CN102118792A - 一种传输数据包的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种传输数据包的方法及装置，其中所述方法包括：第一端点向第二端点发送初始化消息，其中，所述初始化消息中包括：通用包头的压缩算法信息；所述第一端点使用所述通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的通用包头进行压缩；向所述第二端点发送对所述通用包头压缩后的数据包，从而减少了在无线空口传输协议包头的额外开销，及对传输资源的消耗。

Description

一种传输数据包的方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种传输数据包的方法及装置。
背景技术
Relay(中继)技术是在原有站点的基础上，通过增加一些新的Relay站(或称中继节点)，加大站点和天线的分布密度。这些新增中继节点和原有基站(母基站)都通过无线连接，和传输网络之间没有有线的连接，下行数据先到达母基站，然后再传给中继节点，中继节点再传输至终端用户，上行则反之。这种方法拉近了天线和终端用户的距离，可以改善终端的链路质量，从而提高系统的频谱效率和用户数据率。
现有的Relay架构场景中，SCTP(Stream Control Transport Protocol，流控制传输协议)和其承载的控制面信令暴露在空口中，其传输过程中SCTP数据包的包头域开销一定程度上消耗了空口资源。
发明内容
本发明实施例提供了一种传输数据包的方法及装置，实现了空口资源的额外开销的减少。
本发明实施例提供了一种传输数据包的方法，该数据包包括一个通用包头，该方法包括：
第一端点向第二端点发送初始化消息，其中，所述初始化消息中包括：通用包头的压缩算法信息；
所述第一端点使用所述通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的通用包头进行压缩；
向所述第二端点发送对所述通用包头压缩后的数据包。
本发明实施例还提供了一种数据传输装置，包括：发送单元和压缩单元，其中，
所述发送单元，用于向所述对端节点发送初始化消息，其中，所述初始化消息中包括：通用包头的压缩算法信息；并向所述对端节点发送所述压缩单元处理后的数据包；
所述压缩单元，用于使用所述通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的通用包头进行压缩。
通过本发明实施例提供的方法，对数据包的通用包头进行压缩，从而减少了在无线空口传输协议包头的额外开销，及对传输资源的消耗。
附图说明
图1所示为本发明实施例提供的一种传输数据包的方法流程图；
图2所示为本发明实施例提供的又一种传输数据包的方法流程图；
图3所示为本发明实施例中SCTP数据包的结构示意图；
图4所示为本发明实施例中SCTP数据包的通用包头的结构示意图；
图5所示为本发明实施例中SCTP数据包的一个数据块的结构示意图；
图6所示为本发明实施例中一个完整SCTP数据包的结构示意图；
图7所示为本发明实施例中用户数据数据块的包头结构示意图；
图8所示为本发明实施例提供的一种SCTP数据包传输示意图；
图9所示为本发明实施例提供的一种IR消息格式示意图；
图10所示为本发明实施例提供的压缩器和解压器之间的传输流程图；
图11所示为本发明实施例提供的一种数据包传输装置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明各实施例作进一步的详细描述。
如图1所示为本发明实施例提供的一种传输数据包的方法。其中，该数据包包括一个通用包头及至少一个数据块，在数据块中包括数据块包头；上述数据包可以为基于SCTP协议的SCTP数据包，也可以为其它类似于SCTP数据包的同时具有通用包头和分不同数据块来传输多个steam(流)的数据包。
该传输数据包的方法的包括：
步骤101、第一端点向第二端点发送IR(Initiate and Refresh，初始和更新)消息，简称初始化消息，可以以IR package(数据包)的形式发送。该初始化消息中包括：通用包头的压缩算法信息。
上述第一端点可以为一个Relay节点，相应的，第二端点可以为与该Relay节点对应的基站。上述第一端点、第二端点还可以同为Relay节点或基站，或者为其它可以建立类似于SCTP关联(SCTP Association)的关联关系的设备。
上述通用包头的压缩算法信息可以包括：第一端点与第二端点约定的针对数据包的通用包头的某种压缩算法的指示信息，以使得第二端点在收到该初始化消息后可以通过该通用包头的压缩算法信息获知相应的通用包头的压缩算法，进而使用该压缩算法对后续收到的数据包的通用包头进行解压。该通用包头的压缩算法信息可以用多种方式表示，比如标识、指示、编号、索引等。
步骤102、第一端点使用该通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对数据包的通用包头进行压缩；
在压缩过程中，第一端点可以使用上述通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对数据包的通用包头中的静态头域字段进行压缩，保留通用包头中的动态头域字段。也可以选择部分动态头域字段进行压缩。
步骤103、向第二端点发送对通用包头压缩后的数据包。
进一步的，该方法还可以包括：
第一端点向第二端点发送第二初始化消息，该第二初始化消息中包括：数据包中数据块包头的压缩算法信息；
第一端点使用该数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对上述数据包的数据块包头进行压缩；
之后，向第二端点发送对数据块包头压缩后的数据包。
由于现有技术中并不存在针对同时具有通用包头和至少一个数据块的这类数据包的压缩方法，因此本发明实施例所提供的方法填充了现有技术的空缺，实现了对数据包的通用包头的压缩，从而减少对传输资源的消耗。
如图2所示本发明实施例提供的又一种传输数据包的方法。其中，该数据包包括一个通用包头及至少一个数据块，在数据块中包括数据块包头；上述数据包可以为基于SCTP协议的SCTP数据包，也可以为其它类似于SCTP数据包的同时具有通用包头和分不同数据块来传输多个steam(流)的数据包。该传输数据包的方法的包括：
步骤201、第一端点向第二端点发送初始化消息，其中，该初始化消息中包括：通用包头的压缩算法信息，以及数据块包头的压缩算法信息。
上述第一端点可以为一个Relay节点，相应的，第二端点可以为与该Relay节点对应的基站。上述第一端点、第二端点还可以同为Relay节点或基站，或者为其它可以建立类似于SCTP关联(SCTP Association)的关联关系的设备。
上述通用包头的压缩算法信息可以包括：第一端点与第二端点约定的针对数据包的通用包头的某种压缩算法的指示信息，以使得第二端点在收到该初始化消息后可以通过该通用包头的压缩算法信息获知相应的通用包头的压缩算法，进而使用该压缩算法对后续收到的数据包的通用包头进行解压。该通用包头的压缩算法信息可以用多种方式表示，比如编号、索引等。
步骤202、第一端点使用该通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对数据包的通用包头进行压缩；使用上述数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对数据包的各数据块包头进行分别压缩；
上述对数据包的各数据块包头进行分别压缩具体指：对数据包中全部数据块的各数据块包头进行分别压缩；或者，对数据包中部分数据块的各数据块包头进行分别压缩。
由于，一个数据包可以包括多个数据块，不同类型的数据块可用于传输不同目的的业务，因此可以针对不同类型的数据块分别设置不同的数据块包头的压缩算法；并且可以根据传输业务的需要，选择数据包中的部分数据块包头进行分别压缩。
可选的，为了方便第二端点收到第一端点发送的数据包后能够获知该数据包中各数据块的压缩状态，第一端点可以在上述初始消息中同时携带数据块标识、和不同数据块标识代表的不同数据块分别对应的数据块包头的压缩算法，使得第二端点在接收到该初始化消息后，能够对各数据块包头使用相应的包头压缩算法进行解压缩；第一端点还可以在上述初始消息中携带数据包中不同数据块的标识，和不同数据块分别对应的压缩标志，以使得第二端点在接收到该初始化消息后，能够方便识别各数据块的压缩状态，并根据上述不同数据块的标识和不同数据块分别对应的压缩标志，对相应数据块包头进行解压缩或者不解压缩。
可选的，在压缩过程中，第一端点可以使用上述通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对数据包的通用包头中的静态头域字段进行压缩，保留通用包头中的动态头域字段；使用数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对数据包的各数据块包头中的静态字进行分别压缩，保留各数据块包头中的动态头域字段。
步骤203、向第二端点发送对通用包头及数据块包头压缩后的数据包。
由于现有技术中并不存在针对同时具有通用包头和至少一个数据块的这类数据包的压缩方法，因此本发明实施例所提供的方法填充了现有技术的空缺，实现了对数据包的通用包头以及数据块包头的灵活压缩，从而减少对传输资源的消耗。
下面以在存在Relay节点的场景中的SCTP数据包传输为例，对本发明实施例提供的方法进行进一步说明。本发明实施例提供的方法同样适用于其它类似场景。
如图3所示为本发明实施例中SCTP数据包的结构示意图，一个SCTP数据包包，包括一个通用包头(common header)及至少一个数据块(chunk)。其中，SCTP数据包的通用包头的格式如图4所示，SCTP数据包的一个数据块的结构如图5所示；一个完整的SCTP数据包的结构如图6所示。针对一个SCTP关联(SCTPAssociation peer)，不同类型数据块可分别用于传输信令、维护SCTP关联的消息、及用户数据等不同目的，因此SCTP数据包中的数据块类型可以包括至少以下之一：
用户数据(Payload Data)数据块；
初始化关联(Initiation)数据块；
初始化确认(Initiation Acknowledgement)；
数据块选择性(Selective Acknowledgement)数据块；
心跳请求(Heartbeat Request)数据块；
心跳确认(Heartbeat Acknowlegement)数据块；
放弃(ABORT)数据块；
停止(Shutdown)数据块；
停止确认(Shutdown Acknowledgement)数据块；
操作错误(Operation Error)数据块；
状态识别(State Cookie)数据块；
识别确认(Cookie Acknowledgement)数据块；
显性拥塞通知预留(Reserved for Explicit Congestion Notification Echo)数据块；
拥塞窗口预留(Reserved for Congestion Window Reduced)数据块；
关闭完成(Shutdown Complete)数据块。
Payload Data数据块的包头结构如图7所示。在发送用户数据时，由于SCTP数据包中的Palyload Data数据块中包括额外的数据块中特定的包头开销，降低了空口传输资源的利用率。本发明实施例以Payload Data数据块为例，根据SCTP协议的特性，为其设计了在SCTP数据包中应用ROHC(Robust HeaderCompression，鲁棒性IP头压缩)头压缩技术的方法。
SCTP协议作为传输协议，和一种典型的具有多个传输数据块的传输协议，包括如下一些特点：通用包头结构基本不变，且可变部分可以通过一些特定方法进行预测；同时SCTP协议包头结构支持多个数据块(chunks)，不同数据块用于传输各自的streams(流)，且支持多个不同end point(端点)，即多宿主(multihoming)。
基于上述特点，如图8所示，本发明实施例提供了一种SCTP数据包传输示意图。在第一端点与第二端点之间建立SCTP关联，其中，可称第一端点与第二端点为SCTP Association Peer(SCTP关联对)。
针对一个SCTP Association(SCTP关联)应用一个ROCH压缩过程，应用和维护一组特定的ROHC头压缩上下文，一组头压缩上下文使用相同，或者不同的压缩算法。其中包括一个通用压缩上下文，用于压缩通用头域，和一个或者多个从属于SCTP关联的从属头压缩上下文，对应于不同的数据块包头的压缩算法；也可以允许出现没有从属头压缩上下文的情况。
在图8所示的过程中，第一端点使用ROHC profile(算法标识)0x0201代表的压缩算法压缩通用包头；使用ROHC profile 0x02011代表的压缩算法压缩承载stream(流)的数据块(chunk)#1包头；使用ROHC profile 0x02012压缩承载stream的数据块#2包头。
在ROHC头压缩的流程上，第一端点发起头压缩上下文初始化(Initiationand Refresh)，其中包括一个SCTP协议头通用包头压缩标志和ROCH头压缩上下文(context)标识，在其中还可以制定通过SCTP协议中的要发起的多个数据块(chunks)传输的多个流(streams)所应用的针对不同类型数据块的包头压缩算法；数据块的头压缩算法和通用头压缩标识可关联使用。
由于多个数据块的包头均出现在同一个SCTP数据包中，因此可设置多个数据块包头以及通用包头的压缩算法之间的关联关系，可以认为某一个数据块包头的压缩算法标识，只能和与其具有关联关系的其他数据块包头或者通用包头的压缩算法同时应用于对一个数据包进行的压缩处理过程中，而不能和其他协议包头压缩算法同时使用。
在对数据包包头的压缩和传输过程中，多个关联的context之间同时工作，不同数据块的包头压缩算法之间可以相互独立工作。比如，可以通用包头压缩上下文可以不工作，而多个stream传输块的压缩上下文工作；或者可以通用包头压缩context工作，其他stream传输块的压缩上下文不工作。上述工作具体指使用压缩算法对相应的包头进行压缩处理。
具体的方法可以包括：定义一个新的SCTP通用ROHC包头压缩profile，编号为profile value 201。
SCTP数据包的通用包头的格式如图4所示，其中，源端口号(Source PortNumber)和目的端口号(Destination Port Number)为静态头域字段；VerifcationTag(验证标签)由发起SCTP关联的端点生成，并由Initiation数据块中的InitiateTag中携带，并充当后续SCTP消息通用头域Verification Tag字段中的值；Checksum(校验)字段为检查和保护当前SCTP数据包完整性的字段，这里可以作为动态变化的头域字段。因而可以对静态头域字段进行压缩，从而减少静态头域字段在传输过程中对资源的使用。
另外，定义一个或者多个数据块ROHC包头压缩profile。其中，定义一个SCTP Payload Data数据块的ROHC包头压缩profile，编号为profile_value_2011。其中编号profile_value_2011所代表的包头压缩profile和编号profile_value_201所代表的包头压缩profile有关联关系，即编号profile_value_2011所代表的包头压缩profile在编号profile_value_201所代表的包头压缩profile使用的条件下才能被触发和使用。
Payload Data数据块的包头结构如图7所示。其中，Type＝0为Payload Data数据块的固定标识；Reserved(预留)的5个比特为预留位，其值应设置为“0”；U位标识设置为“1”标识是非按序发送的数据块，反之为按序发送的数据块；B位设置“1”表示数据片(fragment)为起始数据片；E位设置为“1”表示数据片为最后一个数据片；Length为数据块的长度，对不同的SCTP数据包是不同的；TSN(传送顺序号)为当前数据块的TSN，TSN一般是一个单调增加的数值；Stream Identifier S表示当前用户数据所属的stream标识；Payload ProtocolIdentifier(负载协议标识)表示由SCTP协议承载，并被上层协议栈识别，此头域字段也是静态头域字段。因而可以对静态头域字段进行压缩，从而减少静态头域字段在传输过程中对资源的使用。
由于SCTP数据包的Payload Data数据块可能有多个，因此在一个SCTP通用ROHC包头压缩profile关联的Payload Data数据块的ROHC包头压缩profile可以是多个。
还可以定义由数据块传输的具有特定特性的业务数据的ROHC包头压缩profile，例如，传输信令的传输数据块可以单独定义一个包头压缩profile。
下面对压缩器和解压器之间针对以上定义的SCTP数据包的交互过程进行说明。其中，压缩器位于上述第一端点，解压器位于上述第二端点。
首先，压缩器发送IR消息，该消息用于建立头压缩上下文。该消息的格式如图9所示，其中，CID代表Context ID(上下文标识)，Add-CID octet字段中包括短ROHC头压缩上下文标识，0-2 octets of CID为长头压缩上下文标识；CRC为循环冗余码校验，Profile specific information为压缩算法特定信息，该Profilespecific information中包括SCTP数据包中的chunk标识。
本发明实施例新定义了profile id包括：
IP/SCTP common header：profile 0x0201，此profile为IP/SCTP的通用包头压缩profile。
IP/SCTP user data：Profile 0x02011，此profile为IP/SCTP的用户数据数据块包头的压缩profile。
压缩器和解压器之间的传输流程如图10所示，包括
步骤105、压缩器向解压器发送IR package(初始化消息)，在该消息的profile字段中增加profile 0x0201，启动SCTP通用包头压缩算法。
步骤110、压缩器向解压器发送对通用包头压缩后的SCTP数据包，其中Compressed Package Format代表使用压缩数据包格式。
步骤115、压缩器向解压器发送又一个IR Package，在其中的profile字段中添加profile 0x02011及chunk#1的数据块标识，启动chunk#1的用户数据数据块的包头压缩算法。压缩器同时压缩SCTP数据包的通用包头和chunk#1的用户数据块包头。
步骤120、压缩器向解压器发送对通用包头和chunk#1的用户数据块包头压缩后的SCTP数据包。
通过本发明实施例提供的方法，针对具有多个传输数据块的传输协议包头，实现了包头压缩技术，对数据包的通用包头以及数据块包头进行灵活压缩，从而进一步减少了在无线空口传输协议包头的额外开销。
本领域普通技术人员可以理解，上述各实施例中的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来实现，上述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，上述的存储介质，可以是ROM/RAM、磁碟、光盘等。
图11所示为本发明实施例提供的一种数据包传输装置，能够与对端节点进行通信，并实现上述实施例中提供的方法，该装置包括：发送单元1101，以及压缩单元1102，其中：
发送单元1101，用于向对端节点发送初始化消息，其中，该初始化消息中包括：通用包头的压缩算法信息；并向对端节点发送压缩单元1102处理后的数据包；
压缩单元1102，用于使用上述通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对数据包的通用包头进行压缩。
进一步的，发送单元发送的初始化消息中还可以包括：数据块包头的压缩算法信息；相应的，压缩单元还用于，使用数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的各数据块包头进行分别压缩。上述数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法可以是针对不同类型的数据块分别设置的。
压缩单元可以使用数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包中的部分数据块包头进行分别压缩。
压缩单元可以使用通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对数据包的通用包头中的静态头域字段进行压缩，保留通用包头中的动态头域字段。
压缩单元还可以使用数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对数据包的各数据块包头中的静态字进行分别压缩，保留所述各数据块包头中的动态头域字段。
可选的，发送单元还可以在向对端节点发送第一初始化消息后，发送第二初始化消息，该第二初始化消息中包括：数据包中数据块包头的压缩算法信息；相应的，压缩单元还用于，使用该数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对上述数据包的数据块包头进行压缩。
可选的，上述发送单元发送的初始化消息中还可以包括：数据包中不同数据块的标识，和上述不同数据块分别对应的压缩标志，以使得对端节点在接收到所述初始化消息后，根据不同数据块的标识和不同数据块分别对应的压缩标志，对相应数据块包头进行解压缩或者不解压缩。
该数据包传输装置可以具体为Relay节点、或者基站，或者其它能够传输此类数据包的通信设备。
通过本发明实施例提供的数据包传输装置，针对具有多个传输数据块的传输协议包头，实现了包头压缩技术，对数据包的通用包头以及数据块包头进行灵活压缩，从而进一步减少了在无线空口传输协议包头的额外开销。
需要特别说明的是，以上全部或部分单元可以集成在芯片中实现。在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。上述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
附图和相关描述只是为了说明本发明的原理，并非用于限定本发明的保护范围。例如，本发明各实施例中的消息名称和实体可以根据网络的不同而有所变化，一些消息也可以省略。因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种传输数据包的方法，其特征在于，所述数据包包括一个通用包头，所述方法包括：
第一端点向第二端点发送初始化消息，其中，所述初始化消息中包括：通用包头的压缩算法信息；
所述第一端点使用所述通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的通用包头进行压缩；
向所述第二端点发送对所述通用包头压缩后的数据包。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，
在向所述第二端点发送对所述通用包头压缩后的数据包之后，进一步包括：
所述第一端点向所述第二端点发送第二初始化消息，其中，所述第二初始化消息中包括：所述数据包中数据块包头的压缩算法信息；
所述第一端点使用所述数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的数据块包头进行压缩；
向所述第二端点发送对所述数据块包头压缩后的数据包。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，
所述数据包还包括至少一个数据块，所述数据块包括数据块包头；
所述初始化消息进一步包括：所述数据块包头的压缩算法信息；
所述第一端点使用所述数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的各数据块包头进行分别压缩；
所述向第二端点发送对所述通用包头压缩后的数据包，具体包括：
向所述第二端点发送对所述通用包头及所述数据块包头压缩后的数据包。
4.根据权利要求2或3所述方法，其特征在于，所述数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法为针对不同类型的数据块分别设置的。
5.根据权利要求2或3所述方法，其特征在于，所述第一端点使用所述数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的各数据块包头进行分别压缩，具体包括：
所述第一端点使用所述数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包中的部分数据块包头进行分别压缩。
6.根据权利要求2或3所述方法，其特征在于，所述初始化消息中还包括：所述数据包中不同数据块的标识，和所述不同数据块分别对应的压缩标志，以使得所述第二端点在接收到所述初始化消息后，根据所述不同数据块的标识和所述不同数据块分别对应的压缩标志，对相应数据块包头进行解压缩或者不解压缩。
7.根据权利要求2或3所述方法，其特征在于，所述数据包为流控制传输协议SCTP数据包，
在所述第一端点向第二端点发送初始化消息之前，还包括：
所述第一端点与所述第二端点建立SCTP关联；
所述通用包头的压缩算法与所述数据块包头的压缩算法为针对所述SCTP关联设置的，应用于所述SCTP关联中的一个或多个数据包的通用包头和/或数据块包头的压缩过程中。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述方法，其特征在于，所述第一端点使用所述通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的通用包头进行压缩，具体包括：
所述第一端点使用所述通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的通用包头中的静态头域字段进行压缩，保留所述通用包头中的动态头域字段。
9.根据权利要求2或3所述方法，其特征在于，所述第一端点使用所述数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的各数据块包头进行分别压缩，具体包括：
所述第一端点使用所述数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的各数据块包头中的静态字进行分别压缩，保留所述各数据块包头中的动态头域字段。
10.一种数据包传输装置，能够与对端节点进行通信，其特征在于，包括：发送单元和压缩单元，其中，
所述发送单元，用于向所述对端节点发送初始化消息，其中，所述初始化消息中包括：通用包头的压缩算法信息；并向所述对端节点发送所述压缩单元处理后的数据包；
所述压缩单元，用于使用所述通用包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的通用包头进行压缩。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，
所述发送单元发送的所述初始化消息中还包括：数据块包头的压缩算法信息；
所述压缩单元还用于，使用所述数据块包头的压缩算法信息指示的压缩算法对所述数据包的各数据块包头进行分别压缩。
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