CN102571689B - 一种数据传输方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种数据传输方法及装置，用于串口服务器与主机之间通信，该方法包括：在向对端发送数据时，对所述数据进行缓存；采用可靠用户数据包协议RUDP封装所述数据后将其发送出去；在发送所述数据后的一预设时间范围内没有收到对应的应答，则重新发送所述缓存的数据；以及在接收到对端发送来的数据后，向对端发送对应的应答。该方法能够在虚拟串口与对应的物理串口间通过增加可靠性机制，实现可靠传输。

Description

一种数据传输方法及装置
技术领域
本发明涉及在通讯和控制领域，尤其涉及在管理软件所在主机上的虚拟串口与串口服务器上的物理串口之间的数据进行可靠通讯的方法及装置。
背景技术
目前，虚拟串口技术已经被广泛应用，其中最关键的指标是可靠性，不同的虚拟串口软件实现方案有差异，大多数现有方案仅仅从通信层面来解决可靠性问题，比如网络通信协议大多数采用传输控制协议(TransmissionControl Protocol，简称TCP)协议，但整个系统的可靠性单纯从通信角度解决是有缺陷的。
从软件实现看，虚拟串口与物理串口间的数据传输直接采用TCP协议或用户数据包协议(User Datagram Protocol，简称UDP)协议，简单可行。TCP是面向连接的，可以保障数据的可靠传输，但这仅体现在协议层面上，而且TCP自身消耗较大，特别是有些应用环境(如经过防火墙)对TCP进行限制。UDP是无连接的，消耗和限制较少，但在网络传输中容易出现丢包、乱序等情况，对数据的可靠传输无法保障。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种数据传输方法及装置，能够在虚拟串口与对应的物理串口间通过增加可靠性机制，实现可靠传输。
为了解决上述技术问题，本发明提出一种数据传输方法，用于串口服务器与主机之间通信，包括：
在向对端发送数据时，对所述数据进行缓存；采用可靠用户数据包协议RUDP封装所述数据后将其发送出去；在发送所述数据后的一预设时间范围内没有收到对应的应答，则重新发送所述缓存的数据；以及
在接收到对端发送来的数据后，向对端发送对应的应答。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：
所述采用RUDP协议封装数据包括：将数据封装为用户数据包协议UDP包，所述UDP包中包括包序号；
在接收到对端发送来的UDP包后，从中获取包序号，向对端发送包含所述包序号的应答；以及
在接收到应答后，从中获取包序号，如果所述包序号与其缓存的数据的包序号相同，则认为收到对应的应答。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：
所述UDP包中还包括控制信息；
在接收到对端发送来的UDP包后，还根据所述UDP包中的控制信息，对所述UDP包中的数据进行验证，如果验证通过，才向对端发送对应的应答。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：
所述数据是指串口数据；
在发送串口数据时，还使用虚拟局域网VLAN标识所述串口数据；
在接收到串口数据后，如判断出其中包含VLAN标识，才发送对应的应答。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：
通过网口建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机的虚拟串口的对应关系；
根据所述对应关系建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机上的虚拟串口之间的传输通道。
为了解决上述技术问题，本发明还提出一种数据传输装置，用于串口服务器与主机之间通信，包括：
数据发送模块，在发送数据时，对所述数据进行缓存；采用可靠用户数据包协议RUDP封装所述数据后将其发送出去；在发送所述数据后的一预设时间范围内没有收到对应的应答，则重新发送所述缓存的数据；
数据接收应答模块，在接收到数据后，发送对应的应答。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：
所述数据发送模块采用RUDP协议封装数据包括：将数据封装为用户数据包协议UDP包，所述UDP包中包括包序号；
所述数据接收应答模块，在接收到UDP包后，从中获取包序号，发送包含所述包序号的应答；以及
所述数据发送模块，在接收到应答后，从中获取包序号，如果所述包序号与其缓存的数据的包序号相同，则认为收到对应的应答。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：
所述UDP包中还包括控制信息；
所述数据接收应答模块，在接收到对端发送来的UDP包后，还根据所述UDP包中的控制信息，对所述UDP包中的数据进行验证，如果验证通过，才发送对应的应答。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：
所述数据是指串口数据；
所述数据发送模块，在发送串口数据时，还使用虚拟局域网VLAN标识所述串口数据；
所述数据接收应答模块，在接收到串口数据后，如判断出其中包含VLAN标识，才发送对应的应答。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：
所述数据发送模块，还通过网口建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机的虚拟串口的对应关系；以及根据所述对应关系建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机上的虚拟串口之间的传输通道。
本发明提供的一种数据传输方法及装置，能够在虚拟串口与对应的物理串口间通过增加可靠性机制，实现可靠传输。
附图说明
图1是本发明实施例一种数据传输方法流程图；
图2是本发明实施例一种数据传输过程示意图；
图3是本发明实施例数据传输过程中的数据重发机制示意图；
图4是本发明实施例一种数据传输装置方框图。
具体实施方式
下面结合附图来详细说明本发明实施方式。
参见图1，该图示出了本发明实施例一种数据传输方法，用于串口服务器与主机之间通信，包括步骤：
步骤S101：在向对端发送数据时，对所述数据进行缓存；
步骤S102：采用可靠用户数据包协议(RUDP)封装所述数据后将其发送出去；
步骤S103：在发送所述数据后的一预设时间范围内没有收到对应的应答，则重新发送所述缓存的数据；
步骤S104：在接收到对端发送来的数据后，向对端发送对应的应答。
本发明实施例在传输链路层面，采用可靠UDP传输，对UDP包的顺序进行监控，有效防止丢包、乱序现象，并且在应用程序层面增加了重发机制，在数据发送失败时，重新发送。从而巧妙地在串口服务器与主机之间通信时，充分利用UDP消耗限制少的数据传输优势，并针对丢包乱序的不足进行改进，通过在传输链路层面和应用程序层面进行分级控制，确保数据传输的可靠性。
在执行步骤S101之前，还包括建立串口服务器与主机之间的数据传输通道，具体可以是，通过网口建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机的虚拟串口的对应关系，以及根据所述对应关系建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机上的虚拟串口之间的传输通道。这样，串口服务器在接收到某一串口的数据时，即可将其经对应的传输通道发送至主机上对应的虚拟串口；同理，主机也可以将某一虚拟串口上的数据经对应的传输通道发送至串口服务器上对应的串口。具体实现时，可以是，主机运行虚拟串口管理软件，通过发送配置命令，通知串口服务器建立数据传输通道；串口服务器根据配置命令中的配置参数，设置串口，将串口与主机上的虚拟串口对应，并调用可靠UDP的接口，创建链路，然后将其操作结果通知主机上的虚拟串口管理软件，从而在串口服务器和主机侧都建立起串口与虚拟串口的对应关系，串口服务器在经串口接收到串口数据后，根据本地维护的所述对应关系，确定所述串口数据发向的虚拟串口，然后将所述串口数据经网口发送至网络侧，主机通过网口从网络侧接收到串口数据后，根据本地维护的所述对应关系，将所述串口数据发送至对应的虚拟串口，同理，主机侧根据所述对应关系，确定虚拟串口的数据发向的串口，然后将所述虚拟串口的数据经网口发送至网络侧，串口服务器通过网口从网络侧接收到所述虚拟串口的数据后，根据本地维护的所述对应关系，将所述虚拟串口的数据发送至对应的串口，从而实现串口服务器上的物理串口与主机建立的虚拟串口之间的传输通道。
对于通过所述传输通道进行通讯的上层应用程序的数据而言，见到的是一条可靠的通讯链路，该链路由UDP协议承载。至于该链路之下的网络环境状况，对上层不可见，不是本发明对此不需考虑。
在执行步骤S102时，可以包括：将数据封装为UDP包，所述UDP包中包括包序号。在具体执行数据封装时，可以在UDP包中增加一可靠UDP首部，其中包含确保UDP包按序正确传输的包序号，在执行步骤S103时，还包括，在接收到应答后，从中获取包序号，如果所述包序号与其缓存的数据的包序号相同，则认为收到对应的应答。以及在执行步骤S104时，还包括，在接收到对端发送来的UDP包后，从中获取包序号，向对端发送包含所述包序号的应答。
在另一实施例中，所述可靠UDP首部中还可以包含其他信息，用于进一步确保UDP包可靠传输。例如，还可以包含包类型，用于对包类型进行校验。再例如，还可以包含报文长度、传输流量控制信息等这类流量控制相关信息。又例如，还可以包含应答序号，在接收到UDP包后，获取其中的应答序号，返回包含所述应答序号的应答，从而校验应答是否为UDP包对应的应答。
在执行步骤S102时，还可以在应用程序层面，通过增加控制信息对不符合要求的数据进行过滤，从而进一步确保数据传输的可靠性。所述控制信息，可以是例如校验和等信息。相应地，在执行步骤S104时，还包括，在接收到对端发送来的UDP包后，还根据所述UDP包中的控制信息，对所述UDP包中的数据进行验证，如果验证通过，才向对端发送对应的应答。
本发明主要应用于串口数据服务器的物理串口与主机建立的虚拟串口之间传输串口数据。考虑到串口服务器发出的数据除了串口数据之外，还有其他以太网相关的数据，服务器管理数据等其他数据，为了将串口数据与这些数据进行隔离，较佳地，可以使用特定的虚拟局域网VLAN标识所述串口数据。相应的，在执行步骤S102时，还使用虚拟局域网VLAN标识所述串口数据，在执行步骤S104时，在接收到串口数据后，如判断出其中包含VLAN标识，才发送对应的应答。
其中，串口服务器与主机之间通信可以是双向的，即，既可以由串口服务器向主机发送数据，也可以由主机向串口服务器发送数据，均适用于上述方法。
为了进一步说明本发明实施方式，参见图2，该图示出了本发明实施例串口服务器与主机之间进行数据传输的过程，在两者之间的传输通道建立后，串口服务器将待发送的数据缓存，然后封装所述数据，包括：将所述数据封装为UDP包，在所述UDP包中增加控制信息头部，在所述UDP包中增加可靠UDP头部，为所述UDP包添加UDP头部，然后将封装好的UDP包发送至网络侧；主机侧接收到所述UDP包后，剥离UDP头部，根据可靠UDP头部判断数据包的次序是否正确，根据控制信息头部判断UDP包中封装的数据是否符合要求，如果UDP包的次序正确，且内容符合要求，则返回对应的应答；串口服务器在发送数据后，监测一预设时间内是否能收到对应的应答，如果不能，则启动重发机制，如图3所示，重新发送数据，确保主机侧接收正确。主机向串口服务器发送数据的过程相同，此处不再赘述。
为了实现上述方法，本发明实施例还提供了一种数据传输装置，用于串口服务器与主机之间通信，如图4所示，包括：
数据发送模块，在发送数据时，对所述数据进行缓存；采用可靠用户数据包协议(RUDP)封装所述数据后将其发送出去；在发送所述数据后的一预设时间范围内没有收到对应的应答，则重新发送所述缓存的数据；
数据接收应答模块，在接收到数据后，发送对应的应答。
其中，所述数据发送模块采用RUDP协议封装数据包括：将数据封装为UDP包，所述UDP包中包括包序号。所述数据接收应答模块，在接收到UDP包后，从中获取包序号，发送包含所述包序号的应答。所述数据发送模块，在接收到应答后，从中获取包序号，如果所述包序号与其缓存的数据的包序号相同，则认为收到对应的应答。
较佳地，所述UDP包中还包括控制信息。所述数据接收应答模块，在接收到对端发送来的UDP包后，还根据所述UDP包中的控制信息，对所述UDP包中的数据进行验证，如果验证通过，才发送对应的应答。
其中，所述数据是指串口数据。较佳地，所述数据发送模块，在发送串口数据时，还使用虚拟局域网VLAN标识所述串口数据。所述数据接收应答模块，在接收到串口数据后，如判断出其中包含VLAN标识，才发送对应的应答。
其中，所述数据发送模块，还通过网口建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机的虚拟串口的对应关系；以及根据所述对应关系建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机上的虚拟串口之间的传输通道。
在串口服务器上加载本发明数据发送模块和接收应答模块，在主机上也加载本发明数据发送模块和接收应答模块，能够通过分级控制的方式，有效确保两者之间的串口数据双向传输的可靠性。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域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 (8)

1.一种数据传输方法，用于串口服务器与主机之间通信，其特征在于，包括：
在向对端发送数据时，对所述数据进行缓存；采用可靠用户数据包协议RUDP封装所述数据后将其发送出去；在发送所述数据后的一预设时间范围内没有收到对应的应答，则重新发送所述缓存的数据；以及
在接收到对端发送来的数据后，向对端发送对应的应答；
所述数据是指串口数据；
在发送串口数据时，还使用虚拟局域网VLAN标识同一设备上的不同串口的串口数据；
在接收到串口数据后，如判断出其中包含VLAN标识，才发送对应的应答。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述采用RUDP协议封装数据包括：将数据封装为用户数据包协议UDP包，所述UDP包中包括包序号；
在接收到对端发送来的UDP包后，从中获取包序号，向对端发送包含所述包序号的应答；以及
在接收到应答后，从中获取包序号，如果所述包序号与其缓存的数据的包序号相同，则认为收到对应的应答。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述UDP包中还包括控制信息；
在接收到对端发送来的UDP包后，还根据所述UDP包中的控制信息，对所述UDP包中的数据进行验证，如果验证通过，才向对端发送对应的应答。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过网口建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机的虚拟串口的对应关系；
根据所述对应关系建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机上的虚拟串口之间的传输通道。
5.一种数据传输装置，用于串口服务器与主机之间通信，其特征在于，包括：
数据发送模块，在发送数据时，对所述数据进行缓存；采用可靠用户数据包协议RUDP封装所述数据后将其发送出去；在发送所述数据后的一预设时间范围内没有收到对应的应答，则重新发送所述缓存的数据；
数据接收应答模块，在接收到数据后，发送对应的应答；
所述数据是指串口数据；
所述数据发送模块，在发送串口数据时，还使用虚拟局域网VLAN标识同一设备上的不同串口的串口数据；
所述数据接收应答模块，在接收到串口数据后，如判断出其中包含VLAN标识，才发送对应的应答。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述数据发送模块采用RUDP协议封装数据包括：将数据封装为用户数据包协议UDP包，所述UDP包中包括包序号；
所述数据接收应答模块，在接收到UDP包后，从中获取包序号，发送包含所述包序号的应答；以及
所述数据发送模块，在接收到应答后，从中获取包序号，如果所述包序号与其缓存的数据的包序号相同，则认为收到对应的应答。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：
所述UDP包中还包括控制信息；
所述数据接收应答模块，在接收到对端发送来的UDP包后，还根据所述UDP包中的控制信息，对所述UDP包中的数据进行验证，如果验证通过，才发送对应的应答。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述数据发送模块，还通过网口建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机的虚拟串口的对应关系；以及根据所述对应关系建立所述串口服务器上的物理串口与所述主机上的虚拟串口之间的传输通道。
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