CN104243267B - 数据传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据传输方法及装置，该数据传输方法包括：获取本地应用程序发往网络侧的TCP请求数据包；将TCP请求数据包封装到UDP请求数据包中，其中，在UDP数据包中附加序列号；发送UDP请求数据包。通过本发明实施例的数据传输方法及装置，通过将本地应用程序的TCP请求数据包封装到UDP请求数据包中，并在UDP请求数据包中附加序列号的机制，在实现了数据传输的快捷性的同时还保障了数据传输的可靠性，并且不需要对现有的应用程序进行改动。

Description

数据传输方法及装置

技术领域

本发明涉及移动网络数据传输领域，尤其涉及一种数据传输方法及装置。

背景技术

随着即时通讯的普及和移动网络的发展，终端的本地应用程序的应用越来越广泛，但是由于移动网络及传输质量不稳定，造成了本地应用程序(例如，终端上的APP)的使用过程中，数据传输缓慢，且数据传输完整性得不到保障，严重影响本地应用程序用户体验。

发明内容

本发明的实施例的目的在于，提供一种数据传输方法及装置，能够实现较短的传输时延并且保障数据传输的可靠性。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种数据传输方法，包括：获取本地应用程序发往网络侧的TCP请求数据包；将所述TCP请求数据包封装到UDP请求数据包中，其中，在UDP数据包中附加序列号；发送所述UDP请求数据包。

本发明实施例还提供了一种数据传输方法，包括：接收的UDP请求数据包，所述UDP请求数据包封装有TCP请求数据包并且附有序列号；将所述UDP请求数据包解封装，提取所述TCP请求数据包；将所述TCP请求数据包发送给其目标主机。

本发明实施例还提供了一种数据传输装置，包括：获取模块，用于获取本地应用程序发往网络侧的TCP请求数据包；第一封装模块，用于将所述TCP请求数据包封装到UDP请求数据包中，其中，在UDP数据包中附加序列号；第一发送模块，用于发送所述UDP请求数据包。

本发明实施例还提供了一种数据传输装置，包括：第二接收模块，用于接收的UDP请求数据包，所述UDP请求数据包封装有TCP请求数据包并且附有序列号；第二提取模块，用于将所述UDP请求数据包解封装，提取所述TCP请求数据包；第四发送模块，用于将所述TCP请求数据包发送给其目标主机。

通过本发明实施例的数据传输方法及装置，通过将本地应用程序的TCP请求数据包封装到UDP请求数据包中，并在UDP请求数据包中附加序列号的机制，在实现了数据传输的快捷性的同时还保障了数据传输的可靠性，并且不需要对现有的应用程序进行改动。

附图说明

图1为现有技术的基于TCP协议的数据传输过程的示意图。

图2为发明实施例的基于Light协议的数据传输过程的示意图。

图3为本发明实施例的数据传输原理的结构示意图。

图4为本发明实施例一的终端侧的数据传输方法的流程示意图。

图5为本发明实施例一的网络侧的数据传输方法的流程示意图。

图6为本发明实施例二的终端侧的数据传输装置的结构意图。

图7为本发明实施例二的网络侧的数据传输装置的结构意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例数据传输的方法和装置进行详细描述。

目前，数据传输一般基于TCP协议或UDP协议。其中，TCP协议需要通过3次握手建立连接，然后再进行数据传输，在数据传输的过程中，如图1所示，在终端侧发出请求后，网络侧开始进行响应，后续的每次响应都需要在收到网络侧的确认应答(ACK)后才能继续发送响应，如果没有接收到ACK，则会重新发送响应。基于TCP协议的数据传输机制，能够保证数据传输的有序性和可靠性，但是，其网络延时较大，图1中，在进行了第一轮响应后，需要等待接收到ACK后才能进行第二轮的响应，网络延迟比较大，例如，在2G移动网络下，一个RTT(往返延时)平均需要1s左右，时延较长，而且时延波动较大。并且，通过3次握手建立连接的过程也较为耗时。而另一方面，UDP协议不需要建立连接就可以直接发送数据，并且在UDP协议下，也不需要等待终端的ACK，因此，其传输时延较短、时延波动小，能够保证数据输出的实时性，但是，因为UDP协议不提供数据传送的保证机制，在网络差的环境下，容易丢包。因此，目前的TCP协议和UDP协议均无法很好地适应当前的移动网络传输的需要。

本发明实施例提供了一种数据传输的方法和装置，主要思想是对UDP协议进行了改进，融入了部分TCP协议中的保障数据传输可靠性的机制，形成了一种新的数据传输机制，在本发明实施例中将其称作Light协议。如图2所示，其为发明实施例的基于Light协议的数据传输过程的流程示意图。Light协议主要是在UDP数据包上附加序列号进行发送，并且在终端接收到返回的UDP响应数据包后，将返回确认应答(ACK)数据包，如果网络侧没有接收到终端侧返回的确认应答(ACK)数据包，则会重新发响应数据包。将图2和图1相比可知，在基于Light协议的数据传输机制中，网络侧不需要等待终端侧返回确认应答(ACK)数据包再进行数据发送，而是采用了UDP协议的数据发送方式，从而比基于TCP协议的数据传输机制省去了一个RTT，另一方面，在Light协议中，也采用了的数据传输的保障机制，通过在UDP数据包上附加序列号以及数据重发机制等，提高了数据传输的可靠性。

对于具体实现方式，可以在终端侧设置一个Light代理模块，在网络侧设置一个Light代理服务器，在Light代理模块与Light代理服务器之间的移动网络中基于上述的Light协议进行通信，Light代理模块直接面向本地应用程序，具有与本地应用程序通过TCP的握手机制建立TCP并进行数据交互的功能，在建立的TCP连接后，获取TCP请求数据包并返回响应数据包并进行协议转换，而Light代理服务器在有线网络中执行本地应用程序的网络访问请求，并获取访问数据等。需要说明的是，Light代理模块和Light代理服务器仅是为了方便表达而定义的一个名称，Light代理模块可以具体实现为现有的操作系统中的软件模块，或者通过新的应用程序来实现，而Light代理服务器可以是设置在网络侧的独立的服务器，也可以是在已有服务器上的软件模块等。

如图3所示，其为本发明实施例的数据传输原理的结构示意图。终端上的应用程序发起的TCP请求会发送给Light代理模块，由Light代理模块将TCP请求数据包封装到UDP请求数据包中后，通过无线网络发给网络侧的Light代理服务器，Light代理服务器收到UDP请求数据包后提取出TCP请求数据包后，通过访问原始TCP请求数据包所记载的应用程序要访问的目标主机。如果存在返回的TCP响应数据包，则Light代理服务器将该TCP响应数据包封装为UDP响应数据包后，再发送给Light代理模块，Light代理模块提取出TCP响应数据包后，再转发给应用程序。

在整个的数据传输过程中，由Light代理模块和Light代理服务器完成了无线网络部分的数据转换和传输工作，而这个过程对于应用程序而言是透明的，不需要对应用程序以及网络侧的协议机制进行改变。

实施例一

如图4所示，其为本发明实施例一的终端侧的数据传输方法的流程示意图，如上面所述，在具体实现的过程中，可以在终端侧设置一个Light代理模块，该部分的流程可以由Light代理模块来执行，该数据传输方法包括：

步骤11：获取本地应用程序发往网络侧的TCP请求数据包。在本发明的实施例中，本地应用程序产生的发往网络侧的TCP请求数据包不直接发往网络，而是先到达Light代理模块，由Light代理模块进行协议转换后，再通过网络进行发送。在获取TCP请求数据包之前，还可以包括与本地应用程序通过TCP协议的握手机制建立本地TCP连接的过程。作为优先的实施方式，可以通过将本地应用程序发往网络侧的TCP握手协议包中的网络侧IP地址修改为本地IP地址与本地应用程序建立本地TCP连接，这样，实际上本地应用程序的TCP请求的对象就变成了Light代理模块，对于本地应用程序而言，除了将TCP握手协议包中的网络侧IP地址修改为本地IP地址外，在处理流程上不需要进行任何修改。由于本地应用程序是与本地的Light代理模块通过握手机制建立TCP连接，而不是与网络侧的服务器建立TCP连接，这样的TCP连接建立过程几乎是不耗时的。

步骤12：将TCP请求数据包封装到UDP请求数据包中，其中，在UDP数据包中附加序列号。这里，由Light代理模块将TCP请求数据包转换为本发明实施例提出的Light协议的数据结构，即附加了序列号的UDP数据包，并且在此步骤中，将完整的TCP请求数据包封装到了UDP请求数据包，从而便于在后续的网络侧的处理。

步骤13：发送UDP请求数据包。更具体地，在该步骤中，Light代理模块将附加了序列号的UDP请求数据包发送给网络侧的Light代理服务器，然后由Light代理服务器进行后续协议转换以及目标主机的访问操作。

通过上述步骤11-13，在终端侧完成了对TCP请求数据包的格式转换，转换后的UDP请求数据包上附加了序列号，从而在保留了基于UDP协议进行数据传输的快捷性的基础上，还保障了在终端与网络侧之间的数据传输的可靠性。

进一步地，在向网络侧发送了UDP请求数据包后，还可以包括：接收网络侧返回的UDP响应数据包，UDP响应数据包封装有TCP响应数据包并且附有序列号。如上面所述，可以在网络侧设置Light代理服务器，完成后续的TCP请求的处理，访问目标主机，获取访问数据，生成TCP响应数据包，并且Light代理服务器可以以同样的方式将TCP响应数据包封装到UDP响应数据包中，返回给终端。进一步地，终端侧在接收到UDP响应数据包后，还可以发送确认应答数据包，确认应答数据包包含序列号。而如果终端在第一重传时间内没有接收到返回的附有序列号的UDP响应数据包，则可以重新发送UDP请求数据包。通过在UDP请求数据包、UDP响应数据包以及确认应答数据包中附加序列号以及相应的确认应答和数据包重传机制，有效地保障了数据包在终端与网络侧之间的传输可靠性，在出现丢包的情况下，能够及时弥补。这里的第一重传时间可以根据网络状况(例如当前所在的移动网络的RTT(往返延时))而定。

此外，在接收到UDP响应数据包后，还可以包括将UDP响应数据包解封装，提取TCP响应数据包，然后将TCP响应数据包发送给本地应用程序。就此，本地应用程序最终获得了之前TCP请求所要获取的数据，从而完成了整个网络访问过程。

另外，考虑到某些网络环境下不支持UDP数据包的传输，本实施例的方法还可以包括：探测传输网络是否支持UDP数据包传输的步骤，如果不支持UDP数据包传输，则向网络侧发送TCP请求数据包，即按照现有技术的访问流程进行后续处理。

以上介绍了终端一侧的数据传输方法相关内容，下面介绍一下网络侧的数据传输方法的相关内容，如图5所示，其为本发明实施例一的网络侧的数据传输方法的流程示意图，该流程可以有设置在网络侧的Light代理服务器完成，其包括：

步骤21：接收的UDP请求数据包，UDP请求数据包封装有TCP请求数据包并且附有序列号。

步骤22：将UDP请求数据包解封装，提取TCP请求数据包。

步骤23：将TCP请求数据包发送给其目标主机。

如前面所述，Light代理服务器接收到UDP请求数据包后，可以基于其中封装的TCP请求数据包完成应用程序的TCP请求。具体地，在将TCP请求数据包发送给其目标主机后，该方法还可以包括：接收目标主机返回的TCP响应数据包，并且将该TCP响应数据包封装到UDP响应数据包中，其中，在UDP响应数据包中附加序列号，并向终端侧发送UDP响应数据包。进一步地，如前面所述，终端侧在收到UDP响应数据包后，还向网络侧返回确认应答数据包，因此，上述方法还可以包括：接收确认应答数据包，确认应答数据包包含序列号。如果在第二重传时间内没有接收到包含序列号的确认应答数据包，则重新发送UDP响应数据包。其中，第二重传时间可以根据网络状况(例如当前所在的移动网络的RTT(往返延时))而定。

通过上述的终端侧和网络侧的数据传输方法，在网络侧和终端侧之间实现了基于上述的Light协议的数据传输机制，一方面，相比于TCP协议的传输机制而言，数据传输时延较短，另一方面，通过在UDP请求数据包、UDP响应数据包以及确认应答数据包中附加序列号以及相应的确认应答以及数据包重传机制，有效地保障了数据包在终端与网络侧之间的传输可靠性。此外，对于应用程序而言，整个数据传输过程是透明的，不需要对现有的应用程序进行改变。

实施例二

如图6所示，其为本发明实施例二的终端侧的数据传输装置的结构意图，该装置实际上可以充当上面所述说的Light代理模块，设置于移动终端侧，该装置包括：获取模块31，用于获取本地应用程序发往网络侧的TCP请求数据包；第一封装模块32，用于将TCP请求数据包封装到UDP请求数据包中，其中，在UDP数据包中附加序列号；第一发送模块33，用于发送UDP请求数据包。

通过上述装置在终端侧能够完成对TCP请求数据包的格式转换，并在转换后的UDP请求数据包上附加了序列号，从而在保留了基于UDP协议进行数据传输的快捷性的基础上，还保障了在终端与网络侧之间的数据传输的可靠性。

进一步地，该装置还可以包括TCP通信模块，用于与本地应用程序通过TCP协议的握手机制建立本地TCP连接。此外，该TCP通信模块还可以通过将本地应用程序发往网络侧的TCP握手协议包中的网络侧IP地址修改为本地IP地址与本地应用程序建立本地TCP连接。通过设置该TCP通信模块，使得应用程序的TCP请求的对象成为了本地的Light代理模块，而不再直接向网络发出TCP请求数据包。

此外，该装置还可以包括第一接收模块，用于接收网络侧返回的UDP响应数据包，UDP响应数据包封装有TCP响应数据包并且附有序列号。进一步地，为了保障数据可靠传输，还可以包括：第三发送模块，用于在接收到UDP响应数据包后，发送确认应答数据包，确认应答数据包包含序列号。与第三发送模块相对应地，还可以包括：第一重发模块，用于在第一重传时间内没有接收到返回的附有序列号的UDP响应数据包的其情况下，重新发送UDP请求数据包。通过确认应答和数据包重发机制，保障了数据传输的可靠性。

进一步地，还可以包括：第一提取模块，用于将UDP响应数据包解封装，提取TCP响应数据包；第二发送模块，用于将TCP响应数据包发送给本地应用程序。通过第一提取模块和第二发送模块，，完成了返回数据包转换并最终发送给本地应用程序，最终使得本地应用程序获取到其请求访问的数据。

另外，考虑到某些网络环境下不支持UDP数据包的传输，本实施例的方法还可以包括：网络探测模块，用于探测传输网络是否支持UDP数据包传输；第三发送模块，用于在网络探测模块的探测结果为网络不支持UDP数据包传输的情况下，向网络侧发送TCP请求数据包。

以上介绍了终端侧的数据传输装置，下面介绍一下网络侧的数据传输装置，如图7所示，其为本发明实施例二的网络侧的数据传输装置的结构示意图，该装置可以设置在网络侧的Light代理服务器上，该装置包括：第二接收模块41，用于接收的UDP请求数据包，UDP请求数据包封装有TCP请求数据包并且附有序列号；第二提取模块42，用于将UDP请求数据包解封装，提取TCP请求数据包；第四发送模块43，用于将TCP请求数据包发送给其目标主机。通过上述各个模块，能够完成来自终端侧的UDP请求数据包接收、TCP请求数据包的提取，并将原始的TCP请求数据包发送给应用程序所请求访问的目标主机，实现对目标主机的访问。

进一步地，为了接收并向终端侧返回访问目标主机获得的访问数据，该装置还可以包括：第三接收模块，用于接收目标主机返回的TCP响应数据包；第二封装模块，用于将该TCP响应数据包封装到UDP响应数据包中，其中，在UDP响应数据包中附加序列号；第五发送模块，用于发送UDP响应数据包。

更进一步地，为了保障数据传输的可靠性，该装置还可以包括：第四接收模块，用于接收确认应答数据包，确认应答数据包包含序列号。另外，还可以包括：第二重发模块，用于在第二重传时间内没有接收到包含序列号的确认应答数据包的情况下，重新发送UDP响应数据包。

通过上述的终端侧和网络侧的数据传输装置，在网络侧和终端侧之间实现了基于上述的Light协议的数据传输机制，一方面，相比于TCP协议的传输机制而言，数据传输时延较短，另一方面，通过在UDP请求数据包、UDP响应数据包以及确认应答数据包中附加序列号以及相应的确认应答以及数据包重传机制，有效地保障了数据包在终端与网络侧之间的传输可靠性。此外，对于应用程序而言，整个数据传输过程是透明的，不需要对现有的应用程序进行改变。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

设置在终端侧的Light代理模块获取所述终端侧的应用程序发往网络侧的TCP请求数据包，所述应用程序的TCP请求的对象为所述Light代理模块；所述Light代理模块直接面向所述应用程序，并且具有与所述应用程序通过TCP的握手机制建立TCP并进行数据交互的功能；

将所述TCP请求数据包封装到UDP请求数据包中，其中，在UDP数据包中附加序列号；

发送所述UDP请求数据包；

接收网络侧返回的UDP响应数据包，所述UDP响应数据包封装有TCP响应数据包并且附有所述序列号。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法还包括：与所述应用程序通过TCP协议的握手机制建立本地TCP连接。

3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，通过将所述应用程序发往网络侧的TCP握手协议包中的网络侧IP地址修改为本地IP地址与所述应用程序建立所述本地TCP连接。

4.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，还包括：

将所述UDP响应数据包解封装，提取所述TCP响应数据包；

将所述TCP响应数据包发送给所述应用程序。

5.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，还包括：在接收到所述UDP响应数据包后，发送确认应答数据包，所述确认应答数据包包含所述序列号。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的传输方法，其特征在于，还包括：如果在第一重传时间内没有接收到返回的附有所述序列号的UDP响应数据包，则重新发送所述UDP请求数据包。

7.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

接收UDP请求数据包，所述UDP请求数据包封装有TCP请求数据包并且附有序列号，所述TCP请求数据包来源于终端侧的应用程序，所述应用程序的TCP请求的对象为Light代理模块，所述Light代理模块设置在所述终端侧，所述Light代理模块直接面向所述应用程序，具有与所述应用程序通过TCP的握手机制建立TCP并进行数据交互的功能；

将所述UDP请求数据包解封装，提取所述TCP请求数据包；

将所述TCP请求数据包发送给其目标主机；

接收所述目标主机返回的TCP响应数据包，并且将该TCP响应数据包封装到UDP响应数据包中，其中，在所述UDP响应数据包中附加所述序列号；

发送所述UDP响应数据包。

8.根据权利要求7所述的传输方法，其特征在于，还包括：接收确认应答数据包，所述确认应答数据包包含所述序列号。

9.根据权利要求8所述的传输方法，其特征在于，如果在第二重传时间内没有接收到包含所述序列号的确认应答数据包，则重新发送所述UDP响应数据包。

10.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取终端侧的应用程序发往网络侧的TCP请求数据包，所述应用程序的TCP请求的对象为所述数据传输装置，所述数据传输装置设置在所述终端侧，所述数据传输装置直接面向所述应用程序，并且具有与所述应用程序通过TCP的握手机制建立TCP并进行数据交互的功能；

第一封装模块，用于将所述TCP请求数据包封装到UDP请求数据包中，其中，在UDP数据包中附加序列号；

第一发送模块，用于发送所述UDP请求数据包；

第一接收模块，用于接收网络侧返回的UDP响应数据包，所述UDP响应数据包封装有TCP响应数据包并且附有所述序列号。

11.根据权利要求10所述的数据传输装置，其特征在于，还包括：

TCP通信模块，用于与所述应用程序通过TCP协议的握手机制建立本地TCP连接。

12.根据权利要求11所述的数据传输装置，其特征在于，所述TCP通信模块通过将所述应用程序发往网络侧的TCP握手协议包中的网络侧IP地址修改为本地IP地址与所述应用程序建立所述本地TCP连接。

13.根据权利要求10所述的数据传输装置，其特征在于，还包括：

第一提取模块，用于将所述UDP响应数据包解封装，提取所述TCP响应数据包；

第二发送模块，用于将所述TCP响应数据包发送给所述应用程序。

14.根据权利要求10所述的数据传输装置，其特征在于，还包括：

第三发送模块，用于在接收到所述UDP响应数据包后，发送确认应答数据包，所述确认应答数据包包含所述序列号。

15.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

第二接收模块，用于接收UDP请求数据包，所述UDP请求数据包封装有TCP请求数据包并且附有序列号，所述TCP请求数据包来源于终端侧的应用程序，所述应用程序的TCP请求的对象为Light代理模块，所述Light代理模块设置在所述终端侧，所述Light代理模块直接面向所述应用程序，具有与所述应用程序通过TCP的握手机制建立TCP并进行数据交互的功能；

第二提取模块，用于将所述UDP请求数据包解封装，提取所述TCP请求数据包；

第四发送模块，用于将所述TCP请求数据包发送给其目标主机；

第三接收模块，用于接收所述目标主机返回的TCP响应数据包；

第二封装模块，用于将该TCP响应数据包封装到UDP响应数据包中，其中，在所述UDP响应数据包中附加所述序列号；

第五发送模块，用于发送所述UDP响应数据包。

16.根据权利要求15所述的数据传输装置，其特征在于，还包括：

第四接收模块，用于接收确认应答数据包，所述确认应答数据包包含所述序列号。