CN104955104A - 一种数据的传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种数据的传输方法和装置，该方法包括：针对持有节点与请求节点之间的每个路径，确定该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔，并利用该相遇时间间隔计算该路径的路径权重；针对每个数据包，根据该持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重、各路径上的位于该持有节点与请求节点之间的各节点的缓存量，从各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径，并从每个持有节点的备选路径中选择该数据包对应的最优路径；通知最优路径对应的持有节点传输该数据包，由最优路径对应的持有节点通过最优路径将该数据包发送给请求节点。本发明实施例中，有效利用多个持有节点来分流蜂窝网络的数据流量，提高大数据网络传输性能。

Description

一种数据的传输方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统，特别涉及一种数据的传输方法和装置。

背景技术

由于移动用户的爆炸性增长，产生的大量数据流量已经超出蜂窝网的容量，恶化了网络质量，因此，转移部分数据流量到其他网络是一种有效手段。DTN(Delay Tolerant Networks，时延容忍网络)是一种新型的无线通信网络，主要在高时延、间歇性连接、非对称速率条件下进行通信传输，为了缓解蜂窝网日趋严重的负载压力，利用DTN来转移流量是一种有效可行的选择。

在DTN的路由技术中，针对一个数据，从所有持有节点中选择一个合适的持有节点，并通过该持有节点将数据发送给请求节点。目前，DTN中的路由算法是以分布式进行的，即多个持有节点均向请求节点传输数据。但是，当前的路由算法是将整个数据进行传输，即一个持有节点会传输一个数据的全部内容。

当数据的数据量非常大时，如视频，高质音频等大数据，由一个持有节点向请求节点传输整个大数据的全部内容，会增加该持有节点的网络开销，而且无法有效的利用多个持有节点来分流蜂窝网络的数据流量。

发明内容

本发明实施例公开了一种数据的传输方法和装置，以降低网络开销，有效的利用多个持有节点来分流蜂窝网络的数据流量，提高大数据网络传输性能。

为达到上述目的，本发明实施例中公开了如下技术方案：

本发明实施例公开了一种数据的传输方法，该方法应用于包括网络控制节点、请求节点和持有节点的网络中，所述方法包括以下步骤：

在需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据时，所述网络控制节点确定包含所述数据的多个持有节点，并将所述数据分割成多个数据包；

针对所述多个持有节点中的每个持有节点，针对该持有节点与所述请求节点之间的每个路径，所述网络控制节点确定该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔，并利用该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔计算该路径的路径权重；

针对所述多个数据包中的每个数据包，针对每个持有节点，所述网络控制节点根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重、所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径；根据位于每个持有节点的备选路径的路径权重，所述网络控制节点从所述每个持有节点的备选路径中选择该数据包对应的最优路径；所述网络控制节点通知所述最优路径对应的持有节点传输该数据包，由所述最优路径对应的持有节点通过所述最优路径将该数据包发送给所述请求节点。

本发明实施例公开了一种网络控制节点，应用于包括所述网络控制节点、请求节点和持有节点的网络中，所述网络控制节点具体包括：

确定模块，用于在需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据时，确定包含所述数据的多个持有节点，并将所述数据分割成多个数据包；

计算模块，用于针对多个持有节点中的每个持有节点，针对该持有节点与请求节点之间的每个路径，确定该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔，并利用该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔计算该路径的路径权重；

选择模块，用于针对所述多个数据包中的每个数据包，针对每个持有节点，根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重、所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径；根据位于每个持有节点的备选路径的路径权重，从所述每个持有节点的备选路径中选择该数据包对应的最优路径；

发送模块，用于通知所述最优路径对应的持有节点传输该数据包，由所述最优路径对应的持有节点通过所述最优路径将该数据包发送给所述请求节点。

基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：本发明实施例中，通过将大数据分割成多个数据包，并利用持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重为每个数据包选择最优路径，并通过最优路径发送数据包，从而避免一个持有节点向请求节点传输整个大数据，降低网络开销，有效利用多个持有节点来分流蜂窝网络的数据流量，提高大数据网络传输性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-图3是本发明实施例一提出的数据的传输方法流程示意图；

图4A-图4C是本发明实施例一提出的数据分配的示意图；

图5是本发明实施例二提出的数据的传输装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例一中提出一种数据的传输方法，该方法应用于包括网络控制节点、请求节点和多个持有节点的网络中，如DTN等无线通信网络。其中，请求节点为请求数据的源节点，即数据的目标接收者；持有节点为持有请求节点请求的数据的节点，即包含被请求数据的节点。

其中，本发明实施例中所指的节点为基站设备、中继设备等节点。

当蜂窝系统中的数据流量急剧增加时，分流机制就会被激活，并进入预热阶段。在预热阶段中，网络控制节点会收集足够的节点信息，并在后续过程中使用节点信息进行相关处理。首先，带有无线接口的移动终端检测其邻近的节点，当两个移动终端在可通信距离范围内时，这两个移动终端分别连接的节点的连接信息就会被记录下来，这些连接信息和节点的缓存量情况会被上传到网络控制节点。基于连接信息，网络控制节点可以获知相邻节点的连接情况。由于移动终端的移动行为具有周期性，因此可以通过上述过程在一段时间内收集到整个网络的节点信息，例如，各节点的缓存量情况、各节点之间的网络拓扑等，基于此网络拓扑可以获知相邻节点的连接情况。进一步的，网络控制节点可以使用数据库来保存整个网络的节点信息。进一步的，网络控制节点可以周期性的统计整个网络的节点信息。

在上述应用场景下，如图1所示，该数据的传输方法具体包括以下步骤：

步骤101，在需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据时，网络控制节点确定包含该数据的多个持有节点，并将该数据分割成多个数据包。

其中，数据量大于预设阈值的数据是指大数据。本发明实施例的应用场景包括但不限于大数据(例如，视频，高质音频等)在移动业务中占主导地位的应用场景。本发明实施例中，针对视频，高质音频等大数据，网络控制节点会将大数据分割成多个数据包，并分别对这多个数据包进行传输。此外，对于每个大数据的数据传输请求，网络控制节点均会定位请求节点和多个持有节点。

其中，网络控制节点可以利用编码技术(比如随机线性网络编码技术)将大数据分割成多个数据包，例如，利用编码技术将大数据分割成数据包1-数据包8。在具体应用中，分割成的多个数据包的大小可以相同，也可以不同。为了方便描述，后续以大数据被分割成相同大小的多个数据包为例进行说明。

本发明实施例中，需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据的确定过程，具体包括但不限于如下情况：在接收到来自请求节点的数据请求消息时，网络控制节点获得数据请求消息所请求数据的数据量，并在数据量大于预设阈值时，确定需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据；或者，网络控制节点获知有数据需要传输给请求节点时，获得待传输给请求节点的数据的数据量，在数据量大于预设阈值时，确定需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据。

步骤102，针对每个持有节点，针对该持有节点与请求节点之间的每个路径，网络控制节点确定该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔，并利用该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔计算该路径的路径权重。其中，两个相邻节点之间的相遇时间间隔是指两个相邻节点之间传输数据的时间平均值。

其中，对于每一个大数据的数据传输请求，均会有请求节点和多个持有节点，假设请求节点为节点A，多个持有节点分别为节点B、节点C和节点D。在后续的所有描述中，均以节点A为请求节点，节点B、节点C和节点D为持有节点为例进行说明。基于各节点之间的网络拓扑，可以获知持有节点与请求节点之间的各路径，如针对持有节点(节点B)，节点B与节点A之间的路径包括：节点B-节点1-节点2-节点A，节点B-节点1-节点3-节点A，节点B-节点4-节点5-节点A。

本发明实施例中，针对持有节点与请求节点之间的每个路径，可以获得该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔，并利用该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔计算该路径的路径权重。例如，针对节点B与节点A之间的路径(节点B-节点1-节点2-节点A)，分别获得节点B与节点1之间的相遇时间间隔，节点1与节点2之间的相遇时间间隔，节点2与节点A之间的相遇时间间隔。之后，基于节点B与节点1之间的相遇时间间隔，节点1与节点2之间的相遇时间间隔，节点2与节点A之间的相遇时间间隔，可以计算路径(节点B-节点1-节点2-节点A)的路径权重。

本发明实施例中，考虑是利用DTN转移蜂窝网部分流量负载，网络中数据传输依靠节点与节点之间的相遇机会来形成多跳传输路径，可以使用网络连通图G(V,E)来表示，其中一对节点i,j∈V之间的通信过程则表示为边e_ij∈E。每个边的特征参数由每对节点之间的相遇时间间隔来决定，相遇时间间隔服从幂律分布指数拖尾。为了详细说明这个过程，在网络图中定义多跳机会路径，节点A，B之间的一个r跳机会路径P_AB＝(V_P,E_p)包括一个节点集和一个权重分别为{λ₁,λ₂,...,λ_r}的边的集合基于此，路径权重w_AB(T)是指数据在时间T内通过机会路径P_AB从A传送到B的概率。

由于路径P_AB上的每个边e_k和一对节点相关，因此，节点N_k和节点N_k+1之间的相遇时间间隔J_k(即相邻节点之间的相遇时间间隔)的CDF(CumulativeDistribution Function，累积分布函数)可以用于衡量边的权重，如λ_k。基于此，可以利用持有节点与请求节点之间的各路径上的每两个相邻节点之间的相遇时间间隔的CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function，互补累积分布函数)计算出持有节点与请求节点之间的该路径的路径权重，即由该路径在有限过期时间内完成数据传递的概率，该路径权重即w_AB(T)，T为有限过期时间。

在计算持有节点与请求节点之间的各路径上的每两个相邻节点之间的相遇时间间隔的CCDF的过程中，使用z₁表示连接s(请求节点)和h_i(持有节点)的一个两跳路径的相遇时间间隔，r₁是这个路径上的中继节点。x₁表示请求节点s与中继节点r₁的相遇时间间隔，y₁表示中继节点r₁与持有节点h_i的相遇时间间隔，z₁＝x₁+y₁，则计算一个两跳路径的相遇时间间隔z₁的CCDF的方式包括但不限于如下公式：

$\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{F}\left(z_1\right)=P\{x_1+y_1>z_1\}\\ =\∫{\∫}_{x_1+y_1>z_1}{p}_{11}\left(x_1\right)\·p_{12}\left(y_1\right){\mathrm{dx}}_1{\mathrm{dy}}_1\\ ={\∫}_{0^{+}}^{+\mathrm{\∞}}\left({\∫}_{z_1-y_1}^{+\mathrm{\∞}}{p}_{11}\right(x_1){\mathrm{dx}}_1)\·p_{12}\left(y_1\right){\mathrm{dy}}_1\end{array}.$

$p_{ij}\left(x\right)=C_{ij}({\mathrm{\α}}_{ij}\·x^{-{\mathrm{\α}}_{ij}-1}+{\mathrm{\β}}_{ij}\·x^{-{\mathrm{\α}}_{ij}})\·e^{-{\mathrm{\β}}_{ij}x},C_{ij}={\left(t_{ij}\right)}^{{\mathrm{\α}}_{ij}}\·e^{{\mathrm{\β}}_{ij}{t}_{ij}}$ 由最小间隔时间t_ij决定，α_ij和β_ij为帕累托指数分布中的归一化常量，i和j表示第i个路径的第j跳，s为请求节点，V_h＝{h₁,h₂,...,h_α}表示持有节点的集合。在实际应用中，可以设置路径权重阈值来筛选路径，以过滤掉在有限过期时间之前完成数据传送任务概率较小的路径，即删除路径权重较小的路径。进一步的，基于相遇时间间隔的CCDF可以计算得到持有节点与请求节点之间的路径权重。

步骤103，针对多个数据包中的每个数据包(即大数据分割成的多个数据包中的每个数据包)，针对每个持有节点，网络控制节点根据该持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重、各路径上的位于该持有节点与请求节点之间的各节点的缓存量，从各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径。

例如，针对数据包1，当持有节点为节点B、节点C和节点D时，则针对节点B，根据节点B与节点A(即请求节点)之间的各路径的路径权重、各路径上的位于节点B与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包1选择位于节点B的备选路径；针对节点C，根据节点C与节点A之间的各路径的路径权重、各路径上的位于节点C与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包1选择位于节点C的备选路径；针对节点D，根据节点D与节点A之间的各路径的路径权重、各路径上的位于节点D与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包1选择位于节点B的备选路径。对于其它数据包的选择与此类似，在此不再重复赘述。

步骤104，根据位于每个持有节点的备选路径的路径权重，网络控制节点从每个持有节点的备选路径中选择该数据包对应的最优路径。

具体的，网络控制节点获得每个持有节点的备选路径的路径权重，并确定路径权重最大的备选路径，并选择路径权重最大的备选路径为该数据包对应的最优路径。例如，针对数据包1，从节点B中选择备选路径1，从节点C中选择备选路径2，从节点D中选择备选路径3，当备选路径1的路径权重最大时，则网络控制节点选择备选路径1为数据包1对应的最优路径。

步骤105，网络控制节点通知最优路径对应的持有节点传输该数据包，由最优路径对应的持有节点通过该最优路径将该数据包发送给请求节点。例如，针对数据包1，当节点B上的备选路径1为数据包1的最优路径时，则通知节点B传输数据包1，由节点B通过备选路径1(即最优路径)将该数据包1发送给请求节点。

针对步骤103，本发明实施例中，如图2所示，针对多个数据包中的每个数据包(即大数据分割成的多个数据包中的每个数据包)，针对每个持有节点，网络控制节点根据该持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重、各路径上的位于该持有节点与请求节点之间的各节点的缓存量，从各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径的过程，具体包括但不限于如下方式：

步骤201，将该数据分割得到的所述多个数据包的标识组成一个包环，根据最短路径算法，网络控制节点计算每个持有节点到请求节点之间的路径时延期望，并利用每个持有节点到请求节点之间的路径时延期望，为每个持有节点选择待传输给该请求节点的数据包的标识。其中，为每个持有节点选择的数据包的标识的数目与持有节点到请求节点之间的路径时延期望成反比。

其中，对于每一个持有节点，可以利用最短路径算法(如D算法)计算得到该持有节点到请求节点之间的最短路径以及对应的路径时延期望E(p_i)。对于采用最短路径算法得到路径时延期望的过程，本发明实施例中不再详加赘述。

本发明实施例中，在利用编码技术将大数据分割成多个数据包时，这多个数据包的标识组成一个包环。如图4A所示，假设利用编码技术将大数据分割成L个数据包，则这L个数据包的标识组成一个包环，且这L个数据包的标识被选择给多个持有节点。在为多个持有节点选择L个数据包的标识时，为持有节点选择的数据包的标识的数目与该持有节点到请求节点之间的路径时延期望成反比，即当持有节点到请求节点之间的路径时延期望越大时，则为该持有节点选择的数据包的标识的数目越少，当持有节点到请求节点之间的路径时延期望越小时，则为该持有节点选择的数据包的标识的数目越多。

本发明实施例中，为了保证请求节点能够恢复原始大数据，则为所有持有节点选择的数据包的标识的总数目需要大于等于大数据被分割成的数据包的数量，后续以为所有持有节点选择的数据包的标识的总数目为L个为例进行说明。

例如，如图4B所示的数据包分配的示意图，当将大数据分割成8个数据包，该8个数据包的标识分别为数据包1-数据包8时，则基于各持有节点到请求节点之间的路径时延期望，假设为节点B选择的数据包的标识为数据包1和数据包2，为节点C选择的数据包的标识为数据包3、数据包4和数据包5，为节点D选择的数据包的标识为数据包6、数据包7和数据包8。

步骤202，针对每个持有节点，网络控制节点确定为该持有节点选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识和终止数据包的标识，根据该持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重，各路径上的位于该持有节点与请求节点之间的各节点的缓存量，从各路径中为起始数据包的标识到终止数据包的标识之间的每个数据包选择位于该持有节点的备选路径。

例如，针对节点B，为节点B选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包1，终止数据包的标识为数据包2，因此，根据节点B与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点B与节点A之间的各节点的缓存量，为数据包1选择备选路径，并为数据包2选择备选路径。此外，针对节点C，为节点C选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包3，终止数据包的标识为数据包5，因此，根据节点C与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点C与节点A之间的各节点的缓存量，为数据包3选择备选路径，并为数据包4选择备选路径，并为数据包5选择备选路径。此外，针对节点D，为节点D选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包6，终止数据包的标识为数据包8，因此，根据节点D与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点D与节点A之间的各节点的缓存量，为数据包6选择备选路径，并为数据包7选择备选路径，并为数据包8选择备选路径。

步骤203，网络控制节点判断为该持有节点选择的数据包的标识是否已包含包环上的所有数据包的标识；如果否，则执行步骤204；如果是，则结束备选路径选择过程，即结束流程。例如，由于包环上的所有数据包的标识为数据包1-数据包8，当为节点B选择的数据包的标识为数据包1、数据包2时，则为节点B选择的数据包的标识没有包含包环上的所有数据包的标识；当为节点B选择的数据包的标识为数据包1、数据包2、数据包7时，则为节点B选择的数据包的标识没有包含包环上的所有数据包的标识；当为节点B选择的数据包的标识为数据包1-数据包8时，则为节点B选择的数据包的标识已经包含包环上的所有数据包的标识。

步骤204，网络控制节点根据该包环对应的数据包的标识，从该持有节点对应的未选择的数据包的标识中，为该持有节点选择新的数据包的标识。

例如，包环上的所有数据包的标识为数据包1-数据包8，当为节点B选择的数据包的标识为数据包1、数据包2时，则节点B对应的未选择的数据包的标识为数据包3-数据包8，因此，从数据包3-数据包8中选择一个或多个数据包的标识作为节点B的新的数据包的标识，如选择数据包3或者数据包6。

在本发明实施例的一种优选实施方式中，网络控制节点根据该包环对应的数据包的标识，从该持有节点对应的未选择的数据包的标识中，为该持有节点选择新的数据包的标识的过程，具体可以包括但不限于如下方式：方式一、网络控制节点保持该持有节点在包环上的起始数据包的标识不变，将该持有节点在包环上的终止数据包的标识在包环上顺时针移动迭代步长个数据包的标识，并为该持有节点选择当前移动的新的迭代步长个数据包的标识。或者，方式二、网络控制节点保持该持有节点在包环上的终止数据包的标识不变，将该持有节点在包环上的起始数据包的标识在包环上逆时针移动迭代步长个数据包的标识，并为该持有节点选择当前移动的新的迭代步长个数据包的标识。

其中，迭代步长为正整数，用于控制数据包数循环的精度。

步骤205、网络控制节点根据该持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重，各路径上的位于该持有节点与请求节点之间的各节点的缓存量，从各路径中为当前选择的新的标识的数据包选择位于该持有节点的备选路径。之后，执行步骤203。

例如迭代步长为1时，由于为节点B选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包1，终止数据包的标识为数据包2，为节点C选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包3，终止数据包的标识为数据包5，为节点D选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包6，终止数据包的标识为数据包8，因此为各持有节点选择的数据包的标识均没有包含包环上的所有数据包的标识。如图4C所示，当固定包环上的起始数据包的标识，并对包环上的终止数据包的标识顺时针移动迭代步长个数据包的标识时，为节点B选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包1，终止数据包的标识为数据包3，此时为该节点B选择新的数据包3。为节点C选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包3，终止数据包的标识为数据包6，此时为该节点C选择新的数据包6。为节点D选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包6，终止数据包的标识为数据包1，此时为该节点D选择新的数据包1。基于此，根据节点B与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点B与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包3选择备选路径，根据节点C与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点C与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包6选择备选路径，根据节点D与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点D与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包1选择备选路径。

继续固定包环上的起始数据包的标识，并对包环上的终止数据包的标识顺时针移动迭代步长个数据包的标识，为节点B选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包1，终止数据包的标识为数据包4，此时为该节点B选择新的数据包4。为节点C选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包3，终止数据包的标识为数据包7，此时为该节点C选择新的数据包7。为节点D选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包6，终止数据包的标识为数据包2，此时为该节点D选择新的数据包2。基于此，根据节点B与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点B与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包4选择备选路径，根据节点C与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点C与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包7选择备选路径，根据节点D与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点D与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包2选择备选路径。以此类推，直到每个持有节点对应的数据包的标识已包含包环上的所有数据包的标识。

又例如迭代步长为1时，由于为节点B选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包1，终止数据包的标识为数据包2，为节点C选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包3，终止数据包的标识为数据包5，为节点D选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包6，终止数据包的标识为数据包8，因此为各持有节点选择的数据包的标识均没有包含包环上的所有数据包的标识。当固定包环上的终止数据包的标识，并对包环上的起始数据包的标识逆时针移动迭代步长个数据包的标识时，为节点B选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包8，终止数据包的标识为数据包2，此时为该节点B选择新的数据包8。为节点C选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包2，终止数据包的标识为数据包5，此时为该节点C选择新的数据包2。为节点D选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包5，终止数据包的标识为数据包8，此时为该节点D选择新的数据包5。基于此，根据节点B与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点B与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包8选择备选路径，根据节点C与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点C与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包2选择备选路径，根据节点D与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点D与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包5选择备选路径。

继续固定包环上的终止数据包的标识，并对包环上的起始数据包的标识逆时针移动迭代步长个数据包的标识时，为节点B选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包7，终止数据包的标识为数据包2，此时为该节点B选择新的数据包7。为节点C选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包1，终止数据包的标识为数据包5，此时为该节点C选择新的数据包1。为节点D选择的数据包的标识在包环上的起始数据包的标识为数据包4，终止数据包的标识为数据包8，此时为该节点D选择新的数据包4。基于此，根据节点B与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点B与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包7选择备选路径，根据节点C与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点C与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包1选择备选路径，根据节点D与节点A之间的各路径的路径权重，各路径上的位于节点D与节点A之间的各节点的缓存量，从各路径中为数据包4选择备选路径。以此类推，一直到每个持有节点分配到的数据包的标识已包含包环上的所有数据包的标识。

针对步骤103以及图2所示的流程，本发明实施例中，如图3所示，针对多个数据包中的每个数据包(即大数据分割成的多个数据包中的每个数据包)，针对每个持有节点，网络控制节点根据该持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重、各路径上的位于该持有节点与请求节点之间的各节点的缓存量，从各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径的过程，具体包括但不限于：

步骤301，网络控制节点根据该持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重，按照路径权重从高到低的顺序对各路径进行排序，得到优选路径集合。

其中，针对每个持有节点，网络控制节点可以计算该持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重，并根据该持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重，可以按照路径权重从高到低的顺序对各路径进行排序，得到优选路径集合。进一步的，还可以将优选路径集合存储在一个N×N矩阵中，由于网络中两个节点之间的路径是对称的，因此该矩阵是一个上三角矩阵。

例如，当路径(节点B-节点1-节点2-节点A)的路径权重大于路径(节点B-节点1-节点3-节点A)的路径权重，且路径(节点B-节点1-节点3-节点A)的路径权重大于路径(节点B-节点4-节点5-节点A)的路径权重时，则优选路径集合中各路径依次包括：路径(节点B-节点1-节点2-节点A)、路径(节点B-节点1-节点3-节点A)、路径(节点B-节点4-节点5-节点A)。

步骤302，网络控制节点依次判断优选路径集合中的路径上的位于该持有节点与请求节点之间的各节点的缓存量是否已达到缓存阈值。如果各节点的缓存量均未达到缓存阈值，则执行步骤303；如果各节点中存在缓存量达到缓存阈值的节点时，则继续执行步骤302，判断该优选路径集合中的下一路径。其中，节点的缓存量为该节点待传输的数据的总量。

步骤303，网络控制节点利用该数据包的信息(如数据包的大小)更新各节点的缓存量，并将当前选择的路径作为该数据包的备选路径。

例如，当持有节点为节点B，持有节点的优选路径集合中记录的各路径按照路径权重从高到低的顺序依次为路径(节点B-节点1-节点2-节点A)、路径(节点B-节点1-节点3-节点A)、路径(节点B-节点4-节点5-节点A)时，则在为数据包1选择备选路径的过程中，首先选择路径(节点B-节点1-节点2-节点A)。如果路径(节点B-节点1-节点2-节点A)上位于节点B与节点A之间的各节点的缓存量未达到缓存阈值，则利用数据包1的大小更新路径(节点B-节点1-节点2-节点A)上位于节点B与节点A之间的各节点的缓存量，并将路径(节点B-节点1-节点2-节点A)作为数据包1在节点B的备选路径。如果路径(节点B-节点1-节点2-节点A)上位于节点B与节点A之间的各节点的缓存量已达到缓存阈值，则选择路径(节点B-节点1-节点3-节点A)继续进行判断，以此类推，后续处理不再详加赘述。

其中，在判断路径上的位于持有节点与请求节点之间的各节点的缓存量是否均已经达到缓存阈值的过程中。针对路径(节点B-节点1-节点3-节点A)，判断节点1的缓存量是否已经达到缓存阈值，节点3的缓存量是否已经达到缓存阈值。如果所有节点的缓存量均未达到缓存阈值，则该路径上的位于持有节点与请求节点之间的各节点的缓存量未达到缓存阈值；如果有任一节点的缓存量达到缓存阈值，则该路径上的位于持有节点与请求节点之间的各节点的缓存量达到缓存阈值。

其中，在利用数据包1的信息更新路径(节点B-节点1-节点2-节点A)对应的缓存量时，可以利用数据包的大小更新路径上每个节点对应的缓存量，或者利用数据包的数量更新路径上每个节点对应的缓存量。例如，更新节点B对应的缓存量为节点B的当前缓存量与数据包1的大小之和，或者更新节点B对应的缓存量为节点B的当前缓存量+1。对于节点1、节点2、节点A对应的缓存量的更新，在此不再重复赘述。

其中，如果持有节点的优选路径集合中的所有路径对应的缓存量均已达到缓存阈值时，则从优选路径集合中任意选择一个路径作为数据包的备选路径。

本发明实施例中，由于网络控制节点可以周期性的统计整个网络的节点信息，即可以周期性的获得各节点的缓存量，因此，在各持有节点通过最优路径将数据包发送给请求节点后，最优路径上的各节点的缓存量会发生变化，网络控制节点可以基于后续统计到的各节点的缓存量更新缓存量，该过程不再赘述。

在本发明实施例的上述过程中，为了提高数据传输的可靠性，还可以为最优路径选择一个或者多个备份路径，且为数据包的备选路径选择一个或者多个备份路径。为了方便描述，以为备选路径选择一个备份路径，并为最优路径选择一个备份路径为例进行说明。其中，针对备选路径的备份路径，该备份路径的选择方式与备选路径的选择方式相同。针对最优路径的备份路径，该备份路径的选择方式与最优路径的选择方式相同。

基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：本发明实施例中，通过将大数据分割成多个数据包，并利用持有节点与请求节点之间的各路径的路径权重为每个数据包选择最优路径，并通过最优路径发送数据包，从而避免一个持有节点向请求节点传输整个大数据，降低网络开销，有效利用多个持有节点来分流蜂窝网络的数据流量，提高大数据网络传输性能。

实施例二

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种网络控制节点，应用于包括所述网络控制节点、请求节点和持有节点的网络中，如图5所示，所述网络控制节点具体包括：

确定模块11，用于在需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据时，确定包含所述数据的多个持有节点，并将所述数据分割成多个数据包；计算模块12，用于针对多个持有节点中的每个持有节点，针对该持有节点与请求节点之间的每个路径，确定该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔，并利用该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔计算该路径的路径权重；选择模块13，用于针对所述多个数据包中的每个数据包，针对每个持有节点，根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重、所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径；根据位于每个持有节点的备选路径的路径权重，从所述每个持有节点的备选路径中选择该数据包对应的最优路径；发送模块14，用于通知所述最优路径对应的持有节点传输该数据包，由所述最优路径对应的持有节点通过所述最优路径将该数据包发送给所述请求节点。

所述确定模块11，具体用于在需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据的确定过程中，在接收到来自所述请求节点的数据请求消息时，获得所述数据请求消息所请求数据的数据量，在所述数据量大于预设阈值时，确定需要向所述请求节点传输数据量大于预设阈值的数据；或者，获知有数据需要传输给所述请求节点时，获得待传输给所述请求节点的数据的数据量，在所述数据量大于预设阈值时，确定需要向所述请求节点传输数据量大于预设阈值的数据。

所述选择模块13，具体用于在所述针对每个持有节点，根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重、所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径的过程中，执行如下步骤选择备选路径：

步骤A1、将该数据分割得到的所述多个数据包的标识组成一个包环，根据最短路径算法，计算每个持有节点到所述请求节点之间的路径时延期望，并利用每个持有节点到所述请求节点之间的路径时延期望，为每个持有节点选择待传输给所述请求节点的数据包的标识；其中，为每个持有节点选择的数据包的标识的数目与持有节点到所述请求节点之间的路径时延期望成反比；步骤B1、针对每个持有节点，确定为该持有节点选择的数据包的标识在所述包环上的起始数据包的标识和终止数据包的标识，根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为所述起始数据包的标识到所述终止数据包的标识之间的每个数据包选择位于该持有节点的备选路径；步骤C1、判断为该持有节点选择的数据包的标识是否已包含所述包环上的所有数据包的标识；如果否，则执行步骤D1；如果是，结束备选路径选择过程；步骤D1、根据该包环对应的数据包的标识，从该持有节点对应的未选择的数据包的标识中，为该持有节点选择新的数据包的标识；步骤E1、根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为当前选择的新的标识的数据包选择位于该持有节点的备选路径；执行步骤C1。

所述选择模块13，具体用于在根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径的过程中，执行如下步骤选择备选路径：

步骤A2、根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，按照路径权重从高到低的顺序对各路径进行排序，得到优选路径集合；步骤B2、依次判断所述优选路径集合中的路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量是否已达到缓存阈值；如果所述各节点的缓存量均未达到缓存阈值，则执行步骤C2；如果所述各节点中存在缓存量达到缓存阈值的节点时，则继续执行步骤B2，判断该优选路径集合中的下一路径；其中，节点的缓存量为该节点待传输的数据的总量；步骤C2、利用该数据包的信息更新所述各节点的缓存量，并将当前选择的路径作为该数据包的备选路径。

所述选择模块13，具体用于在根据该包环对应的数据包的标识，从该持有节点对应的未选择的数据包的标识中，为该持有节点选择新的数据包的标识的过程中，保持该持有节点在所述包环上的起始数据包的标识不变，将该持有节点在所述包环上的终止数据包的标识在所述包环上顺时针移动迭代步长个数据包的标识，并为该持有节点选择当前移动的新的迭代步长个数据包的标识，或者，保持该持有节点在所述包环上的终止数据包的标识不变，将该持有节点在所述包环上的起始数据包的标识在所述包环上逆时针移动迭代步长个数据包的标识，并为该持有节点选择当前移动的新的迭代步长个数据包的标识。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

对于系统/装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种数据的传输方法，该方法应用于包括网络控制节点、请求节点和持有节点的网络中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据时，所述网络控制节点确定包含所述数据的多个持有节点，并将所述数据分割成多个数据包；

针对所述多个持有节点中的每个持有节点，针对该持有节点与所述请求节点之间的每个路径，所述网络控制节点确定该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔，并利用该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔计算该路径的路径权重；

针对所述多个数据包中的每个数据包，针对每个持有节点，所述网络控制节点根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重、所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径；根据位于每个持有节点的备选路径的路径权重，所述网络控制节点从所述每个持有节点的备选路径中选择该数据包对应的最优路径；所述网络控制节点通知所述最优路径对应的持有节点传输该数据包，由所述最优路径对应的持有节点通过所述最优路径将该数据包发送给所述请求节点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据的确定过程，具体包括：

在接收到来自所述请求节点的数据请求消息时，所述网络控制节点获得所述数据请求消息所请求数据的数据量，并在所述数据量大于预设阈值时，确定需要向所述请求节点传输数据量大于预设阈值的数据；或者，

所述网络控制节点获知有数据需要传输给所述请求节点时，获得待传输给所述请求节点的数据的数据量，并在所述数据量大于预设阈值时，确定需要向所述请求节点传输数据量大于预设阈值的数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每个持有节点，所述网络控制节点根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重、所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径的过程，具体包括：

步骤A1、将该数据分割得到的所述多个数据包的标识组成一个包环，根据最短路径算法，所述网络控制节点计算每个持有节点到所述请求节点之间的路径时延期望，并利用每个持有节点到所述请求节点之间的路径时延期望，为每个持有节点选择待传输给所述请求节点的数据包的标识；其中，为每个持有节点选择的数据包的标识的数目与持有节点到所述请求节点之间的路径时延期望成反比；

步骤B1、针对每个持有节点，所述网络控制节点确定为该持有节点选择的数据包的标识在所述包环上的起始数据包的标识和终止数据包的标识，根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为所述起始数据包的标识到所述终止数据包的标识之间的每个数据包选择位于该持有节点的备选路径；

步骤C1、所述网络控制节点判断为该持有节点选择的数据包的标识是否已包含所述包环上的所有数据包的标识；如果否，则执行步骤D1；如果是，则结束备选路径选择过程；

步骤D1、所述网络控制节点根据该包环对应的数据包的标识，从该持有节点对应的未选择的数据包的标识中，为该持有节点选择新的数据包的标识；

步骤E1、所述网络控制节点根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为当前选择的新的标识的数据包选择位于该持有节点的备选路径；执行步骤C1。

4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述网络控制节点根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径的过程，具体包括：

步骤A2、所述网络控制节点根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，按照路径权重从高到低的顺序对各路径进行排序，得到优选路径集合；

步骤B2、所述网络控制节点依次判断所述优选路径集合中的路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量是否已达到缓存阈值；如果所述各节点的缓存量均未达到缓存阈值，则执行步骤C2；如果所述各节点中存在缓存量达到缓存阈值的节点时，则继续执行步骤B2，判断该优选路径集合中的下一路径；其中，节点的缓存量为该节点待传输的数据的总量；

步骤C2、所述网络控制节点利用该数据包的信息更新所述各节点的缓存量，并将当前选择的路径作为该数据包的备选路径。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网络控制节点根据该包环对应的数据包的标识，从该持有节点对应的未选择的数据包的标识中，为该持有节点选择新的数据包的标识的过程，具体包括：

所述网络控制节点保持该持有节点在所述包环上的起始数据包的标识不变，将该持有节点在所述包环上的终止数据包的标识在所述包环上顺时针移动迭代步长个数据包的标识，并为该持有节点选择当前移动的新的迭代步长个数据包的标识，或者，所述网络控制节点保持该持有节点在所述包环上的终止数据包的标识不变，将该持有节点在所述包环上的起始数据包的标识在所述包环上逆时针移动迭代步长个数据包的标识，并为该持有节点选择当前移动的新的迭代步长个数据包的标识。

6.一种网络控制节点，应用于包括所述网络控制节点、请求节点和持有节点的网络中，其特征在于，所述网络控制节点具体包括：

确定模块，用于在需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据时，确定包含所述数据的多个持有节点，并将所述数据分割成多个数据包；

计算模块，用于针对多个持有节点中的每个持有节点，针对该持有节点与请求节点之间的每个路径，确定该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔，并利用该路径上每两个相邻节点之间的相遇时间间隔计算该路径的路径权重；

选择模块，用于针对所述多个数据包中的每个数据包，针对每个持有节点，根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重、所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径；根据位于每个持有节点的备选路径的路径权重，从所述每个持有节点的备选路径中选择该数据包对应的最优路径；

发送模块，用于通知所述最优路径对应的持有节点传输该数据包，由所述最优路径对应的持有节点通过所述最优路径将该数据包发送给所述请求节点。

7.如权利要求6所述的网络控制节点，其特征在于，

所述确定模块，具体用于在需要向请求节点传输数据量大于预设阈值的数据的确定过程中，在接收到来自所述请求节点的数据请求消息时，获得所述数据请求消息所请求数据的数据量，在所述数据量大于预设阈值时，确定需要向所述请求节点传输数据量大于预设阈值的数据；或者，获知有数据需要传输给所述请求节点时，获得待传输给所述请求节点的数据的数据量，并在所述数据量大于预设阈值时，确定需要向所述请求节点传输数据量大于预设阈值的数据。

8.如权利要求6所述的网络控制节点，其特征在于，

所述选择模块，具体用于在所述针对每个持有节点，根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重、所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径的过程中，执行如下步骤选择备选路径：

步骤A1、将该数据分割得到的所述多个数据包的标识组成一个包环，根据最短路径算法，计算每个持有节点到所述请求节点之间的路径时延期望，并利用每个持有节点到所述请求节点之间的路径时延期望，为每个持有节点选择待传输给所述请求节点的数据包的标识；其中，为每个持有节点选择的数据包的标识的数目与持有节点到所述请求节点之间的路径时延期望成反比；

步骤B1、针对每个持有节点，确定为该持有节点选择的数据包的标识在所述包环上的起始数据包的标识和终止数据包的标识，根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为所述起始数据包的标识到所述终止数据包的标识之间的每个数据包选择位于该持有节点的备选路径；

步骤C1、判断为该持有节点选择的数据包的标识是否已包含所述包环上的所有数据包的标识；如果否，则执行步骤D1；如果是，结束备选路径选择过程；

步骤D1、根据该包环对应的数据包的标识，从该持有节点对应的未选择的数据包的标识中，为该持有节点选择新的数据包的标识；

步骤E1、根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为当前选择的新的标识的数据包选择位于该持有节点的备选路径；执行步骤C1。

9.如权利要求6或8所述的网络控制节点，其特征在于，

所述选择模块，具体用于在根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，所述各路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量，从所述各路径中为该数据包选择位于该持有节点的备选路径的过程中，执行如下步骤选择备选路径：

步骤A2、根据该持有节点与所述请求节点之间的各路径的路径权重，按照路径权重从高到低的顺序对各路径进行排序，得到优选路径集合；

步骤B2、依次判断所述优选路径集合中的路径上的位于该持有节点与所述请求节点之间的各节点的缓存量是否已达到缓存阈值；如果所述各节点的缓存量均未达到缓存阈值，则执行步骤C2；如果所述各节点中存在缓存量达到缓存阈值的节点时，则继续执行步骤B2，判断该优选路径集合中的下一路径；其中，节点的缓存量为该节点待传输的数据的总量；

步骤C2、利用该数据包的信息更新所述各节点的缓存量，并将当前选择的路径作为该数据包的备选路径。

10.如权利要求8所述的网络控制节点，其特征在于，

所述选择模块，具体用于在根据该包环对应的数据包的标识，从该持有节点对应的未选择的数据包的标识中，为该持有节点选择新的数据包的标识的过程中，保持该持有节点在所述包环上的起始数据包的标识不变，将该持有节点在所述包环上的终止数据包的标识在所述包环上顺时针移动迭代步长个数据包的标识，并为该持有节点选择当前移动的新的迭代步长个数据包的标识，或者，保持该持有节点在所述包环上的终止数据包的标识不变，将该持有节点在所述包环上的起始数据包的标识在所述包环上逆时针移动迭代步长个数据包的标识，并为该持有节点选择当前移动的新的迭代步长个数据包的标识。