本申请实施例，增加了根据拥堵情况，调整生成第一令牌的速率的过程，增加了本申请实施例的实现方式。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第七种实现方式中，所述第一网关根据所述第二测量数据调整所述数据报文的发送速率之后，所述方法还包括：所述第一网关判断所述输入缓冲队列的数据包数量是否大于预先设定的阈值Th，且持续时长超过所述拥堵判断时长Delta；若所述输入缓冲队列的数据包数量大于或等于预先设定的阈值Th，且持续时长超过所述拥堵判断时长Delta，则所述第一网关在剩余的Overlay网络备选路径中选择一条路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第二路径；所述第一网关将所述目标数据流的数据报文通过所述第一路径和所述第二路径向所述第二网关发送。本申请实施例，增加了当第一路径不满足传输需求时，增加第二路径发送目标数据流的数据报文，增加了本申请实施例的实现方式。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第八种实现方式中，在所述网关将所述目标数据流的数据报文通过所述第一路径和所述第二路径向所述第二网关发送之前，所述方法还包括：所述第一网关为所述第二路径建立与所述输入缓冲队列对应的第二输出缓冲队列和第二路由信息块；所述第一网关根据所述第二路径的初始发送速率确定第二初始生成速率，并根据所述第二初始生成速率为所述第二路径生成第二令牌，所述第二令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据报文进入所述第二输出缓冲队列，所述第二路径的初始发送速率为所述发送端的发送速率与所述第一路径的初始发送速率的差值。本申请实施例中，增加了为第二路径建立第二输出缓冲路径和第二路由信息块的过程，使本申请实施例在步骤上更完善。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第九种实现方式中，所述第一网关根据所述第二路径的初始发送速率确定第二初始生成速率，并根据所述第二初始生成速率为所述第二路径生成第二令牌之后，所述方法还包括：若所述输入缓冲队列的数据包数量小于所述Th，则所述第一网关停止为所述第二路径生成所述第二令牌，以使得所述目标数据流从所述第一路径进行传输；若所述输入缓冲队列的数据包数量仍然大于或等于所述Th，则所述第一网关继续在剩余的Overlay网络备选路径中选择新的路径来承载所述目标数据流，直到耗尽所述Overlay网络备选路径为止。本申请实施例中，再次判断输入缓冲队列的数据包个数是否大于预先设定的阈值，若大于，则增加一条新的路径传输目标数据流，若小于或等于预先设定的阈值，则停止生成第二令牌，增加了本申请实施例的实现方式。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第十种实现方式中，所述第一网关继续在剩余的Overlay网络备选路径中选择新的路径来承载所述目标数据流之后，所述方法还包括：所述第一网关判断所述输入缓冲队列的数据包数量是否达到所述输入缓冲队列能缓存的最大值；若所述输入缓冲队列的数据包数量达到所述最大值，则所述第一网关利用不同的动态队列管理AQM机制进行丢包处理，或者，所述第一网关利用显示拥塞通知ECN机制向所述发送端发送降速指令，所述降速指令用于指示所述第一网关降低发送端的发送速率。本申请实施例，再次判断输入缓冲队列的数据包数量是否达到最大值，若是，则丢包处理或降低发送端的发送速率，增加了本实施例的可实现性和可操作性。

本申请第二方面提供了一种网关，所述网关为第一网关，包括：计算单元，当所述目标数据流的第一个数据包进入所述第一网关时，用于根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径，所述Overlay网络备选路径用于将所述目标数据流的数据报文从所述第一网关转发至所述第二网关，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息；选择单元，用于在所述Overlay网络备选路径中选择路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第一路径；发送单元，用于通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送；获取单元，用于获取所述第一路径上的第二测量数据；处理单元，用于根据所述第二测量数据调整所述数据报文的发送速率。本申请实施例中，目标数据流在网络上传输经过的是路径时延最小的Overlay路径，即第一路径。在第一路径上，当网络没有发生持续的拥堵时，目标数据流能尽快的发送以增加吞吐量；当第一路径出现了持续的拥堵，则在不引起拥堵前提下，第一网关能够及时的将目标数据流在第一路径上的发送速率调整到尽可能大的数值，从而提升传输性能。提高了网络资源的利用率。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第一种实现方式中，包括：所述获取单元，还用于周期性地获取所述控制器发送的所述第一测量数据，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息。本申请实施例增加了获取第一测量数据的过程，使本申请实施例在步骤上更完善。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第二种实现方式中，所述网关还包括：建立单元，用于为所述第一路径建立与输入缓冲队列对应的第一输出缓冲队列和第一路由信息块；所述处理单元，还用于根据所述第一路径的初始发送速率确定第一初始生成速率，并根据所述第一初始生成速率为所述第一路径生成第一令牌，所述第一令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据包进入所述第一输出缓冲队列。本申请实施例增加了为第一路径建立输出缓冲队列和路由信息块的过程，增加了本申请实施例的可实现方式。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第三种实现方式中，所述发送单元具体用于：根据所述第一令牌的数量从所述输入缓冲队列获取对应数量的数据包；通过所述第一输出缓冲队列对获取到的对应数量的数据包进行封装和转发。本申请实施例中，细化了发送数据报文的具体过程，增加了本申请实施例的可实现方式。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第四种实现方式中，所述处理单元具体用于：根据所述第二测量数据计算当前发送速率BW和当前路径时延Delay，并更新所述第一路由信息块，所述第一路由信息块包括最高发送速率maxBW、最低路径时延minDelay、拥堵判断时长Delta、拥堵判断系数a、速率调整系数b，其中a>1，b<1。本申请实施例，对跟新路由信息块的过程进行了说明，增加了本申请实施例的可实现性和可操作性。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第五种实现方式中，所述处理单元还用于：若所述当前发送速率BW大于所述最高发送速率maxBW，则更新所述最高发送速率；若所述当前路径时延Delay小于所述最低路径时延minDelay，则更新所述最低路径时延；若所述当前路径时延Delay大于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则确定所述第一路径拥堵，并计算一个新的发送速率newBW，所述新的发送速率newBW为所述最高发送速率maxBW与所述速率调整系数b的乘积。本申请实施例，对更新第一路由块的具体方式进行了说明，使本申请实施例在步骤上更完善。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第六种实现方式中，所述处理单元还用于：若所述当前路径时延Delay大于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则根据新的生成速率生成所述第一令牌，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流，所述新的生成速率根据所述新的发送速率确定；若所述当前路径时延Delay小于或等于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则恢复所述第一路径的所述初始生成速率，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流。本申请实施例，增加了根据拥堵情况，调整生成第一令牌的速率的过程，增加了本申请实施例的实现方式。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第七种实现方式中，所述处理单元还用于：判断所述输入缓冲队列的数据包数量是否大于预先设定的阈值Th，且持续时长超过所述拥堵判断时长Delta；若所述输入缓冲队列的数据包数量大于或等于预先设定的阈值Th，且持续时长超过所述拥堵判断时长Delta，则在剩余的Overlay网络备选路径中选择一条路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第二路径；将所述目标数据流的数据报文通过所述第一路径和所述第二路径向所述第二网关发送。本申请实施例，增加了当第一路径不满足传输需求时，增加第二路径发送目标数据流的数据报文，增加了本申请实施例的实现方式。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第八种实现方式中，包括：所述建立单元，还用于为所述第二路径建立与所述输入缓冲队列对应的第二输出缓冲队列和第二路由信息块；所述处理单元，还用于根据所述第二路径的初始发送速率确定第二初始生成速率，并根据所述第二初始生成速率为所述第二路径生成第二令牌，所述第二令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据报文进入所述第二输出缓冲队列，所述第二路径的初始发送速率为所述发送端的发送速率与所述第一路径的初始发送速率的差值。本申请实施例中，增加了为第二路径建立第二输出缓冲路径和第二路由信息块的过程，使本申请实施例在步骤上更完善。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第九种实现方式中，所述处理单元还用于：若所述输入缓冲队列的数据包数量小于所述Th，则停止为所述第二路径生成所述第二令牌，以使得所述目标数据流从所述第一路径进行传输。若所述输入缓冲队列的数据包数量仍然大于或等于所述Th，则继续在剩余的Overlay网络备选路径中选择新的路径来承载所述目标数据流，直到耗尽所述Overlay网络备选路径为止。本申请实施例中，再次判断输入缓冲队列的数据包个数是否大于预先设定的阈值，若大于，则增加一条新的路径传输目标数据流，若小于或等于预先设定的阈值，则停止生成第二令牌，增加了本申请实施例的实现方式。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第十种实现方式中，所述处理单元还用于：判断所述输入缓冲队列的数据包数量是否达到所述输入缓冲队列能缓存的最大值；若所述输入缓冲队列的数据包数量达到所述最大值，则利用不同的动态队列管理AQM机制进行丢包处理，或者，利用显示拥塞通知ECN机制向所述发送端发送降速指令，所述降速指令用于指示所述第一网关降低发送端的发送速率。本申请实施例，再次判断输入缓冲队列的数据包数量是否达到最大值，若是，则丢包处理或降低发送端的发送速率，增加了本实施例的可实现性和可操作性。

本申请第三方面提供了一种网关，包括：存储器、收发器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器、所述收发器和所述至少一个处理器通过线路互联，所述至少一个处理器调用所述指令，执行上述第一方面任一所述的方法。

本申请第四方面提供了一种基于Overlay网络的传输系统，其特征在于，包括：网关、转发节点和控制器；所述网关用于执行上述第一方面任一所述的方法；所述网关还用于相邻网络节点间的传输时延的测量；所述转发节点用于实现数据包的转发和相邻网络节点间传输时延的测量；所述控制器用于任意网络节点的测量数据的收集和分发。

本申请的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

本申请的第六方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

附图说明

图1为现有技术转发数据流的过程的示意图；

图2为本申请实施例应用的网络架构示意图；

图3为本申请实施例中网关的测量和转发过程示意图；

图4为本申请实施例中网关的一个结构示意图；

图5为本申请实施例中基于Overlay网络的传输方法的一个实施例示意图；

图6为本申请实施例中数据流在网关中的转发示意图；

图7为本申请实施例的一个应用场景示意图；

图8为本申请实施例中基于Overlay网络的传输方法的另一个实施例示意图；

图9为本申请实施例的另一个应用场景示意图；

图10为本申请实施例中网关的另一个实施例示意图；

图11为本申请实施例中网关的另一个实施例示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种基于Overlay网络的传输方法、网关及传输系统，用于实时调整网关的发送速率，提高网络资源的利用率。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例进行描述。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例可应用于如图2所示的网络架构，在该网络架构中，包括位于网络边缘的网关节点(gateway，GW)、位于网络内部的转发节点和控制器(Controller)，其中，网关节点(网关)的主要功能为：实现数据流量转发、节点间传输性能测量、数据流量的汇聚、速率控制、负载均衡决策等；转发节点的主要功能为：实现数据包转发、节点间传输性能测量等；控制器的主要功能为：实现网络拓扑管理、性能测量数据的分发等。其中，网关和转发节点之间、转发节点与转发节点之间的直接连接表示的是一条Overlay路径，每一条Overlay路径都需要一条网络隧道来承载数据流量，例如，通用路由封装协议(generic routingencapsulation，GRE)，虚拟专用网(virtual private network，VPN)等，一条端到端的转发路径(即Overlay路径)由多个节点及其之间的逻辑连接构成。

针对上述网络架构，整个网络架构的运作主要分为两个过程：测量、转发，具体如图3所示。对于测量过程而言，主要包括网关节点和转发节点的所有承载数据转发功能的节点都会定期(可设置的时间周期)在任意两相邻(建立了隧道连接)节点之间进行传输性能测量，测量的数据为传输时延的信息，测量得到的数据将从测量的发起节点上报给全局控制器，全局控制器将这些测量信息汇总后再分发给各个节点，从而各个节点都能实时的获得网络中各个节点之间的传输性能信息。对于转发过程而言，每一条数据流产生后汇聚到离该用户最近的接入网关(ingress gateway，Ingress GW)，由该网关控制这条数据流的转发行为，包括根据计算的路径时延确定端到端的转发路径、实时发送速率(当前发送速率)的控制、选择备选路径分流以及降低整体流速。当一个数据流的一条或者多条Overlay路径被确定后，数据流上的数据报文就会根据确定的路径通过一到多个转发节点发送到邻近接收端的网关，并最终被接收端收到。在数据流发送过程中，网关会根据实时网络状况调整数据流从网关转发出去的发送速率，并在检测到进入网关的流量速率高于转发速率时选择多条Overlay路径来转发同一条数据流的数据报文。上述测量过程和转发过程同时进行且相对独立，测量过程针对的是各个节点之间的Overlay路径，而转发过程针对的是每一条数据流。

如图4所示为本申请实施例提供的一种网关的物理结构图，该网关具体包括：主控板410、接口板420、接口板430和交换网板440，其中，主控板410上包括中央处理器411、Overlay路由表项存储器412和Overlay网络性能测量存储器413。接口板420上包括中央处理器421、网络处理器422、物理接口卡423和路由表项存储器424；接口板430上包括中央处理器431、网络处理器432、物理接口卡433和路由表项存储器434。下面对各个硬件的作用进行说明。

中央处理器411具体用于：接收到中央处理器421发送的建立Overlay路由请求后，读取Overlay网络性能测量存储器413的信息并计算出多条Overlay路径，每条Overlay路径包括多个Overlay路由表项，将这些Overlay路由表项存储到Overlay路由表项存储器412中；计算接口板420上某一条数据流的Overlay路由变化，将更改的Overlay路由表项由Overlay路由表项存储器412读取后下发到接口板420的Overlay转发表项存储器424中；接收到中央处理器431发送的转发请求后，将IP报文递交给中央处理器421处理。Overlay路由表项存储器412具体用于：存储针对某条数据流的所有Overlay路由表项，包括首选路径和备选路径。Overlay网络性能测量存储器413具体用于：存储网络节点间的测量信息。

中央处理器421具体用于：针对准备Overlay转发的IP报文，查找转发路由表，得到该IP报文对应的数据流路由，使用网络隧道(例如，GRE)或者源路由(Segment Routing)的方式给报文加上Overlay转发封装，下发给网络处理器422；针对无Overlay转发的IP报文，查找路由表，进行内部适配处理后，发送给网络处理器422处理。Overlay转发表项存储器424具体用于：存储Overlay路径转发出口表项以及Overlay路由的逐跳转发节点地址。网络处理器422具体用于：根据出/接口信息，完成链路层封装后，将IP报文从物理接口卡423发送出去。物理接口卡423具体用于：将从网络处理器422处接收到的IP报文发送出去。

中央处理器431具体用于：针对接收到的报文，查询转发表项存储器434，如果发现本机是该报文Overlay路径上的终结点，则剥离报文携带的外层Overlay路由信息，将内层IP数据报文上交给中央处理器411处理；如果数据报文对应的五元组没有在Overlay转发表项存储器434中找到，则将五元组信息包含在Overlay路径建立请求中发送给中央处理器411处理。网络处理器432具体用于：接收到Overlay数据流报文，发现是本机报文，则上报给中央处理器431处理。物理接口卡433具体用于：在网络上接收到Overlay数据流报文，经过外层协议相关校验后，提交给网络处理器432处理。

需要说明的是，本申请实施例中，靠近发送端一侧的网关为第一网关，靠近接收端一侧的网关为第二网关，在所有Overlay网络备选路径中选择的首选路径为第一路径，其他Overlay网络备选路径按照选择顺序依次为第二路径、第三路径等，具体此处不再赘述。本申请实施例中，数据流从发送端，经过第一网关、至少一个转发节点、第二网关后到达接收端。本申请实施例以一条目标数据流的传输过程为例进行说明。

为便于理解，下面对本申请提供的一种基于Overlay网络的传输方法实施例进行描述，请参阅图5，该实施例具体可以由网关执行，该网关可以是图2、3或图4中所描述的网关，本实施例中的方法具体可以包括：

501、周期性地获取控制器发送的第一测量数据。

第一网关周期性地获取控制器发送的第一测量数据。控制器将各个节点上报的测量信息汇总后再分发给各个节点，从而各个节点都能实时的获得网络中各个节点之间的传输性能信息，传输性能包括传输时延。具体的，第一网关与控制器之间建立网络连接，控制器按照预先设定好的时间间隔，将收集到的第一测量数据封装在数据包中并发送至第一网关，第一测量数据包含各个节点之间的传输时延的信息，第一网关将接收到的数据包解封，获取到第一测量数据中包含的任意网络节点之间的传输时延的信息。

需要说明的是，步骤501与步骤502没有特定的顺序，步骤501可以在步骤502之前，可以在步骤502之后，还可以与步骤502同时执行，具体此处不做限定。

502、从发送端获取数据流。

第一网关从发送端获取数据流，第一网关是离发送端最近的网关节点。数据流在第一网关中的处理过程可以参考如图6所示。第一网关具有一个输入缓冲队列、至少一个输出缓冲队列和与每个输出缓冲队列一一对应的路由信息块，输出缓冲队列按照建立的顺序依次命名为第一输出缓冲队列、第二输出缓冲队列、第三输出缓冲队列等，与输出缓冲队列对应的路由信息块按照对应顺序依次命名为第一路由信息块、第二路由信息块、第三路由信息块等，具体此处不再赘述。

需要说明的是，数据流中的数据包在到达第一网关后进入输入缓冲队列，每个数据流都对应一个设置有最大队列长度的输入缓冲队列，该输入缓冲队列配置一个预先设定的阈值Th。本申请实施例以一条目标数据流为例进行说明，当该输入缓冲队列中缓冲的数据包数量超过阈值Th时，第一网关为该目标数据流指定更多的转发路径进行并发传输以避免长期丢包和拥堵；如果此时仍不能缓解输入缓冲队列的排队拥堵情况，则第一网关通过传统的包丢弃(例如，可以是尾丢弃、随机丢包的方式)或者拥塞反压机制限制进入第一网关的流量，例如，显示拥塞通知(explicit congestion notification，ECN)等机制。

每条流入的数据流有至少一个输出缓冲队列，其个数取决于数据流输出后的转发路径条数，每一条Overlay路径对应一个输出缓冲队列，每个输出缓冲队列都对应有令牌(Token)，并且令牌的数量是实时变化的，第一网关可以按照每秒到达输入缓冲队列的数据包数量生成相应数量的令牌，输出缓冲队列每发送一个数据包就要消耗一个令牌，第一网关为每个输出缓冲队列生成的令牌数量表示该输出缓冲队列中可以从输入缓冲队列中提取并进行发送的数据包的个数。每当输出缓冲队列对应的Token值不为空时，输出缓冲队列从输入缓冲队列中取出Token指示的对应数量的数据包发往对应的Overlay路径。

可以理解的是，每个路由信息块对应唯一的一个数据流的输出缓冲队列，也唯一对应数据流所经过的一条Overlay路径。路由信息块包括：Overlay路径标识、数据流标识、对应路径最高发送速率(max band width，maxBW)，最低路径时延(minDelay)，拥堵判断时长Delta，拥堵判断系数a，速率调整系数b(Delta>2*minDelay，a>1，b<1)。其中，maxBW是第一网关统计的数据流在该Overlay路径上在一个固定时间窗口内最高的发送速率，minDelay是第一网关根据收到的测量数据计算的Overlay路径上在预置时长内的最小收发时延，预置时长可以是1秒或者是10秒等，具体此处不做限定。

503、当目标数据流的第一个数据包进入第一网关时，根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径。

当目标数据流的第一个数据包进入第一网关时，第一网关根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径，每条Overlay网络备选路径用于将目标数据流从所述第一网关转发至第二网关，第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息。具体的，第一网关根据第一测量数据确定第一网关至第二网关之间任意两个节点之间的传输时延，根据网络节点之间的连接关系和任意两个节点之间的传输时延计算出至少两条Overlay网络备选路径，所述Overlay网络备选路径可以将目标数据流从第一网关发送至第二网关。第一测量数据为确定Overlay网络备选路径之前从控制器获取到的测量数据。

需要说明的是，网络节点包括网关、转发节点，测量数据是由步骤502得到，与转发过程同时进行且相对独立。

504、在Overlay网络备选路径中选择路径总时延最小的备选路径作为目标数据流的第一路径。

第一网关在至少两条Overlay网络备选路径中选择路径总时延最小的备选路径作为目标数据流的第一路径。具体的，第一网关将每个Overlay网络备选路径上所有节点之间的传输时延相加得到对应的路径总时延，再将每个Overlay网络备选路径对应的路径总时延进行比较，选择路径总时延最小的Overlay网络备选路径作为第一路径，即首选路径。

505、建立与输入缓冲队列对应的第一输出缓冲队列和第一路由信息块。

第一路径建立与输入缓冲队列对应的第一输出缓冲队列和第一路由信息块。

需要说明的是，第一输出缓冲队列与第一路由信息块对应，第一输出缓冲队列和第一路由信息块对应同一条数据流，本申请实施例中，第一输出缓冲队列和第一路由信息块都对应于目标数据流。第一路径为目标数据流转发的首选路径。

506、根据第一路径的初始发送速率确定第一初始生成速率，并根据第一初始生成速率为第一路径生成第一令牌。

所述第一网关根据所述第一路径的初始发送速率确定第一初始生成速率，并根据所述第一初始生成速率为所述第一路径生成第一令牌，所述第一令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据包进入所述第一输出缓冲队列。

507、根据第一令牌的数量从输入缓冲队列获取对应数量的数据包。

第一网关根据第一令牌的数量从输入缓冲队列获取对应数量的数据包。

需要说明的是，每次输入缓冲队列收到一个数据包，则第一网关为第一输出缓冲队列产生一个第一令牌(第一Token)，表示该数据包可以立即被送往第一输出缓冲队列进行发送，所以第一令牌的数量(即第一Token值)为输入缓冲队列的数据包到达个数。

可以理解的是，第一令牌用于表示第一网关生成的令牌是对应第一输出缓冲队列，同理，第二令牌用于表示第一网关生成的令牌是对应第二输出缓冲队列，还可以有第三令牌等，具体此处不做限定。需要说明的是，这里使用第一令牌、第一令牌等表述，是为了表示生成的令牌对应的输出缓冲队列，用于区别令牌的属性，并不是对令牌个数的限定，第一令牌可以有很多个，第二令牌也可以有很多个。

508、通过第一输出缓冲队列对获取到的数据包进行封装和转发。

第一网关通过第一输出缓冲队列对获取到的对应数量的数据包进行封装和转发。

需要说明的是，第一输出缓冲队列在对数据包进行封装和转发后，数据包通过第一路径上的转发节点到达第二网关，第二网关再将数据包发送给接收端，实现目标数据流的数据包从发送端到接收端的传输。

509、获取第一路径上的第二测量数据。

第一网关获取第一路径上的第二测量数据。具体步骤与步骤501类似，此处不再赘述。

510、根据第二测量数据计算当前发送速率、当前路径时延和第一路由信息块的当前信息。

第一网关根据第二测量数据计算当前发送速率(band width，BW)、当前路径时延(Delay)和第一路由信息块的当前信息，当前路由信息块的信息包括最高发送速率maxBW、最低路径时延minDelay、拥堵判断时长Delta、拥堵判断系数a、速率调整系数b，其中a>1，b<1。

511、更新第一路由信息块，并转发目标数据流。

第一网关根据当前发送速率、当前路径时延和第一路由信息块的当前信息更新第一路由信息块，并根据更新后的第一路由信息块中的包含的信息转发目标数据流。

具体的，若第一网关的当前发送速率BW大于第一网关的最高发送速率maxBW，即满足条件BW>maxBW，则第一网关更新最高发送速率maxBW，将当前发送速率作为新的最高发送速率；若第一网关的当前路径时延Delay大于最低路径时延minDelay，即满足条件Delay>minDelay，则第一网关更新最低路径时延minDelay，将当前路径时延作为新的最低路径时延；若第一网关的当前路径时延Delay大于最低路径时延与拥堵判断系数的乘积，即满足条件Delay>a*minDelay(其中a为拥堵判断系数)，则第一网关确定第一路径拥堵，并计算一个新的发送速率newBW，所述新的发送速率为所述最高发送速率与速率调整系数的乘积，即所述newBW满足条件newBW＝b*maxBW(其中b为速率调整系数)。

需要说明的是，在生成新的发送速率之后，并且在该新的发送速率被之后的计算的发送速率更新之前，第一网关按照时长T周期性地(即根据新的生成速率)生成新的第一令牌，并根据该新令牌的数量发送目标数据流，其中，T＝1/newBW；

在确定第一路径拥堵并对目标数据流进行限速后，若当前路径时延Delay小于或等于最低路径时延minDelay与拥堵判断系数a的乘积，即所述Delay满足条件Delay≤a*minDelay，则第一网关根据输入缓冲队列的数据包数量设置第一令牌，即第一网关认为拥堵消除，第一网关恢复所述第一路径的所述初始生成速率，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流。

本申请实施例中，目标数据流在网络上传输经过的是路径时延最小的Overlay路径，即第一路径。在第一路径上，当网络没有发生持续的拥堵时，目标数据流能尽快的发送以增加吞吐量；当第一路径出现了持续的拥堵，则在不引起拥堵前提下，第一网关能够及时的将目标数据流在第一路径上的发送速率调整到尽可能大的数值，从而提升传输性能。提高了网络资源的利用率。

下面结合具体应用场景，对上述过程进行说明。如图7所示。在某个用户的目标数据流通过第一网关(即网关1)传输到第二网关(即网关2)，在通过网关1进行发送时的初始状态。当目标数据流的第一个数据包进入网关1时，网关1根据从控制器获得的各个网络节点的传输时延信息选择了两条Overlay网络备选路径{网关1，转发节点1，转发节点4，转发节点3，网关2}和{网关1，转发节点5，转发节点6，网关2}。其中，网关1与转发节点1的传输时延为10ms，转发节点1与转发节点4之间的传输时延为5ms，转发节点4与转发节点3之间的传输时延为5ms，转发节点3与网关2之间的传输时延为10ms；网关1与转发节点5之间的传输时延为10ms，转发节点5与转发节点6之间的传输时延为20ms，转发节点6与网关2之间的传输时延为20ms，两条Overlay网络备选路径的总时延分别为30ms和50ms，所以将路径总时延较小的Overlay网络备选路径{网关1，转发节点1，转发节点4，转发节点3，网关2}确定为首选路径。目标数据流经过首选路径进行发送，此时首选路径对应的路由信息块(routeinformation block，RIB)中：Delta＝100ms，a＝1.2，b＝0.8。经过一段时间后网关1获取到转发节点4到转发节点3之间的传输时延从5ms变成10ms，且时延增大到10ms的时长超过了Delta，则根据此时的最高发送速率maxBW＝5MBps计算得到Token的产生速度为4K/s(数据包大小为1KB)，在该路径上的发送速率被迫降为4MBps。在经过50ms后网关1发现转发节点4到转发节点3的传输时延恢复到5ms，则网关1停止降速，根据目标数据流进入网关1的速率进行发送。

请参阅图8，本申请实施例中基于Overlay网络的传输方法的另一个实施例包括：

801、周期性地获取控制器发送的第一测量数据。

802、从发送端获取数据流。

803、当目标数据流的第一个数据包进入第一网关时，根据测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径。

804、在Overlay网络备选路径中选择路径总时延最小的备选路径作为目标数据流的第一路径。

805、建立与输入缓冲队列对应的第一输出缓冲队列和第一路由信息块。

806、根据第一路径的初始发送速率确定第一初始生成速率，并根据第一初始生成速率为第一路径生成第一令牌。

807、根据第一令牌的数量从输入缓冲队列获取对应数量的数据包。

808、通过第一输出缓冲队列对获取到的数据包进行封装和转发。

809、获取第一路径上的第二测量数据。

810、根据第二测量数据计算当前发送速率、当前路径时延和第一路由信息块的当前信息。

811、更新第一路由信息块，并转发目标数据流。

步骤801至步骤811与步骤501至步骤511类似，具体此处不再赘述。

812、判断输入缓冲队列的数据包数量是否大于预先设定的阈值Th，且持续时长超过拥堵判断时长Delta。

第一网关判断输入缓冲队列的数据包数量是否大于预先设定的阈值Th，且持续时长超过拥堵判断时长Delta。若输入缓冲队列的数据包数量大于或等于预先设定的阈值Th，且持续时长超过拥堵判断时长Delta，则执行步骤813。阈值Th可以根据实际情况进行设定，此处不做限定，

813、在剩余的Overlay网络备选路径中选择一条路径总时延最小的备选路径作为目标数据流的第二路径。

若输入缓冲队列的数据包数量大于或等于预先设定的阈值Th，则第一网关在剩余的Overlay网络备选路径中选择一条路径总时延最小的备选路径作为目标数据流的第二路径，并为第二路径建立与输入缓冲队列对应的第二输出缓冲队列和第二路由信息块。

需要说明的是，本申请实施例中，当确定第一路径拥堵后，不调整发送速率，直接增加其他备选路径，进行分流。具体的，上述步骤809至步骤811可以不执行。

814、根据第二路径的初始发送速率确定第二初始生成速率，并根据第二初始生成速率为第二路径生成第二令牌。

815、根据第二令牌的数量从输入缓冲队列获取对应数量的数据包。

816、通过第二输出缓冲队列对获取到的数据包进行封装和转发处理。

步骤814至步骤816与步骤806至步骤808类似，具体此处不再赘述。

817、判断输入缓冲队列的数据包数量是否大于或等于Th。

第一网关判断输入缓冲队列的数据包数量是否大于或等于Th。若输入缓冲队列的数据包数量大于或等于Th，则第一网关执行步骤818；若若输入缓冲队列的数据包数量小于Th，则执行步骤820。

818、继续在剩余的Overlay网络备选路径中选择新的路径来承载目标数据流，直到耗尽Overlay网络备选路径为止。

若输入缓冲队列的数据包数量大于或等于Th，则第一网关继续在剩余的Overlay网络备选路径中选择新的路径来承载目标数据流，直到耗尽Overlay网络备选路径为止。

819、判断输入缓冲队列的数据包数量是否达到输入缓冲队列能缓存的最大值并进行处理。

第一网关判断所述输入缓冲队列的数据包数量是否达到所述输入缓冲队列能缓存的最大值；若输入缓冲队列的数据包数量达到最大值，则第一网关利用不同的动态队列管理(active queue management，AQM)机制进行丢包处理，或者，第一网关利用显示拥塞通知(explicit congestion notification，ECN)机制向发送端发送降速指令，降速指令用于指示第一网关降低发送端的发送速率。

820、停止给第二路径生成第二令牌，以使得目标数据流从第一路径进行传输。

若输入缓冲队列的数据包数量小于Th，则第一网关停止给第二路径生成第二令牌，以使得目标数据流从第一路径进行传输。

本申请实施例中，第一网关够在单条转发路径无法满足数据流传输需求的情况下，尽可能多的利用更多的网络路径进行并发的发送，从而尽可能的满足数据流的QoS需求，同时又确保了在网络整体资源不足的情况下可以利用传统的AQM机制来控制源端的速率，从而不对网络造成更多的拥堵。

下面结合本申请提供的一种具体应用场景实施例，对上述过程进行说明。如图9所示。该示例中一条数据流经过网关1传输，在经过网关2后发送到接收端。数据流的第一个数据包进入网关1后，网关1计算得到两条Overlay网络备选路径，对应的路径时延分别为10ms和20ms。网关1选择第一路径作为首选路径传输。由于该第一路径的瓶颈带宽为3MBps，而用户的数据流为9MBps，因此在经过一段时间后首选路径转发速率被限制在3MBps以下，之后网关1的输入缓冲队列观察到缓存的数据包超过Th并持续了Delta时间，此时网关选择剩下的一条Overlay网络备选路径(第二路径)同时传输。由于两条路径的带宽之和也不能满足数据流的发送需求，网关1开始丢包，从而强迫发送端降速，最终数据流的传输速率将接近8MBps。在该应用场景下，需要接收端邻近的网关(网关2)对同一数据流上的报文进行重排序，以解决多个路径传输时延不同造成的数据流乱序问题。

上面对本申请实施例中基于Overlay网络的传输方法进行了描述，下面对本申请实施例中的网关进行描述，请参阅图10，本申请实施例中网关的一个实施例，所述网关为第一网关，本实施例中的网关执行上述图2-9中的网关的相关功能和步骤，该网关具体可以包括：

计算单元1001，当所述目标数据流的第一个数据包进入所述第一网关时，用于根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径，所述Overlay网络备选路径用于将所述目标数据流的数据报文从所述第一网关转发至所述第二网关，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息；

选择单元1002，用于在所述Overlay网络备选路径中选择路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第一路径；

发送单元1003，用于通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送；

获取单元1004，用于获取所述第一路径上的第二测量数据；

处理单元1005，用于根据所述第二测量数据调整所述数据报文的发送速率。

本申请实施例中，网关执行上述方法实施例的步骤，目标数据流在网络上传输经过的是路径时延最小的Overlay路径，即第一路径。在第一路径上，当网络没有发生持续的拥堵时，目标数据流能尽快的发送以增加吞吐量；当第一路径出现了持续的拥堵，则在不引起拥堵前提下，第一网关能够及时的将目标数据流在第一路径上的发送速率调整到尽可能大的数值，从而提升传输性能。提高了网络资源的利用率。

请参阅图11，本申请实施例中网关的另一个实施例，所述网关为第一网关，包括：

计算单元1101，当所述目标数据流的第一个数据包进入所述第一网关时，用于根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径，所述Overlay网络备选路径用于将所述目标数据流的数据报文从所述第一网关转发至所述第二网关，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息；

选择单元1102，用于在所述Overlay网络备选路径中选择路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第一路径；

发送单元1103，用于通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送；

获取单元1104，用于获取所述第一路径上的第二测量数据；

处理单元1105，用于根据所述第二测量数据调整所述数据报文的发送速率。

在一种可行的实施方式中，网关还可以进一步包括：

所述获取单元1104，还用于周期性地获取所述控制器发送的所述第一测量数据，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息。

在一种可行的实施方式中，网关还可以进一步包括：

建立单元1106，用于为所述第一路径建立与输入缓冲队列对应的第一输出缓冲队列和第一路由信息块；

所述处理单元1105，还用于根据所述第一路径的初始发送速率确定第一初始生成速率，并根据所述第一初始生成速率为所述第一路径生成第一令牌，所述第一令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据包进入所述第一输出缓冲队列。

在一种可行的实施方式中，发送单元1103具体用于：

根据所述第一令牌的数量从所述输入缓冲队列获取对应数量的数据包；

通过所述第一输出缓冲队列对获取到的对应数量的数据包进行封装和转发。

在一种可行的实施方式中，所述处理单元1105具体用于：

根据所述第二测量数据计算当前发送速率BW和当前路径时延Delay，并更新所述第一路由信息块，所述第一路由信息块包括最高发送速率maxBW、最低路径时延minDelay、拥堵判断时长Delta、拥堵判断系数a、速率调整系数b，其中a>1，b<1。

在一种可行的实施方式中，所述处理单元1105还用于：

若所述当前发送速率BW大于所述最高发送速率maxBW，则更新所述最高发送速率；

若所述当前路径时延Delay小于所述最低路径时延minDelay，则更新所述最低路径时延；

若所述当前路径时延Delay大于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则确定所述第一路径拥堵，并计算一个新的发送速率newBW，所述新的发送速率newBW为所述最高发送速率maxBW与所述速率调整系数b的乘积。

在一种可行的实施方式中，所述处理单元1105还用于：

若所述当前路径时延Delay大于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则根据新的生成速率生成所述第一令牌，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流，所述新的生成速率根据所述新的发送速率确定；

若所述当前路径时延Delay小于或等于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则恢复所述第一路径的所述初始生成速率，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流。

在一种可行的实施方式中，所述处理单元1105还用于：

判断所述输入缓冲队列的数据包数量是否大于预先设定的阈值Th，且持续时长超过所述拥堵判断时长Delta；

若所述输入缓冲队列的数据包数量大于或等于预先设定的阈值Th，且持续时长超过所述拥堵判断时长Delta，则在剩余的Overlay网络备选路径中选择一条路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第二路径；

将所述目标数据流的数据报文通过所述第一路径和所述第二路径向所述第二网关发送。

在一种可行的实施方式中，网关还可以进一步包括：

所述建立单元1106，还用于为所述第二路径建立与所述输入缓冲队列对应的第二输出缓冲队列和第二路由信息块；

所述处理单元1105，还用于根据所述第二路径的初始发送速率确定第二初始生成速率，并根据所述第二初始生成速率为所述第二路径生成第二令牌，所述第二令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据报文进入所述第二输出缓冲队列，所述第二路径的初始发送速率为所述发送端的发送速率与所述第一路径的初始发送速率的差值。

所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (26)

1.一种基于Overlay网络的传输方法，所述overlay网络包括第一网关、转发节点以及第二网关，其中所述第一网关接收从发送端发送的目标数据流的数据报文，通过所述转发节点将所述数据报文转发至第二网关，其特征在于，包括：

当所述目标数据流的第一个数据包进入所述第一网关时，所述第一网关根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径，所述Overlay网络备选路径用于将所述目标数据流的数据报文从所述第一网关转发至所述第二网关，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息；

所述第一网关在所述Overlay网络备选路径中选择路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第一路径；

所述第一网关通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送；

所述第一网关获取所述第一路径上的第二测量数据；

所述第一网关根据所述第二测量数据调整所述数据报文的发送速率。

2.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述overlay网络进一步包括控制器，所述第一网关根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径之前，所述方法还包括：

所述第一网关周期性地获取所述控制器发送的所述第一测量数据，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息。

3.根据权利要求2所述的传输方法，其特征在于，在所述第一网关通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送之前，所述方法还包括：

所述第一网关为所述第一路径建立与输入缓冲队列对应的第一输出缓冲队列和第一路由信息块；

所述第一网关根据所述第一路径的初始发送速率确定第一初始生成速率，并根据所述第一初始生成速率为所述第一路径生成第一令牌，所述第一令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据包进入所述第一输出缓冲队列。

4.根据权利要求3所述的传输方法，其特征在于，所述第一网关通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送包括：

所述第一网关根据所述第一令牌的数量从所述输入缓冲队列获取对应数量的数据包；

所述第一网关通过所述第一输出缓冲队列对获取到的对应数量的数据包进行封装和转发。

5.根据权利要求3所述的传输方法，其特征在于，在所述第一网关获取所述第一路径上的第二测量数据之后，所述方法还包括：

所述第一网关根据所述第二测量数据计算当前发送速率BW和当前路径时延Delay，并更新所述第一路由信息块，所述第一路由信息块包括最高发送速率maxBW、最低路径时延minDelay、拥堵判断时长Delta、拥堵判断系数a、速率调整系数b，其中a>1，b<1。

6.根据权利要求5所述的传输方法，其特征在于，所述第一网关根据所述第二测量数据计算当前发送速率BW和路径时延Delay，并更新所述第一路由信息块包括：

若所述当前发送速率BW大于所述最高发送速率maxBW，则所述第一网关更新所述最高发送速率；

若所述当前路径时延Delay小于所述最低路径时延minDelay，则所述第一网关更新所述最低路径时延；

若所述当前路径时延Delay大于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则所述第一网关确定所述第一路径拥堵，并计算一个新的发送速率newBW，所述新的发送速率newBW为所述最高发送速率maxBW与所述速率调整系数b的乘积。

7.根据权利要求6所述的传输方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述当前路径时延Delay大于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则所述第一网关根据新的生成速率生成所述第一令牌，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流，所述新的生成速率根据所述新的发送速率确定；

若所述当前路径时延Delay小于或等于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则所述第一网关恢复所述第一路径的所述初始生成速率，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的传输方法，其特征在于，所述第一网关根据所述第二测量数据调整所述数据报文的发送速率之后，所述方法还包括：

所述第一网关判断所述输入缓冲队列的数据包数量是否大于预先设定的阈值Th，且持续时长超过所述拥堵判断时长Delta；

若所述输入缓冲队列的数据包数量大于或等于预先设定的阈值Th，且持续时长超过所述拥堵判断时长Delta，则所述第一网关在剩余的Overlay网络备选路径中选择一条路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第二路径；

所述第一网关将所述目标数据流的数据报文通过所述第一路径和所述第二路径向所述第二网关发送。

9.根据权利要求8所述的传输方法，其特征在于，在所述网关将所述目标数据流的数据报文通过所述第一路径和所述第二路径向所述第二网关发送之前，所述方法还包括：

所述第一网关为所述第二路径建立与所述输入缓冲队列对应的第二输出缓冲队列和第二路由信息块；

所述第一网关根据所述第二路径的初始发送速率确定第二初始生成速率，并根据所述第二初始生成速率为所述第二路径生成第二令牌，所述第二令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据报文进入所述第二输出缓冲队列，所述第二路径的初始发送速率为所述发送端的发送速率与所述第一路径的初始发送速率的差值。

10.根据权利要求9所述的传输方法，其特征在于，所述第一网关根据所述第二路径的初始发送速率确定第二初始生成速率，并根据所述第二初始生成速率为所述第二路径生成第二令牌之后，所述方法还包括：

若所述输入缓冲队列的数据包数量小于所述Th，则所述第一网关停止为所述第二路径生成所述第二令牌，以使得所述目标数据流从所述第一路径进行传输；

若所述输入缓冲队列的数据包数量仍然大于或等于所述Th，则所述第一网关继续在剩余的Overlay网络备选路径中选择新的路径来承载所述目标数据流，直到耗尽所述Overlay网络备选路径为止。

11.根据权利要求10所述的传输方法，其特征在于，所述第一网关继续在剩余的Overlay网络备选路径中选择新的路径来承载所述目标数据流之后，所述方法还包括：

所述第一网关判断所述输入缓冲队列的数据包数量是否达到所述输入缓冲队列能缓存的最大值；

若所述输入缓冲队列的数据包数量达到所述最大值，则所述第一网关利用不同的动态队列管理AQM机制进行丢包处理，或者，所述第一网关利用显示拥塞通知ECN机制向所述发送端发送降速指令，所述降速指令用于指示所述第一网关降低发送端的发送速率。

12.一种网关，其特征在于，所述网关为第一网关，包括：

计算单元，当所述目标数据流的第一个数据包进入所述第一网关时，用于根据第一测量数据计算至少两条Overlay网络备选路径，所述Overlay网络备选路径用于将所述目标数据流的数据报文从所述第一网关转发至所述第二网关，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息；

选择单元，用于在所述Overlay网络备选路径中选择路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第一路径；

发送单元，用于通过所述第一路径将所述目标数据流的数据报文向所述第二网关发送；

获取单元，用于获取所述第一路径上的第二测量数据；

处理单元，用于根据所述第二测量数据调整所述数据报文的发送速率。

13.根据权利要求12所述的网关，其特征在于，包括：

所述获取单元，还用于周期性地获取所述控制器发送的所述第一测量数据，所述第一测量数据包括用于指示任意网络节点间的传输时延的信息。

14.根据权利要求13所述的网关，其特征在于，所述网关还包括：

建立单元，用于为所述第一路径建立与输入缓冲队列对应的第一输出缓冲队列和第一路由信息块；

所述处理单元，还用于根据所述第一路径的初始发送速率确定第一初始生成速率，并根据所述第一初始生成速率为所述第一路径生成第一令牌，所述第一令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据包进入所述第一输出缓冲队列。

15.根据权利要求14所述的网关，其特征在于，所述发送单元具体用于：

根据所述第一令牌的数量从所述输入缓冲队列获取对应数量的数据包；

通过所述第一输出缓冲队列对获取到的对应数量的数据包进行封装和转发。

16.根据权利要求14所述的网关，其特征在于，所述处理单元具体用于：

根据所述第二测量数据计算当前发送速率BW和当前路径时延Delay，并更新所述第一路由信息块，所述第一路由信息块包括最高发送速率maxBW、最低路径时延minDelay、拥堵判断时长Delta、拥堵判断系数a、速率调整系数b，其中a>1，b<1。

17.根据权利要求16所述的网关，其特征在于，所述处理单元还用于：

若所述当前发送速率BW大于所述最高发送速率maxBW，则更新所述最高发送速率；

若所述当前路径时延Delay小于所述最低路径时延minDelay，则更新所述最低路径时延；

若所述当前路径时延Delay大于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则确定所述第一路径拥堵，并计算一个新的发送速率newBW，所述新的发送速率newBW为所述最高发送速率maxBW与所述速率调整系数b的乘积。

18.根据权利要求17所述的网关，其特征在于，所述处理单元还用于：

若所述当前路径时延Delay大于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则根据新的生成速率生成所述第一令牌，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流，所述新的生成速率根据所述新的发送速率确定；

若所述当前路径时延Delay小于或等于所述最低路径时延minDelay与所述拥堵判断系数a的乘积，则恢复所述第一路径的所述初始生成速率，并根据所述第一令牌的数量发送所述目标数据流。

19.根据权利要求14至18中任一项所述的网关，其特征在于，所述处理单元还用于：

判断所述输入缓冲队列的数据包数量是否大于预先设定的阈值Th，且持续时长超过所述拥堵判断时长Delta；

若所述输入缓冲队列的数据包数量大于或等于预先设定的阈值Th，且持续时长超过所述拥堵判断时长Delta，则在剩余的Overlay网络备选路径中选择一条路径总时延最小的备选路径作为所述目标数据流的第二路径；

将所述目标数据流的数据报文通过所述第一路径和所述第二路径向所述第二网关发送。

20.根据权利要求19所述的网关，其特征在于，包括：

所述建立单元，还用于为所述第二路径建立与所述输入缓冲队列对应的第二输出缓冲队列和第二路由信息块；

所述处理单元，还用于根据所述第二路径的初始发送速率确定第二初始生成速率，并根据所述第二初始生成速率为所述第二路径生成第二令牌，所述第二令牌用于指示到达所述输入缓冲队列的数据报文进入所述第二输出缓冲队列，所述第二路径的初始发送速率为所述发送端的发送速率与所述第一路径的初始发送速率的差值。

21.根据权利要求20所述的网关，其特征在于，所述处理单元还用于：

若所述输入缓冲队列的数据包数量小于所述Th，则停止为所述第二路径生成所述第二令牌，以使得所述目标数据流从所述第一路径进行传输；

若所述输入缓冲队列的数据包数量仍然大于或等于所述Th，则继续在剩余的Overlay网络备选路径中选择新的路径来承载所述目标数据流，直到耗尽所述Overlay网络备选路径为止。

22.根据权利要求21所述的网关，其特征在于，所述处理单元还用于：

判断所述输入缓冲队列的数据包数量是否达到所述输入缓冲队列能缓存的最大值；

若所述输入缓冲队列的数据包数量达到所述最大值，则利用不同的动态队列管理AQM机制进行丢包处理，或者，利用显示拥塞通知ECN机制向所述发送端发送降速指令，所述降速指令用于指示所述第一网关降低发送端的发送速率。

23.一种网关，其特征在于，包括：存储器、收发器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器、所述收发器和所述至少一个处理器通过线路互联，所述至少一个处理器调用所述指令，执行权利要求1-11任一所述的方法。

24.一种基于Overlay网络的传输系统，其特征在于，包括：

网关、转发节点和控制器；

所述网关用于执行如权利要求1-11中任一项所述的方法；

所述网关还用于相邻网络节点间的传输时延的测量；

所述转发节点用于实现数据报文的转发和相邻网络节点间传输时延的测量；

所述控制器用于任意网络节点的测量数据的收集和分发。

25.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-11任意一项所述的方法。

26.一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-11任意一项所述的方法。