Development of A Bandwidth-Allocating Mechanism for Heterogeneous Network Interfaces

隨著時代的演進，有線網路及無線網路普及和3G無線上網吃到飽費率越來越低廉。現代人家中不只有線網路頻寬，人手一支的手持裝置，並擁有3G無線上網吃到飽使用率逐年提高[1]。人們回到家中這些無線上網使用率降低，造成使用者沒有將其購買頻寬達到最大限度的使用，當有線網路時常因P2P下載造成有線網路壅塞，連最基本的瀏覽網頁都十分緩慢，因此如果可以將無線上網與家中有線網路的頻寬結合，並且分配使用率，降低各別使用者對於網路緩慢的感受，另外根據[1]對於3G無線網路最令人詬病的3G網路不穩定的問題提出方法來改善。 本篇論文結合分配線路使用率和特定封包由特定線路傳輸方式，使用OPENWRT 嵌入式系統平台、有線網路頻寬使用率和IPTABLES來標示封包，利用路由表來分配封包流向，讓使用者無法感受到網路壅塞，並且避免3G網路斷線造成下載檔案傳輸失敗。With the evolution of the time, the wired network and the wireless network and the 3G wireless Internet access are increasing low rates. Modem people are not only to have wired network in the house but people own their mobile. People enroll the single rate of the 3G network proportion for use Internet unlimitedly. The 3G network is increased year by year. When people go home, the bandwidth utilization of the 3G network will be lower. If people use p2p software to download file at home, they made the wired network became slow to affect the others. The other people will not comfortable, because they can’t browse web page for the basic power. We can use the 3G network to combine wired network. We share the total bandwidth to balance. All of the persons will reduce feeling uncomfortably. According to the report [5] will avoid the 3G network crash to affect user. This study develops a bandwidth-allocating mechanism through allocating the utilization of the WAN and allocating the specific package to the specific WAN. Using OPENWRT embedded system and using bandwidth proportion of the wired network and using IPTABLES to mark package. According the routing table to allocating packages and making the users can’t feel congestive network. We avoid the 3G network crash to make the file download fail.目錄 致謝 I ABSTRACT II 摘要 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1研究背景及目的 1 1.2研究目標與方法 2 1.3章節介紹 2 第二章 背景知識 3 2.1 OPENWRT系統 3 2.1.1 OPENWRT簡介 3 2.1.2 OpenWrt版本演進 5 2.1.3 OPKG技術 6 2.1.4 OpenWrt 支援硬體 6 2.2 OSI Layer 7 7 2.2.1 OSI發展緣由 7 2.2.2 OSI Layer功能及特性 8 2.2.3 IP Routing 10 2.2.4 Linux Firewall 11 2.3 Netfilter/iptables 11 2.3.1 Netfilter與Linux對應關係 12 2.3.2 Netfilter模組 13 2.3.3 Netfilter指令介紹 16 第三章 相關研究 20 3.1 網路使用狀況分析 20 3.1.1民眾上網行為模式 20 3.1.2無線網路使用情況分析 21 3.2 多線路負載平衡器使用方法 22 3.3 線路頻寬統計 25 3.3.1非對稱網路下行頻寬量測 25 第四章 動態調整負載平衡方法及實作 29 4.1 負載平衡方法 29 4.1.1 負載平衡系統硬體架構 29 4.1.2 負載平衡規則流程圖 30 4.2 負載平衡系統實作 31 4.2.1 OpenWrt 核心編譯方式 31 4.2.2 DIR-825硬體架構 33 4.2.3移植Openwrt至DIR-825 34 4.2.4 安裝所需套件 36 4.2.3 Multiwan 負載方法實現 37 第五章 系統測試 41 5.1 系統測試環境 41 5.2 依頻寬大小分配封包流量比例 42 5.3 路由規則建立 43 5.4路由表建立 44 5.4 負載平衡即時圖 45 第六章結論及未來發展 48 6.1結論 48 6.2未來發展 49 參考資料 5