CN102238206A - 映像文件的补包方法 - Google Patents

Abstract

一种映像文件的补包方法，应用于生产在线的计算器中，对映像文件所缺漏的部分数据进行重新补发，更新控制方法包括以下步骤：由伺服端将映像文件划分为多个块数据，每一块数据具有相应的区块编号与多个传输封包，传输封包具有封包编号；客户端依照封包编号的顺序重组为相应的块数据；当块数据中缺漏部分的传输封包时，则客户端向伺服端提报重发请求，重新传送块数据所缺漏的传输封包；伺服端收集客户端所缺漏的传输封包，并统计传输封包产生统计列表；客户端接收来自伺服端重新传送的传输封包，补齐所有的传输封包为止。

Description

映像文件的补包方法

技术领域

本发明涉及一种文件的补包方法，特别是一种映像文件的补包方法。

背景技术

随着网络的快速发展，使得许多映像备份(image)也加入网络传输的机制。在许多计算器装置的生产厂商为了能快速的安装计算器装置的系统，多会利用网络映像备份来进行生产在线各计算器装置的系统安装。在一般的网络映像备份程序中多以组播(multicast)技术作为传输手段。

所谓组播是指数据只传输给属于某同一群体的成员们。其中，这些成员可能分布在不同的局域网络上，并且具有相同的网络地址。组播会比一次只对一个网络节点作传输的单一传播(unicast)，更节省网络频宽和网络地址的使用。

由于组播的不可靠性再加上网络状况和客户端等诸多因素的影响，使得数据封包(package)在传输的过程中常会发生丢失。但映像备份的目的必须保持数据的完整性，因此丢失的数据封包必须由伺服端进行重发。一般的组播重发机制包括以下步骤，请参考图1所示，其为现有技术的运作流程示意图：伺服端将数据封包进行编号按顺序发送(步骤S110)，并将编号记录在数据封包中。客户端在收到数据封包后并读取其编号(步骤S120)。如果与上一次收到的数据封包的编号不连续，即判定为资料封包丢失。随后，客户端以传输控制协议(Transmission control protocol，以下简称TCP)请求的方式要求伺服端重新发送丢失的数据封包(步骤S130)。

这种机制的缺陷在于：由于TCP的传输相较于组播速度要慢得多。所以当网络状况不佳且数据封包丢失比较频繁时，传输效率会大幅降低。若是数据封包的丢失多发生在交换器(switch)或其它网络网关设备时，这样会使得此一网域中的客户端都无法接收到相同的数据封包。这时候网域中所有的客户端会要求伺服端重送遗漏的数据封包。因而造成伺服端在同一时间中收到大量TCP请求，使得伺服端压力严重增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种映像文件的补包方法，应用于生产在线的计算器中，在更新计算器的映像文件时，对映像文件所缺漏的部分数据进行重新补发。

为了实现上述目的，本发明提供了一种映像文件的补包方法，应用于生产在线的一计算器中，其中，通过一多播传输协议用以更新该计算器的一映像文件时，对该映像文件所缺漏的部分数据进行重新补发，该映像文件的补包方法包括以下步骤：

步骤a.由一伺服端将该映像文件划分为多个块数据，每一该块数据具有相应的一区块编号与多个传输封包，该传输封包具有一封包编号；

步骤b.该客户端接收该些传输封包，并依照该封包编号的顺序重组为相应的该块数据；

步骤c.当该块数据中缺漏部分的该些传输封包时，则该客户端向该伺服端提报一重发请求，以重新传送该块数据所缺漏的该些传输封包；

步骤d.该伺服端收集该些客户端所缺漏的该些传输封包，并将该些传输封包进行统计，产生一统计列表；

步骤e.由该伺服端根据该统计列表与一重传阀值，决定该传输封包的一传送协议，用以将该传输封包传送至相应的该客户端；以及

步骤f.该客户端接收来自该伺服端重新传送的该传输封包，补齐所有缺漏的该些传输封包为止。

上述的映像文件的补包方法，其中，该客户端接收该些传输封包的步骤中还包括以下步骤：

对依序接收的该些块数据与所属的该些传输封包，依据两个该块数据的该传输编号判断接收顺序；

当两个该块数据的该传输编号顺序不一致时，依据该些传输封包的该封包编号判断接收顺序；以及

当该些传输封包的接收顺序发生缺漏时，则记录缺漏的该些传输封包。

上述的映像文件的补包方法，其中，该伺服端收集该些客户端所缺漏的该些传输封包的步骤中还包括以下步骤：

对每一该客户端所发出的该重发请求执行一杂凑程序，并将已经过该杂凑程序的该重发请求记录于该统计列表中；以及

若该统计列表中已存在相同的记录时，则将相同记录的该重发请求合并。

上述的映像文件的补包方法，其中，决定该传输封包的该传送协议的步骤中还包括：

当相同的该传输封包的总数量小于该重传阀值时，则该伺服端利用该多播传输协议传送该传输封包给相应的该客户端；以及

当相同的该传输封包的总数量大于该重传阀值时，则删除此一该重发请求。

上述的映像文件的补包方法，其中，该重传阀值根据下式所决定：

$P=\frac{\mathrm{Speed}}{\mathrm{Datagram}}*\mathrm{Interval}$

其中，P为该重传阀值；Speed为该伺服端与该客户端间的网络传输速度；Datagram为该传输封包大小；Interval为传送的间隔时间。

上述的映像文件的补包方法，其中，该客户端补齐所有缺漏的该些传输封包的步骤中还包括以下步骤：

由该客户端判断重新接收的该些传输封包是否有缺漏；

若该些传输封包并无缺漏，则将所接收的该些传输封包写入相应的该块数据的相应位置中；以及

若该些传输封包缺漏，则重复步骤c至步骤f，直至补齐所有该些传输封包为止。

映像映像本发明的技术效果在于：本发明提供一种伺服端进行映像文件的补包方法，特别是针对组播方式的网络封包传送的处理。伺服端系依据客户端所未被接收的块数据与传输封包，用以决定透过组播方式或传输控制协议的方式进行补发的动作。使得客户端可以在有限的时间中补齐遗漏的块数据与传输封包，也可以降低客户端占用网络频宽的使用率。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有技术的运作流程示意图；

图2为本发明的架构示意图；

图3A为本发明的运作流程示意图；

图3B为本发明的客户端对传输封包缺漏的运作流程示意图；

图3C为本发明的伺服端的重新发送传输封包的流程示意图；

图3D为本发明的客户端的补齐传输封包的流程示意图；

图3E为本发明拼接处理的流程示意图。

其中，附图标记

伺服端210

客户端220

S110～S130步骤

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参考图2所示，其为本发明的架构示意图。本发明应用于生产在线对于计算器的映像档文件的传输，特别是用在客户端所接收到的映像文件发生部分文件缺漏时的补包方法。在本发明中以一个伺服端210、客户端220作为说明，并非数量仅局限于此。伺服端210透过内部网络(intranet)连接客户端220。伺服端210中具有多套映像文件，映像文件的种类可以是操作系统的映像文件、补丁文件、驱动程序或应用程序。伺服端210在传输映像文件时，由于组播(multicast)是一种允许一个或多个发送者发送单一的传输封包到多个接收者的网络技术。组播传输封包典型地使用用户数据包协议(User DatagramProtocol，以下简称UDP)，而UDP是一种不可靠的传输封包发送协议。在网络封包传送拥塞的情况下会造成传输封包的遗漏。因此就需要对遗漏的传输封包进行补发。这样一来，可能使得客户端220缺漏了部分映像文件，进而导致映像文件无法被正确运行。

请参考图3A所示，其为本发明的运作流程示意图。本发明包括以下步骤：

步骤a.由伺服端将映像文件划分为多个块数据，每一块数据具有相应的区块编号与多个传输封包，传输封包具有封包编号；

步骤b.客户端接收传输封包，并依照封包编号的顺序重组为相应的块数据；

步骤c.当客户端完整的接收到所有的传输封包，则客户端将所有的传输封包拼接成块数据；

步骤d.当块数据中缺漏部分的传输封包时，则客户端向伺服端提报重发请求，以重新传送块数据所缺漏的传输封包；

步骤e.伺服端收集客户端所缺漏的传输封包，并将传输封包进行统计，产生统计列表；

步骤f.由伺服端根据统计列表与重传阀值，决定传输封包的一传送协议，用以将传输封包传送至相应的客户端；

步骤g.客户端接收来自伺服端重新传送的传输封包，补齐所有缺漏的传输封包为止；以及

步骤h.当客户端获取所有完整的块数据后，客户端依序拼接所有块数据，产生相应的映像文件，并执行该映像文件。

本发明针对多播传输协议所产生缺漏的映像文件进行相应的补缺处理。伺服端210在传送映像文件时，首先会将映像文件划分为多个块数据(block)，并且对每一个块数据指派一个唯一的区块编号。每一个块数据又更划分为多个传输封包，对于每一个传输封包也指定唯一的封包编号(对应步骤a)。

接着，伺服端210依据块数据与传输封包的编号顺序进行多播传送。客户端220开始接收传输封包，并依照封包编号的顺序将所接收到的传输封包重组为相应的块数据(对应步骤b)。由于多播传输的特性，可能传输封包会产生缺漏。因此，客户端220在接收传输封包时，也会检查传输封包是否有缺漏。若是客户端220已完整的接收到所有的传输封包，则客户端220将拼接该些传输封包，用以回复为相应的块数据(对应步骤c)。客户端220再将回复后的块数据写入储存单元中，用以等待完成其它块数据。在本发明中，当缓存的空间足够时，则将块数据储存于缓存中。若缓存的空间不足时，则将块数据储存于硬盘中。

当块数据中缺漏部分的传输封包时，则客户端220向伺服端210提报一重发请求，以重新传送块数据所缺漏的传输封包。为清楚说明块数据与传输封包的顺序。在此假设第一块数据与第二块数据，第一块数据的区块编号为n，第二块资料的区块编号为n-1。第一传输封包的封包编号为m，第二传输封包的封包编号为m-1。其中，缺漏块数据与传输封包有下述的各式状况。

第1种状况.第一块数据n的接收顺序早于第二块数据n-1；

第2种状况.第一块数据n与第二块数据n-1并非被依序的接收；

第3种状况.第一传输封包m的接收顺序早于第二传输封包m-1；以及

第4种状况.第一传输封包m与第二传输封包m-1并非被依序的接收。

第1种状况与第3种状况表示网络传输的延迟，使得第二块数据n-1(第二传输封包m-1)比第一块数据n(第一传输封包m)还快传送到客户端220。而第2种状况与第4种状况代表的是网络传输错误，使得客户端220并非依序的接收第二块数据n(第二传输封包m-1)与第一块数据n(第一传输封包m)。换言之，第一块数据n与第二块数据间n-1可能缺漏多个块数据。因此就上述的各种情况，客户端220也提出了下述各项处理流程，请参考图3B所示，其为本发明的客户端220对传输封包缺漏的运作流程示意图。

步骤d-1：对依序接收的块数据与所属的传输封包，依据两个块数据的传输编号判断接收顺序；

步骤d-2：当两个块数据的传输编号顺序不一致时，依据这些传输封包的封包编号判断接收顺序；以及

步骤d-3：当这些传输封包的接收顺序发生缺漏时，则将缺漏的传输封包记录至重发请求，并将已接收的传输封包暂存于储存单元中。

由于生产在线并非仅存在单一的计算器，因此伺服端210会收集客户端220所缺漏的传输封包，并将传输封包进行统计，产生统计列表(对应步骤e)。在完成统计列表后，服务器执行下述步骤，用以重新发送各客户端220所缺漏的块数据与传输封包，请参考图3C所示，其为本发明的伺服端210的重新发送传输封包的流程示意图。

步骤e-1：伺服端记录每一客户端所发出的重发请求至统计列表中；

步骤e-2：伺服端遍历统计列表是否清空；

步骤e-3：若统计列表未清空，则对每一客户端所发出的重发请求执行杂凑程序，并将已经过杂凑程序的重发请求记录于统计列表中；以及

步骤e-4：若统计列表中已存在相同的记录时，则将相同记录的重发请求合并。

伺服端210随时记录客户端220所发出的重发请求。本发明为能降低重复的重发请求，因此在接获各客户端220的重发请求后，伺服端210会将重发请求进行杂凑程序的处理。其中，以块数据的区块编号与传输封包的封包编号进行杂凑处理。所以相同的块数据或传输封包会被视为同一笔。伺服端210随后将经过杂凑程序的重发请求记录至统计列表中。如此一来，统计列表中就不会存在同样传输封包的两笔记录，所以可以有效的降低伺服端210的传输量。

除此之外，伺服端210会根据各客户端220的传输封包的丢包数是否超过重传阀值进行相应的处理，请配合图3D所示：

步骤f-1：当相同的传输封包的总数量小于重传阀值时，则伺服端利用多播传输协议传送传输封包给相应的客户端；以及

步骤f-2：当相同的传输封包的总数量大于重传阀值时，则删除此一重发请求。

在伺服端210中可以根据网络的传输速度进行重传阀值的设定，请参考式1所示：

$P=\frac{\mathrm{Speed}}{\mathrm{Datagram}}*\mathrm{Interval}$ 式1

其中，P为该重传阀值；Speed为伺服端210与该客户端220间的网络传输速度；Datagram为该传输封包大小；Interval为传送的间隔时间。

当伺服端210重新发送传输封包时，伺服端210将记录此一传输封包于统计列表中。其中，伺服端210将传输封包的封包编号经过杂凑程序处理后，将所得到的结果记录至统计列表中。使得伺服端210可以根据统计列表中来辨认此一重发请求是否已被执行。

最后，客户端220接获伺服端210重新发出的传输封包时，客户端220根据图3E的拼接处理，用以拼接缺漏的传输封包：

步骤g-1：客户端判断是否为重发请求所要求的传输封包；

步骤g-2：由客户端判断重新接收的该些传输封包是否有缺漏；

步骤g-3：若该些传输封包并无缺漏，则将所接收的该些传输封包写入相应的该块数据的相应位置中；以及

步骤g-4：若该些传输封包缺漏，则重复步骤d至步骤h，直至补齐所有传输封包为止。

当客户端220接收到重发请求所要求的传输封包时，客户端220从所接收到的传输封包中获取所属的块数据的编号。随后，客户端220将调用于储存单元中的进行补缺漏的块数据。客户端220将所接收到的传输封包写入块数据的相应位置中。

在此以下述例子作为说明。客户端220从伺服端210中下载数据。假设每一个块数据均被切割成64个传输封包，并在某时刻t、t`发生丢包的情况。

于时刻t，客户端220正在接收编号为10的块数据(下文以块数据后加上数字作为该块数据的区块标号)，并依序接收从传输封包0到传输封包21的22个传输封包。于时刻t`，客户端220收到编号为11的块数据且编号为7的传输封包(下文以传输封包后加上数字作为该传输封包的封包标号)，发生了传输封包缺漏的情况。客户端220进行缺漏传输封包的处理，由上述可知发生缺漏传输封包的块数据为块数据10和块数据11，块数据10丢的传输封包为从传输封包22到传输封包63之间的传输封包，块数据11丢的是从传输封包0到传输封包6之间的传输封包。

客户端220判断当前可以用于暂存块数据数据片段的内存容量，发现只够暂存块数据10的，则先将块数据接收到的数据暂存在内存，然后读取块数据11内的信息，判断出块数据11的数据目标是要保存在储存单元上偏移为1024byte处的连续2MB的空间内，因此使用储存单元的此处空间来暂存块数据11的数据，然后向伺服端210报告丢失块数据10的传输封包22、23、24……63，块数据11的传输封包0、1……6。伺服端210扫描到客户端220的报告后，确定丢包数小于重发阀值，所以以多播方式重新发送请求的传输封包，并将块数据编号设置成-10和-11。当客户端220接收到伺服端210重发的传输封包后，读取的前暂存的块数据10和块数据11的数据，将接收到的补发数据拼接得到完成的块数据，写入目标中。

伺服端210依据客户端220所未被接收的块数据与传输封包，用以决定透过组播方式或传输控制协议的方式进行补发的动作。使得客户端220可以在有限的时间中补齐遗漏的块数据与传输封包，也可以降低客户端220占用网络频宽的使用率。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种映像文件的补包方法，应用于生产在线的一计算器中，其特征在于，通过一多播传输协议用以更新该计算器的一映像文件时，对该映像文件所缺漏的部分数据进行重新补发，该映像文件的补包方法包括以下步骤：

步骤a.由一伺服端将该映像文件划分为多个块数据，每一该块数据具有相应的一区块编号与多个传输封包，该传输封包具有一封包编号；

步骤b.该客户端接收该些传输封包，并依照该封包编号的顺序重组为相应的该块数据；

步骤c.当该块数据中缺漏部分的该些传输封包时，则该客户端向该伺服端提报一重发请求，以重新传送该块数据所缺漏的该些传输封包；

步骤d.该伺服端收集该些客户端所缺漏的该些传输封包，并将该些传输封包进行统计，产生一统计列表；

步骤e.由该伺服端根据该统计列表与一重传阀值，决定该传输封包的一传送协议，用以将该传输封包传送至相应的该客户端；以及

步骤f.该客户端接收来自该伺服端重新传送的该传输封包，补齐所有缺漏的该些传输封包为止。

2.如权利要求1所述的映像文件的补包方法，其特征在于，该客户端接收该些传输封包的步骤中还包括以下步骤：

对依序接收的该些块数据与所属的该些传输封包，依据两个该块数据的该传输编号判断接收顺序；

当两个该块数据的该传输编号顺序不一致时，依据该些传输封包的该封包编号判断接收顺序；以及

当该些传输封包的接收顺序发生缺漏时，则记录缺漏的该些传输封包。

3.如权利要求1所述的映像文件的补包方法，其特征在于，该伺服端收集该些客户端所缺漏的该些传输封包的步骤中还包括以下步骤：

对每一该客户端所发出的该重发请求执行一杂凑程序，并将已经过该杂凑程序的该重发请求记录于该统计列表中；以及

若该统计列表中已存在相同的记录时，则将相同记录的该重发请求合并。

4.如权利要求3所述的映像文件的补包方法，其特征在于，决定该传输封包的该传送协议的步骤中还包括：

当相同的该传输封包的总数量小于该重传阀值时，则该伺服端利用该多播传输协议传送该传输封包给相应的该客户端；以及

当相同的该传输封包的总数量大于该重传阀值时，则删除此一该重发请求。

5.如权利要求4所述的映像文件的补包方法，其特征在于，该重传阀值根据下式所决定：

$P=\frac{\mathrm{Speed}}{\mathrm{Datagram}}*\mathrm{Interval}$

其中，P为该重传阀值；Speed为该伺服端与该客户端间的网络传输速度；Datagram为该传输封包大小；Interval为传送的间隔时间。

6.如权利要求1所述的映像文件的补包方法，其特征在于，该客户端补齐所有缺漏的该些传输封包的步骤中还包括以下步骤：

由该客户端判断重新接收的该些传输封包是否有缺漏；

若该些传输封包并无缺漏，则将所接收的该些传输封包写入相应的该块数据的相应位置中；以及

若该些传输封包缺漏，则重复步骤c至步骤f，直至补齐所有该些传输封包为止。

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