CN102315920A - 一种数据传输方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输方法、装置及系统，解决现有技术中在网络环境较差时由于通讯超时或冲突时而可能引起的拥塞问题。该方法为：发送方向接收方发送当前帧后，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧，并在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧。接收方等待接收发送方发送的当前帧时，如果再次收到前一帧，则向发送方返回前一帧的响应。

Description

一种数据传输方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种数据传输方法、装置及系统。

背景技术

库所/变迁网(Petri)网是一种适用于多种系统的图形化、数学化的建模工具，为描述和研究具有并行、异步、分布式和随机性等特征的信息加工系统提供了强有力的手段。与传统的系统建模、分析和控制方法相比，Petri作为一种图形化和数学化的建模工具，能够提供一个集成的建模、分析和控制环境，为系统的设计提供便利。近些年来，Petri网在各个领域中得到了广泛的应用：在软件工程中，Petri网可以应用于软件开发生命周期的各个阶段，利用Petri网成功地实现通讯协议的验证。

Petri网是一个四元组，可表示为N＝(P，T，F，W)，其中：

1)P代表库所的集合，库所用圆圈表示；

2)T代表变迁的集合，变迁用长方框表示，且P和T是有限非空和不相交的集合；

3)

称为有向弧集；

4)W：F→IN\{0}称为F中弧上的权，IN＝{0，1，2，...}。

当且仅当

W(f)＝1，称N＝(P，T，F，W)为普通网(ordinary net)，记作N＝(P，T，F)。

【关联矩阵定义】网N＝(P，T，F，W)的关联矩阵定义为以P和T为序标的矩阵[N]：P×T→Z，Z是整数的集合，且

【Petri网变迁的发射规则】：

令N＝(P，T，F，W)是一个网，

1)一个变迁t∈T在M下是使能的，记为M[t>，当且仅当

2)若M[t>成立，则t发射后，产生另一新标识M′，记为M[t>M′，有

3)网N从标识M0开始的所有可达标识的集合记为R(N，M0)或M0[>。它是一个最小集，即M0∈R(N，M0)，

4)当且仅当存在标识M0，M1，...，Mn满足M0[t1>...[tn>Mn，σ＝t1t2...tn为发射序列；

若存在标识M使得M0[σ>M，则M＝M0+[N]Y，其中[N]为关联矩阵，Y为发射序列矢量，其第i个数值代表第i个变迁在序列σ中出现的次数。

也就是说如果一个变迁的每个输入库所(input place)都拥有令牌，该变迁即为被允许(enable)。一个变迁被允许时，变迁将发射(fire)，输入库所(inputplace)的令牌被消耗，同时为输出库所(output place)产生令牌。

参见图1所示，在半双工通讯模式下，以终端和服务器之间为例。终端必须是在接到服务器的应答之后才能进行下一个命令的发送，这是一种“一去一回”的通讯方式，具体如下：

步骤101：发送方发送第一帧给接收方。

步骤102：接收方收到第一帧后，向发送方发送第一帧的回应。

步骤103：发送方收到第一帧的回应后，向接收方发送第二帧。

步骤104：接收方收到第二帧后，向发送方返回第二帧的回应。

半双工协议Petri网模型如图2a所示：途中Pi表示发送方，信道和接收方所处的状态(库所)，TI表示状态的变迁，模型中各个库所和变迁的意义如下：(1)库所说明：P2表示发送方等待第一帧的回应，P3表示发送方等待第二帧的回应，P9接收方等待第一帧，P10：接收方等待第二帧，P4：第一帧在信道中，P5：第一帧的回应在信道中。P6：第二帧的回应在信道中，P7，第二帧在信道中。(2)变迁说明，T1：发送方发送第一帧，T2：发送方发送第二帧，T4：接收方接收第一帧，T5：接收方接收第二帧。

参见图2b所示，开始状态，发送方发送第一帧，第一帧在信道中传输，接收方接收第一帧，向发送方反馈第一帧回应，第一帧回应在信道中传输，第二帧在信道中传输，接收方接收第二帧。

现有技术的数据传输过程中，在通讯比较畅通情况下，实现简单。但是在网络环境较差时，缺乏通讯过程中通讯超时或者冲突的保护。

比如：如果发送方发送第一帧后，第一帧在信道中丢失，或延时较长时间，接收方没有收到第一帧，接收方就不会发出接收到第一帧的响应。这样发送方就处于准备发出第二帧而一直等待，发送方和接收方都处于停等状态，导致通信中断。同样的，如果接收方的响应帧在信道中被丢弃，或者超时，这种情况下发送方也会由于接收不到响应帧而处于等待发送下一帧的状态，这样通信也会处于停等状态而中断。

发明内容

本发明提供一种数据传输方法、装置及系统，用以解决现有技术中在网络环境较差时由于通讯超时或冲突时而可能引起的拥塞问题。

本发明提供一种数据传输方法，该方法包括：

发送方向接收方发送当前帧后，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧，并在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧。

本发明实施例提供的一种数据传输方法，包括：

接收方等待接收发送方发送的当前帧时，如果再次收到前一帧，则向发送方返回前一帧的响应。

本发明实施例提供的一种数据传输装置，包括：

第一发送单元，用于向接收方发送当前帧，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧；

第二发送单元，用于在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧。

本发明实施例提供的一种数据传输装置，包括：

接收单元，用于等待并接收发送方发送的当前帧；

发送单元，用于在等待当前帧时再次收到前一帧，向发送方返回前一帧的响应。

本发明实施例提供的一种数据传输系统，包括：

发送设备，用于向接收方发送当前帧后，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧，并在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧。

接收设备，用于如果收到发送方发送的当前帧，则向发送方返回当前帧的响应；在等待接收方发送的下一帧时，如果再次收到所述当前帧，则向发送方返回所述当前帧的响应。

在本发明实施例中，由于在发送方向接收方发送当前帧后，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则采用重新发送当前帧，并在收到接收方发送的当前帧的响应后，再向接收方发送下一帧，而接收方等待接收发送方发送的当前帧时，如果再次收到前一帧，则向发送方返回前一帧的响应，从而避免发送方和接收方之间发送的帧和帧回应赌塞发送通道。

附图说明

图1为在半双工通讯模式下，以终端和服务器之间的通信流程示意图；

图2a为半双工协议Petri网模型示意图；

图2b为图2a所示模型的可达示意图；

图3为以发送方为例，本发明实施例中的数据传输方法的流程示意图；

图4为以接收方为例，本发明实施例中的数据传输过程的流程示意图；

图5为本发明实施例以发送方为例的数据传输装置结构示意图；

图6为本发明实施例以接收方为例的数据传输装置结构示意图；

图7为本发明实施例的一种数据传输系统结构示意图；

图8a为本发明实施例增加超时或者冲突检测之后，Petri网模型示意图；

图8b为图8a所示模型的可达示意图。

具体实施方式

为了在数据传输过程中，解决在网络环境较差时由于通讯超时或冲突时而引起的拥塞问题，本发明实施例中，发送方向接收方发送当前帧后，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧，并在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧。而接收方等待接收发送方发送的当前帧时，如果再次收到前一帧，则向发送方返回前一帧的响应。

参见图3所示，以发送方为例，本发明实施例中的数据传输方法包括以下步骤：

步骤301：发送方向接收方发送当前帧，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧。

步骤302：发送方在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧。

所述当前帧的响应是接收方在接收到当前帧时，向发送方发送的；或，在接收方发送当前帧响应后，等待下一帧时，再次接收到所述当前帧时，向发送方发送的。

参见图4所示，本发明实施例中，以接收方为例，其数据传输过程如下：

步骤401：接收方等待并接收发送方发送的当前帧。

如果接收方等待接收发送方发送的当前帧超时时，则不进行处理，继续等待。

步骤402：接收方在等待当前帧时再次收到前一帧，向发送方返回前一帧的响应。

参见图5所示，本发明实施例以发送方为例的数据传输装置，包括：第一发送单元51和第二发送单元52。

第一发送单元51，用于向接收方发送当前帧，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧；

第二发送单元52，用于在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧。

所述当前帧的响应是接收方在接收到当前帧时，向发送方发送的；或，在接收方发送当前帧响应后，等待下一帧时，再次接收到所述当前帧时，向发送方发送的。

参见图6所示，本发明实施例以接收方为例的数据传输装置，包括：接收单元61和发送单元62。

接收单元61，用于等待并接收发送方发送的当前帧；

发送单元62，用于在等待当前帧时再次收到前一帧，向发送方返回前一帧的响应。

所述接收单元61，用于如果接收方等待接收发送方发送的当前帧超时时，则不进行处理，继续等待。

参见图7所示，本发明实施例的一种数据传输系统，包括：

发送设备71，用于向接收方发送当前帧后，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧，并在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧。

接收设备72，用于如果收到发送方发送的当前帧，则向发送方返回当前帧的响应；在等待接收方发送的下一帧时，如果再次收到所述当前帧，则向发送方返回所述当前帧的响应。

下面举具体实施例详细说明本发明的技术方案。

增加超时或者冲突检测之后，Petri网模型如图8a所示：

(1)库所说明：P2：发送方等待第一帧的回应，P3：发送方等待第二帧的回应，P9：接收方等待第一帧，P10：接收方等待第二帧，P4：第一帧在信道中，P5：第一帧的回应在信道中。P6：第二帧的回应在信道中，P7：第二帧在信道中。

(2)变迁说明，T1：发送方发送第一帧，T2：发送方发送第二帧，T4：接收方接收第一帧，T5：接收方接收第二帧。

T7：发送方等待第一帧回应超时，重新发送第一帧。T9：接收方等待第二帧时却等到第一帧，则发送第一帧回应；T11：第一帧丢弃，T12：第一帧回应丢弃。T8：发送方等待第二帧回应超时，重新发送第二帧。T10：接收方等待第三帧时却等到第二帧，则发送第二帧回应；T13：第二帧丢弃，T14：第二帧回应丢弃。

参见图8b所示，开始状态，发送方发送第一帧，第一帧信道中传输，在传输过程中第一帧被丢弃，发送方等待第一帧回应超时，重新发送第一帧。

接收方接收第一帧，向发送方反馈第一帧回应，第一帧回应在信道中传输，第一帧回应被丢弃，接收方等待第二帧时，却等到第一帧，则重新发送第一帧回应。

发送方发送第二帧，第二帧在信道中传输，在传输过程中，第二帧被丢弃，发送方等待第二帧回应超时，重新发送第二帧。

接收方接收第二帧，向发送方反馈第二帧回应，第二帧回应在信道传输过程中被丢弃，接收方等待第三帧时，却等待第二帧，则向发送方返回第二帧回应。

这里，系统在开始状态时，发送方发送第一帧后，系统的状态为数据帧在信道中。数据帧在信道中有可能会由于超时被丢弃，之后重新发送第一帧。接受发在收到第一帧后发出响应，发出的响应有可能被丢弃(即在等待第二帧时却重新收到第一帧)，则重新发出收到第一帧的响应。发送方在收到第一帧响应后，发出第二帧。

本发明实施例保证发送方在等待确认帧超时后，例如在接收方的回应帧拥塞被丢弃的情况下或者发送方发出的前一帧被丢弃的情况下，可以及时作出处理(就是重发前一帧)。

同样的，在接收方接等待当前帧时，却收到发送方发送的前一帧(等待当前帧超时)，此时说明发送方发送的前一帧可能拥塞被网络丢弃或者接收方回的前一确认帧被丢弃，之后接收方所作的处理就是再次给发送方回上一帧确认帧。如此保证网络的通信的可靠性。

而且，在实现过程中，petri网的网络模型中加入两个控制器。发送方和接收方采用的两个控制器不同，双方的处理方式并不是对称的。在假设变迁延迟尽可能大的情况下，通过在发送方增加等待响应超时或者响应信息错误时重新发射变迁，在接收方增加接收错误帧时的回应处理，即收到的帧为前一帧时则重新发送第一帧回应，等待当前帧超时则不作处理，继续等待。发送方和接收方采用非对称策略。以避免在信道中引起冲突。保证数据的发送和接收能够畅通，增加了数据帧发送超时和冲突保护。

设定每一个变迁的最小变迁时延t_min和最大t_max变迁时延，所有变迁发射策略服从均匀分布(除超时变迁)，在假设变迁延迟尽可能大的情况下，仍然保证数据的发送和接收能够畅通，增加了数据帧发送超时和冲突保护，保证数据传输的可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种数据传输方法，其特征在于，该方法包括：

发送方向接收方发送当前帧后，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧，并在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前帧的响应是接收方在接收到当前帧时，向发送方发送的；或，在接收方发送当前帧响应后，等待下一帧时，再次接收到所述当前帧时，向发送方发送的。

3.一种数据传输方法，其特征在于，该方法包括：

接收方等待接收发送方发送的当前帧时，如果再次收到前一帧，则向发送方返回前一帧的响应。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果接收方等待接收发送方发送的当前帧超时时，则不进行处理，继续等待。

5.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

第一发送单元，用于向接收方发送当前帧，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧；

第二发送单元，用于在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述当前帧的响应是接收方在接收到当前帧时，向发送方发送的；或，在接收方发送当前帧响应后，等待下一帧时，再次接收到所述当前帧时，向发送方发送的。

7.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于等待并接收发送方发送的当前帧；

发送单元，用于在等待当前帧时再次收到前一帧，向发送方返回前一帧的响应。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述接收单元，用于如果接收方等待接收发送方发送的当前帧超时时，则不进行处理，继续等待。

9.一种数据传输系统，其特征在于，该系统包括：

发送设备，用于向接收方发送当前帧后，如果等待接收方发送的当前帧的响应超时，则重新发送当前帧，并在收到接收方发送的当前帧的响应后，向接收方发送下一帧；

接收设备，用于如果收到发送方发送的当前帧，则向发送方返回当前帧的响应；在等待接收方发送的下一帧时，如果再次收到所述当前帧，则向发送方返回所述当前帧的响应。

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