一种提高自组网多节点链路传输带宽的方法

技术领域

本发明属于带宽优化技术领域，特别是涉及一种提高自组网多节点链路传输带宽的方法。

背景技术

在数据传输中，带宽优化分配方法的优异不仅直接影响网络资源的合理利用，同时也会影响用户对于数据的整体接收质量。

中国专利（CN110035334A）提供了一种电力通信网动态带宽资源优化方法，适用于配电网通信系统，该方法包括：根据城域网控制器和接入网控制器的资源授权应用，分配光线路终端的第一带宽和光网络单元的第二带宽、根据可变轮询周期，检测光线路终端中包含的光网络单元的实时网络流量，并计算光网络单元的阈值因子、当判定阈值因子等于0时，根据第一带宽、第二带宽和实时网络流量，生成配电网通信系统的带宽优化策略，解决了光接入网带宽分配实时性差、存在局限性的问题，实现了带宽分配与流量变化的实时同步。中国专利（CN108600115A）提供了一种网络带宽资源优化的方法及装置，当前被分配带宽进行调整，得到目标路由的更新带宽，以使目标数据组中所有数据之和处于带宽收敛区间之内；诸如中国专利（CN103997640B）提供了一种带宽优化方法和带宽优化装置、中国专利（CN103763307B）公开了一种适用于云游戏场景的带宽优化方法及系统、中国专利（CN102916908B）公开了一种网络应用中的带宽优化方法等等诸如此类，均可以优化带宽。

数据传输链路是固定的，上述现有技术主要针对链路选择不灵活、带宽固定容易导致带宽分配不合理的问题进行带宽优化，而对于数据传输链路拥塞或空闲等情况，带宽利用率不高的问题，缺乏有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高自组网多节点链路传输带宽的方法，通过根据优化带宽G、初优带宽C进行带宽的分配，实现传输带宽的联合优化，解决了现有的针对数据传输链路拥塞或空闲等情况，带宽利用率不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种提高自组网多节点链路传输带宽的方法，该方法的具体步骤包括；

步骤S001：传输带宽初始化，将自组网中的传输带宽采用平均分配或者随机分配的方式分配至各个节点，优选的，采用静态带宽分配方案进行传输带宽初始化分配，但其忽略网络单元的实际需要，势必造成相对数量带宽的闲置与浪费，因此，结合本发明的步骤S002-步骤S004，对带宽联合优化，更能实现带宽的合理优化，解决带宽闲置浪费的问题；

步骤S002：按照每个节点参与各条链路通信的带宽约束，通过附加带宽变形噪音规则进行节点的带宽优化，获得初优带宽C；

步骤S003：获取自组网中链路的实时带宽占用信息，根据带宽占用信息在初优带宽C的基础上根据分流优化规则进一步优化带宽，获取优化带宽G；

步骤S004：根据优化带宽G、初优带宽C进行带宽的分配，实现传输带宽的联合优化。

进一步地，所述步骤S002中通过附加带宽变形噪音规则进行节点的带宽优化的方法为：

步骤Y00：任选一条链路；

步骤Y01：获取链路中的第一个节点，并获取该节点参与的链路条数，将其标记为：Ji,i=1、2、3、…、n，n为正整数；

步骤Y02：判断节点i参与的链路条数Ji的大小；

若Ji≦X1，则节点i的带宽变形噪音Di=p

若X1

若Ji>X2，则获取节点i参与的链路中的其余的节点，并将其余的节点的带宽依次标记为Pz,z=1、2、3、…、m，m为正整数，节点i的带宽变形噪音Di；

步骤Y03：则节点i的初优带宽Ci为：；

其中，p

进一步地，所述步骤Y02中，其余的节点的带宽Pz的取值规则为：

若该节点已经附加带宽变形噪音，则取附加带宽变形噪音后的节点的带宽；

若该节点未经附加带宽变形噪音，则取步骤S001中为该节点分配的带宽。

进一步地，还包括以下步骤：

步骤Y04：从步骤Y01中的链路中，获取第二个节点，并获取该节点参与的链路条数；

步骤Y05：重复步骤Y02～步骤Y03，获取节点的优化后的带宽；

步骤Y06：任选另一条链路，重复步骤Y01～步骤Y05，直至所有的节点优化完成。

进一步地，所述带宽占用信息包括链路的总带宽和链路已经被占用的带宽，所述自组网包括数据传输链路和未被使用的链路，所述数据传输链路用于数据发出端和数据接收端之间的数据传递。

进一步地，步骤S003中根据带宽占用信息在步骤S002的基础上根据分流优化规则进一步优化带宽的方法为：

通过数据采集模块获取自组网内数据传输链路的所有节点参与数据传输的频率及每一节点的占用实际带宽，持续采集预设天数N天；

将所有的节点参与数据传输的频率及数据传输的实际带宽上传至数据分析模块进行分析，并将分析结果传输至分流优化模块；

分流优化模块提取节点参与数据传输的频率均值中最大的A个节点、最小的A个节点；

根据参与数据传输频率均值最小的A个节点对应的实际占用带宽均值Jmin、剩余带宽Js、初优带宽C，计算节点的优化带宽：

对于节点参与数据传输的频率均值中最大的A个节点，优化带宽G为：

进一步地，所述数据分析模块对节点参与数据传输的频率的处理规则为：

节点参与数据传输的频率计算：根据时段的划分，分别计算每天每一时段内每一节点参与数据传输的频率；

节点参与数据传输频率的均值计算：根据每天每一时段内每一节点参与数据传输的频率分别计算N天内每个时段每一节点参与数据传输的频率均值Tij，j表示时段；

节点参与数据传输的频率均值的排序：根据均值计算的计算结果，分别将每一时段内所有节点参与数据传输的频率均值进行从大到小或从小到大排序，获得每一时段内的所有节点参与数据传输的频率均值排序列。

进一步地，对时段的划分方式为：将一天24小时划分为n个均等时段或n个非均等时段。

进一步地，所述步骤S001中，将自组网中的传输带宽采用平均分配。

进一步地，对于非A个最大的节点参与数据传输的频率均值对应的节点，将其标记为非频节点，对非频节点的分流优化处理规则为：

步骤一：获取j时段内每一非频节点的占用实际带宽均值Dij、及其在其余时段内的平均占用实际带宽Dik;

步骤二：频节点的优化带宽G为：。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过将自组网中的传输带宽采用平均分配或者随机分配的方式分配至各个节点；通过附加带宽变形噪音规则进行节点的带宽优化，获得初优带宽C；根据带宽占用信息在初优带宽C的基础上根据分流优化规则进一步优化带宽，获取优化带宽G；根据优化带宽G、初优带宽C进行带宽的分配，实现传输带宽的联合优化，有效避免数据传输链路拥塞或空闲等情况，提高带宽利用率；

本发明通过将所有的节点参与数据传输的频率及数据传输的实际带宽上传至数据分析模块进行分析，并将分析结果传输至分流优化模块，提取节点参与数据传输的频率均值中最大的A个节点、最小的A个节点；根据参与数据传输频率均值最小的A个节点对应的实际占用带宽均值Jmin、剩余带宽Js、初优带宽C，计算节点的优化带宽，实现网络带宽调整，以避免参与数据传输频率均值最小的A个节点抢占过多的网络带宽而影响其它节点的正常使用，降低了网络拥堵的可能性，提高了系统中节点的网络流畅性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提高自组网多节点链路传输带宽的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一个”、“下一个”、“任一”、“条”、“每个”、“中”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1所示，网络节点是指一台电脑或其他设备与一个有独立地址和具有传送或接收数据功能的网络相连；自组网络通常由多个网络节点（网络节点是指一台电脑或其他设备与一个有独立地址和具有传送或接收数据功能的网络相连。每一个工作站﹑服务器、终端设备、网络设备，即拥有自己唯一网络地址的设备都是网络节点）和链路组成，数据传输网络传输数据的时，用户指定数据传输网络中的某条数据传输链路来传递数据发出端和数据接收端之间的数据，现有技术，在传输数据的过程中，这条数据传输链路是固定的，并且数据传输链路的带宽不变。本发明为一种提高自组网多节点链路传输带宽的方法，该方法的具体步骤包括；

步骤S001：传输带宽初始化，将自组网中的传输带宽采用平均分配或者随机分配的方式分配至各个节点，节点可以是工作站、客户、网络用户或个人计算机，还可以是服务器、打印机和其他网络连接的设备，此处，较为优选的，根据节点的性质进行带宽的随机分配，若对于数据传输较大的节点分配较大带宽；更为优选的，采用静态带宽分配方案进行传输带宽初始化分配，但其忽略网络单元的实际需要，势必造成相对数量带宽的闲置与浪费，因此，结合本发明的步骤S002-步骤S004，对带宽联合优化，更能实现带宽的合理优化，解决带宽闲置浪费的问题；

步骤S002：按照每个节点参与各条链路通信的带宽约束，通过附加带宽变形噪音规则进行节点的带宽优化，获得初优带宽C，随着网络的发展，需要访问网络的网络应用（节点）也越来越多，这些节点包含大量的数据收发操作，特别是下载及在线直播等节点将占用大量的带宽；本发明根据节点参与的数据传输链路的情况，为其附加带宽变形噪音，进一步的优化带宽分配，作为本发明提供的一个实施例，较为优选的，所述步骤S002中通过附加带宽变形噪音规则进行节点的带宽优化的方法为：

步骤Y00：任选一条链路；

步骤Y01：获取链路中的第一个节点，并获取该节点参与的链路条数，将其标记为：Ji,i=1、2、3、…、n，n为正整数；

步骤Y02：判断节点i参与的链路条数Ji的大小，根据节点参与的数据传输链路的情况，为其附加带宽变形噪音，进一步的优化带宽分配，以保证各个节点进行数据传输时所需要的网络带宽，降低自组网络的节点被阻塞的概率；

若Ji≦X1，则节点i的带宽变形噪音Di=p

若X1

若Ji>X2，则获取节点i参与的链路中的其余的节点，并将其余的节点的带宽依次标记为Pz,z=1、2、3、…、m，m为正整数，节点i的带宽变形噪音Di；

步骤Y03：则节点i的初优带宽Ci为：；

其中，p

作为本发明提供的一个实施例，较为优选的，所述步骤Y02中，其余的节点的带宽Pz的取值规则为：

若该节点已经附加带宽变形噪音，则取附加带宽变形噪音后的节点的带宽；

若该节点未经附加带宽变形噪音，则取步骤S001中为该节点分配的带宽；

步骤S003：获取自组网中链路的实时带宽占用信息，根据带宽占用信息在初优带宽C的基础上根据分流优化规则进一步优化带宽，获取优化带宽G；通过对自组网内数据传输链路的所有节点参与数据传输的频率及每一节点的占用实际带宽进行分析，将所有的节点参与数据传输的频率及数据传输的实际带宽上传至数据分析模块进行分析，并将分析结果传输至分流优化模块，提取节点参与数据传输的频率均值中最大的A个节点、最小的A个节点；根据参与数据传输频率均值最小的A个节点对应的实际占用带宽均值Jmin、剩余带宽Js、初优带宽C，计算节点的优化带宽，实现网络带宽调整，以避免参与数据传输频率均值最小的A个节点抢占过多的网络带宽而影响其它节点的正常使用，降低了网络拥堵的可能性，提高了系统中节点的网络流畅性，作为本发明提供的一个实施例，较为优选的，步骤S003中根据带宽占用信息在步骤S002的基础上根据分流优化规则进一步优化带宽的方法为：

通过数据采集模块获取自组网内数据传输链路的所有节点参与数据传输的频率及每一节点的占用实际带宽，持续采集预设天数N天；

将所有的节点参与数据传输的频率及数据传输的实际带宽上传至数据分析模块进行分析，并将分析结果传输至分流优化模块；

分流优化模块提取节点参与数据传输的频率均值中最大的A个节点、最小的A个节点；

根据参与数据传输频率均值最小的A个节点对应的实际占用带宽均值Jmin、剩余带宽Js、初优带宽C，计算节点的优化带宽：

对于节点参与数据传输的频率均值中最大的A个节点，优化带宽G为：

步骤S004：根据优化带宽G、初优带宽C进行带宽的分配，实现传输带宽的联合优化；

作为本发明提供的一个实施例，较为优选的，还包括以下步骤：

步骤Y04：从步骤Y01中的链路中，获取第二个节点，并获取该节点参与的链路条数；

步骤Y05：重复步骤Y02～步骤Y03，获取节点的优化后的带宽；

步骤Y06：任选另一条链路，重复步骤Y01～步骤Y05，直至所有的节点优化完成。

作为本发明提供的一个实施例，较为优选的，所述带宽占用信息包括链路的总带宽和链路已经被占用的带宽，所述自组网包括数据传输链路和未被使用的链路，所述数据传输链路用于数据发出端和数据接收端之间的数据传递。

作为本发明提供的一个实施例，较为优选的，所述数据分析模块对节点参与数据传输的频率的处理规则为：

节点参与数据传输的频率计算：根据时段的划分，分别计算每天每一时段内每一节点参与数据传输的频率；作为本发明提供的一个实施例，较为优选的，对时段的划分方式为：将一天24小时划分为n个均等时段或n个非均等时段；

节点参与数据传输频率的均值计算：根据每天每一时段内每一节点参与数据传输的频率分别计算N天内每个时段每一节点参与数据传输的频率均值Tij，j表示时段；

节点参与数据传输的频率均值的排序：根据均值计算的计算结果，分别将每一时段内所有节点参与数据传输的频率均值进行从大到小或从小到大排序，获得每一时段内的所有节点参与数据传输的频率均值排序列。

作为本发明提供的一个实施例，较为优选的，所述步骤S001中，将自组网中的传输带宽采用平均分配。

作为本发明提供的一个实施例，较为优选的，对于非A个最大的节点参与数据传输的频率均值对应的节点，将其标记为非频节点，对非频节点的分流优化处理规则为：

步骤一：获取j时段内每一非频节点的占用实际带宽均值Dij、及其在其余时段内的平均占用实际带宽Dik;

步骤二：频节点的优化带宽G为：。

一种提高自组网多节点链路传输带宽的方法，通过将自组网中的传输带宽采用平均分配或者随机分配的方式分配至各个节点；通过附加带宽变形噪音规则进行节点的带宽优化，获得初优带宽C；根据带宽占用信息在初优带宽C的基础上根据分流优化规则进一步优化带宽，获取优化带宽G；根据优化带宽G、初优带宽C进行带宽的分配，实现传输带宽的联合优化，有效避免数据传输链路拥塞或空闲等情况，提高带宽利用率，将所有的节点参与数据传输的频率及数据传输的实际带宽上传至数据分析模块进行分析，并将分析结果传输至分流优化模块，提取节点参与数据传输的频率均值中最大的A个节点、最小的A个节点；根据参与数据传输频率均值最小的A个节点对应的实际占用带宽均值Jmin、剩余带宽Js、初优带宽C，计算节点的优化带宽，实现网络带宽调整，以避免参与数据传输频率均值最小的A个节点抢占过多的网络带宽而影响其它节点的正常使用，降低了网络拥堵的可能性，提高了系统中节点的网络流畅性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。