一种基于家庭网关的业务加速方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于家庭网关的业务加速方法及系统，涉及网络数据转发技术领域。该方法包括：通过终端设备或家庭网关对业务应用的加速需求进行配置；终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态，并向家庭网关发送相应消息；家庭网关根据解析的相应消息，判断是执行还是取消加速；若为执行加速，则将需要加速的业务应用通过配置相应的加速规则加入到加速队列中，实现加速；若为取消加速，则从加速队列中删除相应的加速规则。本发明专利技术不但可以解决业务加速占用家庭网关大量CPU资源的问题，提高家庭网关的性能，提升终端设备的用户体验，而且灵活性高，使用成本低，满足了实际应用需求。

A service acceleration method and system based on home gateway

【技术实现步骤摘要】
一种基于家庭网关的业务加速方法及系统
本专利技术涉及网络数据转发
，具体来讲是一种基于家庭网关的业务加速方法及系统。
技术介绍
随着网络技术的飞速发展，游戏、视频等应用对网络的吞吐量、时延都提出了很高的要求，宽带质量的好坏直接影响了用户的体验，家庭网关作为固网接入的主流设备也正在面临着同样的挑战，因此，对于业务加速的处理已显得必不可少。目前，家庭网关的报文加速可分为硬件加速和软件加速。硬件加速，是由专有的芯片实现，只能针对特殊场景或特殊类型的报文进行加速，灵活性较差，而且硬件加速中的处理器芯片因为成本高，难以大规模普及。软件加速，通常采用DPI(DeepPacketInspection，深度报文检测)实现，首先要捕获进入协议栈的所有数据报文，然后通过DPI的特征库对数据报文进行识别，报文识别后，如果需要加速，则按数据报文的五元组建立加速规则，如果不需要加速则将报文丢弃。这种方式存在两个问题：第一，需要占用大量的CPU资源，影响家庭网关其他业务的体验，也由于受限于家庭网关CPU的处理能力，难以满足当前业务日益增加带来的带宽问题；第二，特征库需要根据业务应用的增加及时更新，家庭网关要事先预置DPI的特征库，如果有新增应用，特征库需要更新，但特征库作为家庭网关软件的一部分，如何升级且不影响家庭网关业务也是一个急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种基于家庭网关的业务加速方法及系统，不但可以解决业务加速占用家庭网关大量CPU资源的问题，提高家庭网关的性能，提升终端设备的用户体验，而且灵活性高，使用成本低，满足了实际应用需求。为达到以上目的，本专利技术提供一种基于家庭网关的业务加速方法，所述家庭网关通过局域网与终端设备进行组网，该方法包括以下步骤：通过终端设备或家庭网关对业务应用的加速需求进行配置；终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态，并向家庭网关发送相应消息；家庭网关根据解析的相应消息，判断是执行还是取消加速；若为执行加速，则将需要加速的业务应用通过配置相应的加速规则加入到加速队列中，实现加速；若为取消加速，则从加速队列中删除相应的加速规则。在上述技术方案的基础上，通过终端设备对业务应用的加速需求进行配置，具体包括以下操作：将终端设备上安装的业务应用按照预设的类别进行分类，并根据不同的类别设置不同的加速优先级；在每一类别下对当前需要加速和不需要加速的业务应用进行设置。在上述技术方案的基础上，若通过终端设备对业务应用的加速需求进行配置，则终端设备向家庭网关发送的消息包括设备唯一标识和加速标志位；所述设备唯一标识为该终端设备的MAC或IP中的一种；终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态，并向家庭网关发送相应消息，具体包括以下步骤：终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态；当监测到需要加速的业务应用开启或运行在前台时，向家庭网关发送消息通知家庭网关执行加速；所发送的消息中，加速标志位为当前需要加速的业务应用的类型所对应的加速优先级的值；当监测到需要加速的业务应用关闭或切换至后台时，向家庭网关发送消息通知家庭网关取消加速；所发送的消息中，加速标志位为预设的特定值。在上述技术方案的基础上，家庭网关根据解析的相应消息，判断是执行还是取消加速，具体包括以下步骤：家庭网关对接收到的消息进行解析，获取消息中设备唯一标识及加速标志位；若加速标志位中的值为预设的特定值则判定为取消加速，否则，判定为执行加速。在上述技术方案的基础上，通过家庭网关对业务应用的加速需求进行配置，具体包括以下操作：在家庭网关上创建并维护一个加速配置表，所述加速配置表的每条记录包括终端设备的设备唯一标识、业务应用标识以及该业务应用对应的加速优先级；根据终端设备上安装的业务应用，在所述加速配置表中创建相应的记录；并将不需要加速的业务应用的加速优先级设置为预设的特定值，将需要加速的业务应用的加速优先级按照优先级的高低设置为不同的值。在上述技术方案的基础上，若通过家庭网关对业务应用的加速需求进行配置，则终端设备向家庭网关发送的消息包括设备唯一标识、业务应用标识以及开启/前台标识或关闭/后台标识；所述设备唯一标识为该终端设备的MAC或IP中的一种；所述业务应用标识为业务应用名；终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态，并向家庭网关发送相应消息，具体包括以下步骤：终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态；当监测到业务应用开启或运行在前台时，向家庭网关发送包含设备唯一标识、业务应用标识以及开启/前台标识的消息；当监测到业务应用关闭或切换至后台时，向家庭网关发送包含设备唯一标识、业务应用标识以及关闭/后台标识的消息。在上述技术方案的基础上，家庭网关根据解析的相应消息，判断是执行还是取消加速，具体包括以下步骤：家庭网关对接收到的消息进行解析；若消息中包含开启/前台标识，则根据消息中的设备唯一标识、业务应用标识在所述加速配置表查找相匹配的记录，如果查找到且该业务应用对应的加速优先级不为预设的特定值，则判定为执行加速；若消息中包含关闭/后台标识，则根据消息中的设备唯一标识、业务应用标识在所述加速配置表查找相匹配的记录，如果查找到且该业务应用对应的加速优先级不为预设的特定值，则判定为取消加速。在上述技术方案的基础上，若为执行加速，则将需要加速的业务应用通过配置相应的加速规则加入到加速队列中，实现加速，具体包括以下步骤：家庭网关判断对应终端设备是否已存在加速规则，若不存在，则以设备唯一标识中该终端设备的MAC或IP作为关键字，配置对应的iptables规则或ebtables规则，并根据需要加速的业务应用的加速优先级，生成该终端设备的加速规则；若当前家庭网关上已有对应终端设备的加速规则，且加速优先级别与新收到的请求一致，则保持当前的加速规则不变，否则先删除已存在的加速规则，再生成新的加速规则；将当前终端设备的加速规则加入到加速队列中，实现对需要加速的业务应用的加速。在上述技术方案的基础上，该方法还包括以下操作：终端设备周期性发送心跳消息给家庭网关，若家庭网关在若干个周期内没有收到来自该终端设备的心跳消息，则从加速队列中删除该终端设备的加速规则。在上述技术方案的基础上，当所述终端设备为多个时，该方法还包括以下操作：当家庭网关收到多个终端设备发来的消息时，根据预设的终端设备MAC优先级表，优先执行MAC优先级高的终端设备的业务加速。本专利技术还提供一种基于家庭网关的业务加速系统，该系统包括家庭网关以及通过局域网与家庭网关组网的终端设备。所述终端设备设有业务应用监测模块，所述家庭网关设有加速处理模块，且终端设备或家庭网关上还设有业务加速配置模块；所述业务加速配置模块，用于：对业务应用的加速需求进行配置；所述业务应用监测模块，用于：实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态，并向家庭网关发送相应消息；所述加速处理模块，用于：收到终端设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于家庭网关的业务加速方法，所述家庭网关通过局域网与终端设备进行组网，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n通过终端设备或家庭网关对业务应用的加速需求进行配置；/n终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态，并向家庭网关发送相应消息；/n家庭网关根据解析的相应消息，判断是执行还是取消加速；若为执行加速，则将需要加速的业务应用通过配置相应的加速规则加入到加速队列中，实现加速；若为取消加速，则从加速队列中删除相应的加速规则。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于家庭网关的业务加速方法，所述家庭网关通过局域网与终端设备进行组网，其特征在于，该方法包括以下步骤：
通过终端设备或家庭网关对业务应用的加速需求进行配置；
终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态，并向家庭网关发送相应消息；
家庭网关根据解析的相应消息，判断是执行还是取消加速；若为执行加速，则将需要加速的业务应用通过配置相应的加速规则加入到加速队列中，实现加速；若为取消加速，则从加速队列中删除相应的加速规则。


2.如权利要求1所述的基于家庭网关的业务加速方法，其特征在于，通过终端设备对业务应用的加速需求进行配置，具体包括以下操作：
将终端设备上安装的业务应用按照预设的类别进行分类，并根据不同的类别设置不同的加速优先级；在每一类别下对当前需要加速和不需要加速的业务应用进行设置。


3.如权利要求2所述的基于家庭网关的业务加速方法，其特征在于：若通过终端设备对业务应用的加速需求进行配置，则终端设备向家庭网关发送的消息包括设备唯一标识和加速标志位；所述设备唯一标识为该终端设备的MAC或IP中的一种；
在此基础上，终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态，并向家庭网关发送相应消息，具体包括以下步骤：
终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态；
当监测到需要加速的业务应用开启或运行在前台时，向家庭网关发送消息通知家庭网关执行加速；所发送的消息中，加速标志位为当前需要加速的业务应用的类型所对应的加速优先级的值；
当监测到需要加速的业务应用关闭或切换至后台时，向家庭网关发送消息通知家庭网关取消加速；所发送的消息中，加速标志位为预设的特定值。


4.如权利要求3所述的基于家庭网关的业务加速方法，其特征在于，家庭网关根据解析的相应消息，判断是执行还是取消加速，具体包括以下步骤：
家庭网关对接收到的消息进行解析，获取消息中设备唯一标识及加速标志位；若加速标志位中的值为预设的特定值则判定为取消加速，否则，判定为执行加速。


5.如权利要求1所述的基于家庭网关的业务加速方法，其特征在于，通过家庭网关对业务应用的加速需求进行配置，具体包括以下操作：
在家庭网关上创建并维护一个加速配置表，所述加速配置表的每条记录包括终端设备的设备唯一标识、业务应用标识以及该业务应用对应的加速优先级；
根据终端设备上安装的业务应用，在所述加速配置表中创建相应的记录；并将不需要加速的业务应用的加速优先级设置为预设的特定值，将需要加速的业务应用的加速优先级按照优先级的高低设置为不同的值。


6.如权利要求5所述的基于家庭网关的业务加速方法，其特征在于：若通过家庭网关对业务应用的加速需求进行配置，则终端设备向家庭网关发送的消息包括设备唯一标识、业务应用标识以及开启/前台标识或关闭/后台标识；所述设备唯一标识为该终端设备的MAC或IP中的一种；所述业务应用标识为业务应用名；
在此基础上，终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态，并向家庭网关发送相应消息，具体包括以下步骤：
终端设备实时监测业务应用的开启、关闭及前后台切换状态；
当监测到业务应用开启或运行在前台时，向家庭网关发送包含设备唯一标识、业务应用标识以及开启/前台标识的消息；
当监测到业务应用关闭或切换至后台时，向家庭网关发送包含设备唯一标识、业务应用标识以及关闭/后台标识的消息。


7.如权利要求6所述的基于家庭网关的业务加速方法，其特征在于，家庭网关根据解析的相应消息，判断是执行还是取消加速，具体包括以下步骤：
家庭网关对接收到的消息进行解析；
若消息中包含开启/前台标识，则根据消息中的设备唯一标识、业务应用标识在所述加速配置表查找相匹配的记录，如果查找到且该业务应用对应的加速优先级不为预设的特定值，则判定为执行加速；
若消息中包含关闭/后台标识，则根据消息中的设备唯一标识、业务应用标识在所述加速配置表查找相匹配的记录，如果查找到且该业务应用对应的加速优先级不为预设的特定值，则判定为取消加速。


8.如权利要求4或7所述的基于家庭网关的业务加速方法，其特征在于：若为执行加速，则将需要加速的业务应用通过配置相应的加速规则加入到加速队列中，实现加速，具体包括以下步骤：
家庭网关判断对应终端设备是否已存在加速规则，若不存在，则以设备唯一标识中该终端设备的MAC或IP作为关键字，配置对应的iptables规则或ebtables规则，并根据需要加速的业务应用的加速优先级，生成该终端设备的加速规则；若当前家庭网关上已有对应终端设备的加速规则，且加速优先级别与新收到的请求一致，则保持当前的加速规则不变，否则先删除已存在的加速规则，再生成新的加速规则；
将当前终端设备的加速规则加入到加速队列中，实现对需要加速的业务应用的加速。


9.如权利要求1所述的基于家庭网关的业务加速方法，其特征在于，该方法还包括以下操作：
终端设备周期性发送心跳消息给家庭网关，若家庭网关在若干个周期内没有收到来自该终端设备的心跳消息，则从加速队列中删除该终端设备的加速规则。


10.如权利要求1所述的基于家庭网关的业务加速方法，其特征在于，当所述终端设备为多个时，该方法还包括以下操作：
当家庭网关收到多个终端设备发来的消息时，根据预设的终端设备MAC优先级表，优先执行MAC优先级高的终端设备的业务加速。


11.一种基于家庭网关的业务加速系统，该系统包括家庭网关以及通过局域网与家庭网关组网的终端设备，其特征在于：所述终端设备设有业务应用监测模块，所述家庭网关设有加速处理模块，且终端设备或家庭网关上还设有业务加速配置模块；
所述业务加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：何昆鹏，王莉，乔美杰，姜超，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42