CN104079625A - 数据传输加速方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输加速方法和装置。所述方法包括：加速装置侦听客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号；加速装置代理所述TCP连接，与所述客户端建立无线连接，与所述服务端建立有线连接，并分别确定与所述客户端通过无线网络传输数据的第一发送窗口以及与所述服务端通过有线网络传输数据的第二发送窗口；所述加速装置根据所述第二发送窗口的窗口尺寸，通过有线网络接收并缓存所述服务端发送的下行数据；所述加速装置根据所述第一发送窗口，通过无线网络向所述客户端转发所述下行数据。应用本发明技术方案，能够避免服务端采用降速的处理方式向无线网络中的移动终端发送下行数据。

Description

数据传输加速方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，特别是涉及一种数据传输加速方法和装置。

背景技术

随着移动终端的应用越来越普及，移动终端办公、娱乐的需求越来越盛，无线网络作为实现移动办公、娱乐的重要方式，已经渗入了我们生活的方方面面，例如，移动终端可以通过无线网路连接到AP(Access Point，无线访问接入点)、AC(Access Controller，无线控制器)等装置，进而再由AP、AC等通过有线网络连接到服务端，由此，服务端可以向移动终端下行发送数据，实现移动终端上的办公与娱乐。

在客户端和服务端的数据交互过程中，必然会涉及到网络协议。TCP(Transmission control Protocol，传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层(Transport layer)通信协议，由IETF的RFC793定义。TCP的特点之一是基于滑动窗口机制，支持端到端的流量控制。在TCP连接阶段，接收方和发送方协调好发送窗口的窗口尺寸，之后发送方发送符合窗口尺寸的数据字节流，并等待接收方的确认。发送方再根据确认信息，改变窗口尺寸大小。

TCP作为应用最广的网络协议之一，诞生于有线网络时代。在有线网络下，一般认为丢包、时延抖动是网络拥塞的特征。在TCP的滑动窗口机制中，发送方如果感知到网络出现拥塞(如发送方在超时时间内接收不到接收方的确认信息)，发送方为避免拥塞，调整发送窗口，将窗口尺寸缩小为原来的一半，并将超时重传的时间间隔扩大一倍，由此采用降速的方法保证数据的传输。然而，无线链路和有线链路在物理性质上有着较大的不同，无线链路受环境干扰的影响，更容易丢包，并不完全取决于网络是否拥塞，因此TCP协议不能很好的适应于无线链路环境，其缺陷在于，服务端经常会需要采用极端降速的处理方式向移动终端上的客户端发送下行数据，并且通常情况下，服务端向客户端发起超时重传的响应也比较慢。

发明内容

基于此，有必要提供一种数据传输加速方法和装置，能够避免服务端采用降速的处理方式向无线网络中的客户端发送下行数据。

一种数据传输加速方法，包括：

加速装置侦听客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号；

加速装置代理所述TCP连接，与所述客户端建立无线连接，与所述服务端建立有线连接，并分别确定与所述客户端通过无线网络传输数据的第一发送窗口以及与所述服务端通过有线网络传输数据的第二发送窗口；

所述加速装置根据所述第二发送窗口的窗口尺寸，通过有线网络接收并缓存所述服务端发送的下行数据；

所述加速装置根据所述第一发送窗口，通过无线网络向所述客户端转发所述下行数据。

在一个实施例中，所述方法还包括：

根据所述客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号，根据所述握手信息获取所述客户端或服务端的IP地址和端口号，

判断所述客户端和/或服务端的IP地址和端口号是否与预设启用加速规则匹配，若是，则由所述加速装置代理所述TCP连接，进行加速；和/或

判断所述客户端和/或服务端的IP地址和端口号是否与预设禁止加速规则匹配，若是，则所述加速装置不代理所述TCP连接，不进行加速。

在一个实施例中，所述加速装置代理所述TCP连接，分别与所述客户端、所述服务端建立连接的步骤，包括：

所述加速装置透明代理所述TCP连接，以所述服务端的身份与所述客户端建立无线连接，并以所述客户端的身份与所述服务端建立有线连接。

在一个实施例中，所述方法还包括：所述加速装置依据所述第一发送窗口，通过无线网络向所述客户端发送所述下行数据，若下行数据丢包，则由所述加速装置进行重传。

在一个实施例中，所述加速装置部署在无线访问接入点或无线控制器中。

一种数据传输加速装置，包括：

侦听模块，用于侦听客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号；

代理模块，用于代理所述TCP连接，与所述客户端建立无线连接，与所述服务端建立有线连接，并分别确定与所述客户端通过无线网络传输数据的第一发送窗口以及与所述服务端通过有线网络传输数据的第二发送窗口；

接收模块，用于根据所述第二发送窗口的窗口尺寸，通过有线网络接收并缓存所述服务端发送的下行数据；

发送模块，用于根据所述第一发送窗口，通过无线网络向所述客户端转发所述下行数据。

在一个实施例中，所述装置还包括：

设置模块，用于预设启用加速规则或禁止加速规则；

匹配模块，用于根据所述客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号，根据所述握手信息获取所述客户端或/服务端的IP地址和端口号，判断所述客户端和/或所述服务端的IP地址、端口号是否与预设启用加速规则匹配，若是，则由所述加速装置代理所述TCP连接，进行加速；和/或判断所述客户端和/或服务端的IP地址和端口号是否与预设禁止加速规则匹配，若是，则所述加速装置不代理所述TCP连接，不进行加速。

在一个实施例中，所述代理模块，用于透明代理所述TCP连接，以所述服务端的身份与所述客户端建立无线连接，并以所述客户端的身份与所述服务端建立有线连接。

在一个实施例中，所述发送模块，用于依据所述第一发送窗口，通过无线网络向所述客户端发送所述下行数据，若所述下行数据丢包，则进行重传。

在一个实施例中，所述装置部署在无线访问接入点或无线控制器中。

上述数据传输加速方法和装置，在加速装置侦听到客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号时，代理该TCP连接，将客户端到服务端的TCP连接一分为二，由加速装置和客户端建立连接并协调好第一发送窗口，以及由加速装置和服务端建立连接并协调好第二发送窗口，之后加速装置根据第二发送窗口接收并缓存服务端发送的下行数据，再由加速装置根据第一发送窗口尺寸将下行数据发送给客户端，由此，将无线链路中数据传输与有线链路中的数据传输情况相互屏蔽，当无线链路中出现丢包等情形时，加速装置会动态改变第一发送窗口，而不影响第二发送窗口，第二发送窗口的窗口尺寸只与有线链路相关，就避免了服务端采取降速发送的处理方式。

附图说明

图1为一个实施例中的数据传输加速方法的流程示意图；

图2为一个实施例中的数据传输加速方法的应用场景图；

图3为一个实施例中设置启动加速规则或禁止加速规则的流程示意图；

图4为一个实施例中根据启动加速规则和禁止加速规则进行加速或禁止加速的执行流程示意图；

图5A为一个实施例中的数据传输的示意图；

图5B为一个实施例中的数据传输的时序图；

图6为一个实施例中的数据传输加速装置的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，在一个实施例中提供了一种数据传输加速方法。该方法可以应用在“加速”服务端向处于无线网络中的客户端发送下行数据的场景中。该方法包括流程：

步骤102，加速装置侦听客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号。

具体的，加速装置部署在无线网络与有线网络的接口处，客户端为无线网络中的一客户端，服务端为有线网络中的服务端。例如图2的应用场景中，服务端运行在服务器201中，服务器201通过有线链路205连接至无线访问接入点202，无线访问接入点202通过无线链路206连接移动终端204、笔记本电脑203等，在笔记本电脑203、移动终端204中可以运行各种客户端，如浏览器、办公软件等。在本实施例中，加速装置可以部署在无线访问接入点202中。当终端203或204中的客户端需要和服务端建立TCP连接时，客户端首先需要向服务端发送握手信号(TCP SYN数据包)，将加速装置部署在无线网络和有线网络的接口处，用于侦听处于无线网路中的客户端所发送的握手信号，当侦听到握手信号时，加速装置就会执行步骤104至108的后续处理(在本实施例中，加速装置可以默认设置为对所有建立TCP连接的请求进行处理)。加速装置还可以选择部署在无线控制器(AC)中，其工作原理与此类似，不再赘述。

步骤104，加速装置代理TCP连接，与客户端建立无线连接，与服务端建立有线连接，并分别确定与客户端通过无线网络传输数据的第一发送窗口以及与服务端通过有线网络传输数据的第二发送窗口。

具体的，加速装置侦听到客户端发送的TCP SYN数据包时，对该TCP连接进行代理，由加速装置分别和客户端、服务端建立连接。例如，加速装置可以对TCP连接进行透明代理，使客户端和服务端感知不到加速装置的存在，具体的，当加速装置侦听到SYN数据包时，以服务端的身份与客户端建立连接，先由加速装置向客户端返回SYN信号和ACK(确认)信号，再由客户端返回ACK信号，确定加速装置和客户端之间的第一发送窗口，由此建立客户端和加速装置之间的连接。之后，再由加速装置以客户端的身份与服务端建立连接，并确定第二发送窗口。

步骤106，加速装置根据第二发送窗口的窗口尺寸，通过有线网络接收并缓存服务端发送的下行数据。

具体的，参见图2，无线访问接入点202中的加速装置依据第二发送窗口接收服务端201发送的下行数据。该步骤可以参照现有TCP协议在有线网络中的应用。服务端和加速装置可以依照网络的拥塞与否，调整第二发送窗口。

步骤108，加速装置根据第一发送窗口，通过无线网络向客户端发送下行数据。

具体的，参见图2，加速装置依据第一发送窗口，将缓存的下行数据通过无线链路发送给客户端(客户端为终端203或204中的客户端)。这里既可以使用现有的TCP协议，也可以对TCP协议进行改进，降低由于环境干扰因素造成的数据丢包对第一发送窗口的窗口尺寸的影响。第一发送窗口和第二发送窗口相对独立，即使当无线链路206发生数据丢包，只要有线链路205拥塞情况不发生改变，第二发送窗口也不发生变化，服务器201可以依照原有的速率发送下行数据，而依照传统技术，客户端和服务端建立TCP连接，当无线链路发生丢包，服务端会认为是网络拥塞而降低下行数据的发送速率。同理，由于加速装置对下行数据进行缓存，当无线链路发生下行数据丢包，由加速装置会在超时时间后进行重传，而不需要服务端的参与，提高了数据重传的响应速度。

上述数据传输加速方法，在加速装置侦听到客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号时，代理该TCP连接，将客户端到服务端的TCP连接一分为二，由加速装置和客户端建立连接并协调好第一发送窗口，以及由加速装置和服务端建立连接并协调好第二发送窗口，之后加速装置根据第二发送窗口接收并缓存服务端发送的下行数据，再由加速装置根据第一发送窗口尺寸将下行数据发送给客户端，由此，将无线链路中数据传输与有线链路中的数据传输情况相互屏蔽，当无线链路中出现丢包等情形时，加速装置会动态改变第一发送窗口，而不影响第二发送窗口，第二发送窗口的窗口尺寸只与有线链路相关，就避免了服务端采取降速发送的处理方式。

在一个实施例中，在启用加速装置的同时，还可以预先设置启用加速规则或禁止加速规则，根据客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号，根据握手信息获取客户端或服务端的IP地址和端口号，并判断客户端和/或服务端的IP地址和端口号是否与预设启用加速规则匹配，若是，则由加速装置代理TCP连接，进行加速；和/或判断客户端和/或服务端的IP地址和端口号是否与预设禁止加速规则匹配，若是，则加速装置不代理所述TCP连接，不进行加速。具体如图3所示，将加速装置部署在无线访问接入点后，设置规则的步骤包括：

步骤302，在初始化界面选择启用加速装置。

当部署完加速装置后，通过鼠标点击、勾选等方式选中启用加速装置。设置规则需要完成步骤304和步骤306至少其中之一。

步骤304，将IP地址、端口号添加到启动加速规则。

具体的，IP地址、端口号可以包含服务端或客户端的IP地址和端口号，用于对客户端和服务端进行筛选。后续加速装置侦听到SYN数据包时，判断SYN数据包对应的IP地址、端口号与启动加速规则匹配时，就进行加速处理。通常，客户端的IP地址和端口号可以不进行设置，默认为预定义无线网络中的任意地址和端口，而只对服务端的IP地址和端口号进行设置，从而达到预定义无线网络中的客户端获取特定服务端发送下行数据的速率需求，例如满足客户端下载视频、访问网页、下载公司服务器办公数据等需求。

步骤306，将IP地址、端口号添加到禁止加速规则。

具体的，IP地址、端口号可以包含客户端和服务端的IP地址和端口号。在通常的应用场景中，可以仅仅设置所要禁止加速的服务端的IP地址和端口号。例如，在办公领域，访问网页、视频网站等会对办公数据的传输速度造成影响，可以将视频网站的IP地址、端口号添加到禁止加速规则，避免视频等数据对办公应用造成不利影响。

步骤308，确认规则并生效。

参见图4，在一个实施例中，当预先设置的规则既包括启用加速规则，又包括禁止加速规则时，加速装置按下列步骤处理：

步骤401，加速装置侦听TCP SYN数据包。

步骤402，加速装置获取IP地址、端口号与禁止加速规则进行比较。

具体的，IP地址、端口号可以是客户端所要建立连接的服务端的IP地址和端口号。

步骤403，判断是否匹配。

若是执行步骤405，若否执行步骤404。

步骤404，取IP地址、端口号与启动加速规则相比较。

步骤405，加速装置不进行代理。

具体的，当加速装置不进行处理时，客户端按照传统技术与服务端建立TCP连接。即将SYN数据包传输给服务端。服务端向客户端返回SYN和ACK(确认)数据包，再由客户端向服务端返回ACK数据包，客户端和服务端协调好数据传输的发送窗口，从而建立TCP连接。

步骤406，加速装置判断IP地址、端口号是否与启动加速规则相匹配。

若是，执行步骤407，否则执行步骤405。

步骤407，加速装置代理TCP连接，进行加速。

具体的，加速装置代理TCP连接的技术方案，如前述实施例，在此不再赘述。

参见图5A和图5B，在一个实施例中，加速装置部署在无线访问接入点502中，客户端运行在终端503中，服务端程序运行在服务器501中。终端503通过无线链路连接至无线访问接入点502，无线访问接入点502通过有线链路连接至服务器501。如图5A，当加速装置代理TCP连接，分别与客户端和服务端建立连接后，就起到缓冲服务端和客户端之间发送报文的作用。如图5B，服务端通过有线链路向加速装置发送下行数据，如数据包1和数据包2，由加速装置向服务端返回ACK(确认)信号。当加速装置通过无线链路向客户端发送数据包时，客户端向加速装置返回确认ACK信号。若无线链路数据丢包，例如在预设时间内，客户端未向加速装置返回数据包2的确认信号，由加速装置向客户端重传数据包2，而服务器501并不会感知到无线链路数据丢包，也就未采取降速的方式来发送下行数据。

参见图6，在一个实施例中，提供了一种数据传输加速装置。该装置包括：

侦听模块601，用于侦听客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号。

代理模块604，用于代理TCP连接，与客户端建立无线连接，与服务端建立有线连接，并分别确定与客户端通过无线网络传输数据的第一发送窗口以及与服务端通过有线网络传输数据的第二发送窗口。

接收模块605，用于根据第二发送窗口的窗口尺寸，通过有线网络接收并缓存服务端发送的下行数据。

发送模块606，用于根据第一发送窗口，通过无线网络向客户端发送下行数据。

在一个实施例中，数据传输加速装置还可以包括设置模块602和匹配模块603。其中，设置模块602用于设置启用加速规则或禁止加速规则。匹配模块603用于根据客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号，根据握手信息获取客户端或/服务端的IP地址和端口号，判断客户端和/或服务端的IP地址和端口号是否与预设启用加速规则匹配，若是，则由加速装置代理TCP连接，进行加速；和/或判断客户端和/或服务端的IP地址和端口号是否与预设禁止加速规则匹配，若是，则加速装置不代理所述TCP连接，不进行加速。

在一个实施例中，代理模块604用于透明代理TCP连接，以服务端的身份与客户端建立无线连接，并以客户端的身份与服务端建立有线连接。

在一个实施例中，发送模块606依据第一发送窗口，通过无线网络向客户端发送下行数据，当下行数据丢包时，发送模块606会进行重传。

上述实施例中的数据传输加速装置，可以部署在无线访问接入点(AP)或无线控制器(AC)中。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种数据传输加速方法，其特征在于，所述方法包括：

加速装置侦听客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号；

加速装置代理所述TCP连接，与所述客户端建立无线连接，与所述服务端建立有线连接，并分别确定与所述客户端通过无线网络传输数据的第一发送窗口以及与所述服务端通过有线网络传输数据的第二发送窗口；

所述加速装置根据所述第二发送窗口的窗口尺寸，通过有线网络接收并缓存所述服务端发送的下行数据；

所述加速装置根据所述第一发送窗口，通过无线网络向所述客户端转发所述下行数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号，根据所述握手信息获取所述客户端或服务端的IP地址和端口号，

判断所述客户端和/或服务端的IP地址和端口号是否与预设启用加速规则匹配，若是，则由所述加速装置代理所述TCP连接，进行加速；和/或

判断所述客户端和/或服务端的IP地址和端口号是否与预设禁止加速规则匹配，若是，则所述加速装置不代理所述TCP连接，不进行加速。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加速装置代理所述TCP连接，与所述客户端建立无线连接，与所述服务端建立有线连接的步骤，包括：

所述加速装置透明代理所述TCP连接，以所述服务端的身份与所述客户端建立无线连接，并以所述客户端的身份与所述服务端建立有线连接。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述加速装置依据所述第一发送窗口，通过无线网络向所述客户端发送所述下行数据，若下行数据丢包，则由所述加速装置进行重传。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加速装置部署在无线访问接入点或无线控制器中。

6.一种数据传输加速装置，其特征在于，所述装置包括：

侦听模块，用于侦听客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号；

代理模块，用于代理所述TCP连接，与所述客户端建立无线连接，与所述服务端建立有线连接，并分别确定与所述客户端通过无线网络传输数据的第一发送窗口以及与所述服务端通过有线网络传输数据的第二发送窗口；

接收模块，用于根据所述第二发送窗口的窗口尺寸，通过有线网络接收并缓存所述服务端发送的下行数据；

发送模块，用于根据所述第一发送窗口，通过无线网络向所述客户端转发所述下行数据。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

设置模块，用于预设启用加速规则或禁止加速规则；

匹配模块，用于根据所述客户端向服务端请求建立TCP连接的握手信号，根据所述握手信息获取所述客户端或/服务端的IP地址和端口号，判断所述客户端和/或所述服务端的IP地址、端口号是否与预设启用加速规则匹配，若是，则由所述加速装置代理所述TCP连接，进行加速；和/或判断所述客户端和/或服务端的IP地址和端口号是否与预设禁止加速规则匹配，若是，则所述加速装置不代理所述TCP连接，不进行加速。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述代理模块，用于透明代理所述TCP连接，以所述服务端的身份与所述客户端建立无线连接，并以所述客户端的身份与所述服务端建立有线连接。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述发送模块，用于依据所述第一发送窗口，通过无线网络向所述客户端发送所述下行数据，若所述下行数据丢包，则进行重传。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置部署在无线访问接入点或无线控制器中。