远超于传统网络聚合的科腾多路径传输

介绍

在当今快节奏的数字世界中,网络聚合已成为通信基础设施的一个重要部分。传统的网络聚合将多个有线接口组合成一个单独的连接接口,具有提高吞吐量、负载平衡和容错等功能。然而,新技术的出现需要更有效和安全的通信方法,这就是科腾传输协议多路径(CTP多路径)出现的原因。CTP多路径凭借其最新技术提供了高弹性、强稳定性和额外的安全保护层,优于传统的网络聚合。本白皮书旨在概述网络聚合及其不同模式,以及传统网络聚合和CTP多路径之间的比较。 我们还将讨论CTP多路径如何提供实时视频传输,以及它相对于传统网络聚合传输的优势。

7

网络聚合的背景

传统的接口绑定允许将多个有线接口聚合到单个绑定接口中,并提供如提高吞吐量、负载平衡和容错等功能。绑定也称为网络聚合、链路聚合、端口中继或分条。

引用2讨论了带宽按需互操作性组(BONDING)标准的历史及与当前新兴网络架构的关系。针对当前和未来的设备能力,描述了按需分配带宽产品在视频会议、多媒体和局域网互连方面的应用。许多数据传输应用需要以比从载波获得的比特率更高的比特率进行传输。

网络聚合通过增加网络吞吐量和带宽来提高性能和冗余。如果一个接口关闭或拔出,另一个将工作。它可以用于需要容错、冗余或负载平衡网络的情况。它允许应用程序在选择最佳通信带宽和成本方面具有更大的自由度。

网络聚合的七种模式

根据网络聚合的发展,它被分为七个不同的层次或者称为模式,如下所示:

模式=0(平衡rr)

此模式基于循环策略,是默认模式,提供了容错和负载平衡功能。它以从第一个可用节点到最后一个可用节点的循环方式传输数据包。

模式1(活跃-备份)

此模式基于活跃-备份策略。在此绑定中只有一个节点是活跃的,而另一个节点仅在活跃节点失败时才会启动。此绑定的 MAC地址仅在网络适配器部分可用,以避免混淆交换机,此模式还提供容错。

模式=2 (平衡- xor)

此模式设置XOR(异或)模式,即源MAC地址与目标MAC地址进行异或操作,以提供负载平衡和容错。对于每个目标MAC地址,选择相同的节点。

模式=3(广播)

此方法基于广播策略,在所有节点接口上传输内容。它提供容错功能,但只用于特定目的。

模式=4 (802.3 ad)

该模式被称为动态链路聚合模式,创建具有相同速度和双工设置的聚合组。其需要支持 IEEE802.3 ad动态链路的交换机,基于传输散列方法来完成用于传出业务的节点选择。这可以从XOR方法,通过xmit_hash_policy选项的改变而来。

模式=5 (平衡-tlb)

此模式称为自适应传输负载平衡。传出流量基于每个节点上的当前负载进行分配,传入流量由当前节点接收。如果传入流量失败,则用另一个节点的MAC地址替换失败的接收节点。此模式不需要任何特殊的交换机支持。

模式=6(平衡alb)

这种模式称为自适应负载平衡。它包括平衡IPv4流量的传输和接收负载平衡。此模式不需要任何特殊的交换机支持。接收负载平衡是通过ARP协商实现的。绑定驱动程序拦截本地系统发送的ARP应答,并用绑定中某个节点的唯一硬件地址覆盖源硬件地址。因此,不同的服务器使用不同的硬件地址。

Network - 640 x 360px

科腾传输协议多路径(CTP多路径)

科腾的多路径创新为拥有多条传输路径的网络提供了一种实时视频传输方法。多路径网络包括从发送到接收终端的至少两个视频流传输子路径。用于多路径网络的实时视频传输方法包括步骤:

  1. 通过发送终端,打包原始视频流数据并将标签顺序添加到分组报头中以获得多径传输数据,并将数据分组发送到视频流,传输子路径中的不同子路径以进行传输。


  2. 接收终端解析多径传输数据包,根据包头中的标签恢复原始视频数据流。

由接收终端接收并解析多路传输数据包,根据包头中的标签恢复原始视频数据流。充分利用传输路径两端的出入口带宽,有效提高视频传输的稳定性,改善用户体验。在这里阅读更多有关专利的信息。

CTP多路径与传统网络聚合的比较

CTP多路径,超越了传统网络。多路径在应用层中生效,并提供了额外的安全保护层。

由于具有数据包时间戳和数据包顺序管理,与传统网络聚合相比,CTP 多路径能够为单条的TS视频流实施管理、负载平衡和容错。

Table 1 - Comparison between Traditional Network Bonding and CTP Multipathing

                                      表1 -传统网络聚合和 CTP多路径之间的对比

按照网络聚合的七个模式分类,模式4到模式6是较新的网络聚合方式。

模式4需要连接特定的MAC地址以提供容错。同时,特定的网络交换机、网络编程和相同条件的网络接口是强制性的。相对应的,CTP 多路径不需要特定的网络交换机和编程,因此更容易设置。

模式5类似于CTP多路径方法,它使用自适应传输负载平衡,并在没有特定网络交换机的情况下提供容错。然而,模式5需要在操作系统中进行网络编程,而CTP 多路径不需要这样做。

随着网络聚合技术的发展,CTP 多路径目前也类似于模式6。它在操作系统层级上绑定用于传入和传出流量的网络接口,以提供自适应负载平衡。然而,在不管理数据包传输顺序的情况下,操作系统级的网络绑定对于视频传输是不够的。

CTP多路径基于应用层构建,为视频传输提供了灵活性和可用性,无需特定的网络交换机和编程。此外,CTP封装其数据,并使用AES-128和AES-256加密技术对端到端连接进行加密。为了增加安全层,还可以为指定的白名单连接分配指定的设备。

 

CTP 多路径的核心优势

Table 2 - Key Benefits of CTP Multipathing

通过向科腾中继服务器(CRS)引入新的CTP多路径,CRS现在能够建立8 x 8网络连接,并为单个传输形成多达64条路径。它利用人工智能和机器学习对收集的大数据进行研究,以毫秒级的速度适应和应对网络状况。将这种智能与具有自动负载平衡和自动缓冲的流量相结合,即使在最具挑战性的网络条件下,也能进一步提高公共互联网上传输的弹性。

所有这些都是自动执行的,无需工程师进行物理操作,从而减少了人力资源。多路径还可使用户能够灵活地、根据不同的需求、为不同的应用程序定制和优先选择不同的路径。

学习:
  • 持续监控每条路径上的网络状态
  • 不断寻找最有效传输的最佳路径
  • 智能连接多个网络,以提高网络吞吐量和带宽
适应:
  • 基于网络条件自动执行具有自动负载平衡和自动缓冲的流量整形
  • 针对不同场景和需求,灵活定制和优先选择不同路径
  • 能够设置8 x 8网络连接并形成多达64条路径
反应:
  • 在不可预见的情况下自动从主路径切换到备份路径
  • 与科腾 NMS集成,监控所有路径并执行主动警报

[1] Aust, Stefan, et al. "Evaluation of Linux bonding features." 2006 International Conference on Communication Technology. IEEE, 2006.
[2] P. H. Fredette, "The past, present, and future of inverse multiplexing," in IEEE Communications Magazine, vol. 32, no. 4, pp. 42-46, April 1994, doi: 10.1109/35.275334.
[3] Classification comes from interserver.net.
[4] Classification comes from IBM.

您知道谁可能对此感兴趣吗? 请通过以下方式分享它:

订阅动态与洞察

若您希望收到来自科腾科技一个月来汇集的最新动态,新闻发布,活动资讯和行业洞察,请简单填写以下的表格。

联系科腾

我们十分乐意与您探讨任何关于视频和数据IP传输的需求,以及为您的组织创造价值的具体方案。要联系我们,或安排与团队成员会面,请点击下方按钮,查看我们各区域的联系方式。