CN106936852B - 一种数据发送和接收方法、设备以及数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据发送方法，包括：将待发送的数据进行组包，并为每个数据包分配一个数据标识，以得到每个数据标识对应的第一类型数据包；将第一类型数据包分成多个子包后进行编号，以得到每个数据标识对应的第二类型数据包；分别将每个数据标识所对应的第一类型数据包以TCP协议、第二类型数据包以UDP协议发送给数据接收方。本发明还公开了对应的数据接收方法，若接受方先接收到某个数据标识所对应的第一类型数据包，则停止接收其对应的第二类型数据包，并清除掉已接收的第二类型数据包。若已接收的第二类型数据包能够组成完整的第一类型数据包，则停止接收对第一类型数据包。本发明还公开了对应的数据发送设备、接收设备和数据传输系统。

Description

一种数据发送和接收方法、设备以及数据传输系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种数据发送和接收方法、设备以及数据传输系统。

背景技术

TCP(Transmission Control Protocol传输协议)、UDP(User Datagram Protocol用户数据包协议)是两种不同的传输协议。

TCP是一种面向连接的协议，提供IP环境下的数据可靠传输。通过接收端返回每一个发送IP数据包的确认消息，对没有收到确认消息的数据包进行重传，保证了数据传输的可靠性。但这个过程也降低了数据包的传输速度。

UDP是一种面向非连接的协议，不与对方建立连接直接发送数据包，因此其传输速度快于TCP传输。但在传输过程中并不返回确认信息，接收端在没有收到相应数据包的情况下，不能通知发送端重新发送，其是一种不可靠的信息传输协议，不能保证接收数据的完整性。

综上，在丢包率较高的网络环境中，使用TCP网络传输会导致数据传输高延迟，使用UDP网路传输会导致数据传输不可靠。因此，需要提供一种可以兼顾低延迟与可靠性两种优点的数据传输方案。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种数据发送和接收方法、设备以及数据传输系统，以力图解决或者至少解决上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种数据发送方法，适于在网络设备中执行，包括步骤：将待发送的数据进行数据组包，并为每个组包后的数据包分配一个唯一的数据标识，从而得到每个数据标识所对应的第一类型数据包；将第一类型数据包分成多个子包，并为每个子包进行编号，从而得到每个数据标识所对应的第二类型数据包；以及经由网络分别将每个数据标识所对应的第一类型数据包以TCP协议、第二类型数据包以UDP协议发送给数据接收方。

可选地，在根据本发明的数据发送方法中，将第一类型数据包分成多个子包的步骤包括：将数据容量超过UDP数据包容量范围的第一类型数据包分成多个子包。

根据本发明的另一个方面，提供一种数据接收方法，适于在网络设备中执行，包括步骤：创建一个用于接收数据包的队列；经由网络以TCP协议接收第一类型数据包、以UDP协议接收第二类型数据包，并将接收到的各数据包存储到队列中，其中，每个第一类型数据包对应于一个唯一的数据标识，第二类型数据包是将第一类型数据包分包为多个子包并为每个子包进行编号之后形成，每个第二类型数据包同样对应于一个数据标识；对于任一数据标识，如果先接收到该数据标识所对应的第一类型数据包，则停止接收该数据标识所对应的第二类型数据包，并清除在队列中已接收到的第二类型数据包；以及对于任一数据标识，如果在队列中存储的一个或者多个第二类型数据包能够组成完整的第一类型数据包，则停止接收该数据标识所对应的第一类型数据包。

可选地，在根据本发明的数据接收方法中，还包括步骤：在队列中对已接收到的第二类型数据包的数据标识和子包编号进行记录。

可选地，在根据本发明的数据接收方法中，还包括步骤：对于某个数据标识，如果数据接收设备已完整接收该数据标识所对应的第一型数据包或第二型数据包，则在队列中将该数据标识所对应的数据包标记为已完整，并取出该数据包进行处理。

根据本发明的又一个方面，提供一种数据发送设备，包括：数据组包单元，适于将待发送的数据进行数据组包，并为每个组包后的数据包分配一个唯一的数据标识，从而得到每个数据标识所对应的第一类型数据包；子包分割单元，适于将第一类型数据包分成多个子包，并为每个子包进行编号，从而得到每个数据标识所对应的第二类型数据包；以及数据发送单元，适于经由网络分别将每个数据标识所对应的第一类型数据包以TCP协议、第二类型数据包以UDP协议发送给数据接收设备。

根据本发明的又一个方面，提供一种数据接收设备，包括：队列创建单元，适于创建一个用于接收数据包的队列；数据接收单元，适于经由网络以TCP协议接收第一类型数据包，并以UDP协议接收第二类型数据包，并将接收到的各数据包存储到队列中，其中，每个第一类型数据包对应于一个唯一的数据标识，第二类型数据包是将第一类型数据包分包为多个子包并为每个子包进行编号之后形成，每个第二类型数据包同样对应于一个数据标识；以及终止单元，适于当先接收到某个数据标识所对应的第一类型数据包时，停止接收该数据标识所对应的第二类型数据包，并清除在队列中已接收到的第二类型数据包；对于任一数据标识，终止单元还适于当队列中存储的一个或者多个第二类型数据包能够组成完整的第一类型数据包时，停止接收该数据标识所对应的第一类型数据包。

根据本发明的又一个方面，提供一种数据传输系统，包括：如上所述的数据发送设备和数据接收设备；其中，数据发送设备经由网络将数据发送给数据接收设备。

根据本发明的又一个方面，提供一种计算设备，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据如上所述的方法中的任一方法的指令。

根据本发明的又一个方面，提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据如上所述的方法中的任一方法。

根据本发明的技术方案，数据发送端将待发送的数据组包后分配一个数据标识，以TCP协议发送一次；再把组包后的数据分成多个子包，进行编号后通过UDP协议发送一次。数据接收方只要先完整接收了一种形式的数据包，则直接停止接收并清除掉另一种形式的数据包。这样既保证了数据传输的完整性，还提高了数据传输的效率。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的数据传输系统100的结构框图；

图2示出了根据本发明一个实施例的数据发送设备200和数据接收设备300的结构框图；

图3示出了根据本发明一个实施例的数据发送方法400的流程图；

图4示出了根据本发明一个实施例的数据接收方法500的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的数据传输系统100的示意图。如图所示，系统100包括数据发送设备200和数据接收设备300(如图1中的数据接收设备1-4)，其中，数据发送设备200和数据接收设备300通过数据网络进行数据传输。

数据发送设备200可以实现为服务器，例如文件服务器、数据存储装置服务器、应用程序服务器和WEB服务器等，也可以实现为包括桌面计算机和笔记本计算机配置的个人计算机，还可以实现为小尺寸便携(或者移动)电子设备的一部分，这些电子设备可以是诸如手机、平板电脑、个人媒体播放器设备、无线网络浏览设备、可穿戴设备(如智能手表、智能眼镜等)、应用专用设备、或者可以包括上面任何功能的混合设备。数据接收设备300包括一个或多个移动设备，其可以是诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、电视盒子、可穿戴设备等可以接入互联网的设备。

应当指出，图1中的数据传输系统100仅是示例性的，在具体的实践情况中，数据传输系统100中可以有不同数量的数据发送设备200和数据接收设备300，本发明对系统100中所包括的数据发送设备和数据接收设备的数目不做限制。

图2布置为根据本发明一个实施例的数据发送设备200和数据接收设备300的结构框图。如图2所示，数据发送设备200包括数据组包单元220、子包分割单元240和数据发送单元260。

数据组包单元220可以将待发送的数据进行数据组包，并为每个组包后的数据包分配一个唯一的数据标识，从而得到每个数据标识所对应的第一类型数据包。

这里的组包过程可以采用现有的任意方法进行组包，本发明对此不作限制。例如，将待发送的数据组包为以下几种数据包，每个数据包对应一个数据标识。如下为第一型数据包的一个示例，其中数据包DATA1的数据标识为ID1，DATA2的数据标识为ID2，等等。

子包分割单元240将第一类型数据包分成多个子包，并为每个子包进行编号，从而得到每个数据标识所对应的第二类型数据包。具体地，子包分割单元240通常将数据容量超过UDP数据包容量范围的第一类型数据包分成多个子包。其中，UDP数据包容量范围可以是UDP数据包长度，其值为548字节。这里，网络中常见链路层协议的标准MTU值(最大传输单元Maximum Transmission Unit，超过MTU长度的包要组装、拼接，影响传输效率)为576字节，扣除IP包头的20字节和UDP包头的8字节，剩余548字节作为UDP数据包长度。

如下为每个数据标识所对应的第二类型数据包的示例，其中，数据包DATA1被分成了4个子包，分别为DATA1-1、DATA1-2、DATA1-3和DATA1-4，这4个子包的组合共同作为ID1所对应的第二类型数据包。同样地，将其他数据包也进行分包，这里可以根据其数据包的容量分割成不同数量的子包，本发明对子包的数量不作限制。

数据发送单元260可以经由网络分别将每个数据标识所对应的第一类型数据包以TCP协议、第二类型数据包以UDP协议发送给数据接收方。也就是进行了两次数据传输，包含有数据标识的原始数据包使用TCP协议发送，而分割成不同子包后的数据包使用UDP协议发送。

之后，由数据接收设备300来接收数据发送设备200所发送的两种类型的数据包。如图2所示，数据接收设备300包括：队列创建单元320、数据接收单元340和终止单元360。

队列创建单元320可以创建一个用于接收数据包的队列，每个序列可用来存储一个数据标识所对应的数据包。

队列
		序列1(ID1)	……
序列2(ID2)	……
		序列3(ID3)	……
序列4(ID4)	……
		……	……

数据接收单元340经由网络接收由数据发送设备200以TCP协议发送的不同数据标识所对应的第一类型数据包，以及以UDP协议发送的不同数据标识所对应的第二类型数据包，并将接收到的数据到存储到队列中。

对于任一数据标识，当先接收到某个数据标识所对应的第一类型数据包时，终止单元360可以停止接收该数据标识所对应的第二类型数据包，并清除在队列中已接收到的第二类型数据包。另外，当队列中存储的一个或者多个第二类型数据包能够组成完整的第一类型数据包时，终止单元360可以停止接收该数据标识所对应的第一类型数据包。

也就是，不论收到的是TCP协议发送的数据包还是UDP协议发送的数据包，均将接收到的数据存储到队列。在数据接收过程中，从接收到的数据包中提取该数据包所对应的数据标识(如ID)是否已存在于该队列中。如果不存在，则直接将数据存储到队列中。如果已存在，则判断队列中该数据标识所对应的数据是否已完整。其中，第一类型数据包只要接收到基本就代表第一数据包已接收完整；队列中存储的一个或者多个第二类型数据包能够组成完整的第一类型数据包是指该数据标识所对应的第二类型数据包的所有子包已经接收完整。如果队列中的数据包已完整，则直接丢弃准备插入的数据包，否则将收到的数据包的子包补全到队列中。

若每个ID对应的数据包都分为四个子包，以ID1为例，如果在数据接收过程中，四个子包DATA1-1、1-2、1-3和1-4先接收完整，能够组成完整的第一类型数据包，则停止接收TCP协议发送的DATA1包。反之，以ID4为例，如果先接收到以TCP协议发送的第一类型数据包DATA4，则停止接收以UDP协议发送的四个子包，并清除掉已经接收到的子包。

根据一个实施例，数据接收单元340可以在队列中对已接收到的第二类型数据包的数据标识和子包编号进行记录。对于任一数据标识，终止单元360可以根据该数据标识所对应的第二类型数据包中的子包编号来判断该第二类型数据包能否组成完整的第一类型数据包。

根据另一个实施例，数据接收设备300中还可以包括数据处理单元，其可以当数据接收设备已完整接收某个数据标识所对应的第一类型数据包或第二类型数据包时，在队列中将该数据标识所对应的数据包标记为已完整，并取出该数据包进行处理。如ID1和ID4名录下的数据包已完整，则对该序列标记为已完整，将这些数据取出来进行处理。

本发明的核心代码如下：

图3示出了根据本发明一个实施例的数据发送方法400，可以在网络设备中执行，如在数据发送设备200中执行。如图3所示，该方法始于步骤S420。

在步骤S420，将待发送的数据进行数据组包，并为每个组包后的数据包分配一个唯一的数据标识，从而得到每个数据标识所对应的第一类型数据包。

随后，在步骤S440中，将第一类型数据包分成多个子包，并为每个子包进行编号，从而得到每个数据标识所对应的第二类型数据包。

随后，在步骤S460中，经由网络分别将每个数据标识所对应的第一类型数据包以TCP协议、第二类型数据包以UDP协议发送给数据接收设备。

这里，数据发送方法400的执行逻辑与数据发送设备200的内容相同，具体可参见数据发送设备200的描述，在此不做赘述。

图4示出了根据本发明一个实施例的数据接收方法500，适于网络设备中执行，如在数据接收设备300中执行。如图4所示，该方法始于步骤S520。

在步骤S520，创建一个用于接收数据包的队列。

随后，在步骤S540中，经由网络以TCP协议接收第一类型数据包、以UDP协议接收第二类型数据包，并将接收到的各数据包存储到队列中，其中，每个第一类型数据包对应于一个唯一的数据标识，第二类型数据包是将第一类型数据包分包为多个子包并为每个子包进行编号之后形成，每个第二类型数据包同样对应于一个数据标识。

根据一个实施例，该方法还包括步骤：在队列中对已接收到的第二类型数据包的数据标识和子包编号进行记录。

随后，在步骤S560中，对于任一数据标识，如果先接收到该数据标识所对应的第一类型数据包，则停止接收该数据标识所对应的第二类型数据包，并清除在队列中已接收到的第二类型数据包。

或者，在步骤S580中，对于任一数据标识，如果在队列中存储的一个或者多个第二类型数据包能够组成完整的第一类型数据包，则停止接收该数据标识所对应的第一类型数据。

根据一个实施例，方法500还可以包括步骤：如果数据接收设备已完整接收某个数据标识所对应的第一型数据包或第二型数据包，则在队列中将该数据标识所对应的数据包标记为已完整，并取出该数据包进行处理。

这里，数据接收方法500的执行逻辑与数据接收设备300的内容相同，具体可参见数据接收设备300部分的描述，在此不做赘述。

根据本发明的技术方案，对于每个数据标识，分别以TCP协议发送一次原始数据包，以UDP协议发送一次将原始数据包分包后的数据子包。接收端先完整接收到哪种形式的数据包后，则直接丢弃另一种形式的包，这样既保证了数据传输的完整性，也提高了数据传输的效率。

A7、如A6所述的数据发送设备，其中，所述子包分割单元适于将数据容量超过UDP数据包容量范围的第一类型数据包分成多个子包。

B9、如B8所述的数据接收设备，其中，所述数据接收单元适于在所述队列中对已接收到的第二类型数据包的数据标识和子包编号进行记录。

B10、如B8所述的数据接收设备，还包括数据处理单元，适于当所述数据接收设备已完整接收某个数据标识所对应的第一类型数据包或第二类型数据包时，在所述队列中将该数据标识所对应的数据包标记为已完整，并取出该数据包进行处理。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。

在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的数据发送方法或数据接收方法。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种数据传输方法，包括步骤：

在数据发送设备中：

将待发送的数据进行数据组包，并为每个组包后的数据包分配一个唯一的数据标识，从而得到每个数据标识所对应的第一类型数据包；

将第一类型数据包分成多个子包，并为每个子包进行编号，从而得到每个数据标识所对应的第二类型数据包；以及

经由网络将每个数据标识所对应的第一类型数据包以TCP协议、第二类型数据包以UDP协议发送给数据接收方；

在数据接收设备中：

创建一个用于接收数据包的队列，该队列中的每个序列用来存储一个数据标识所对应的数据包；

经由网络以TCP协议接收第一类型数据包，并以UDP协议接收第二类型数据包，并将接收到的各数据包存储到所述队列中；

对于任一数据标识，如果先接收到该数据标识所对应的第一类型数据包，则停止接收该数据标识所对应的第二类型数据包，并清除在所述队列中已接收到的第二类型数据包；以及

对于任一数据标识，如果在所述队列中存储的一个或者多个第二类型数据包能够组成完整的第一类型数据包，则停止接收该数据标识所对应的第一类型数据包。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述将第一类型数据包分成多个子包的步骤包括：

将数据容量超过UDP数据包容量范围的第一类型数据包分成多个子包。

3.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：

在所述队列中对已接收到的第二类型数据包的数据标识和子包编号进行记录。

4.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：

对于某个数据标识，如果数据接收设备已完整接收该数据标识所对应的第一型数据包或第二型数据包，则在队列中将该数据标识所对应的数据包标记为已完整，并取出该数据包进行处理。

5.一种数据传输系统，包括数据发送设备和数据接收设备，其中，

所述数据发送设备包括：

数据组包单元，适于将待发送的数据进行数据组包，并为每个组包后的数据包分配一个唯一的数据标识，从而得到每个数据标识所对应的第一类型数据包；

子包分割单元，适于将第一类型数据包分成多个子包，并为每个子包进行编号，从而得到每个数据标识所对应的第二类型数据包；以及

数据发送单元，适于经由网络分别将每个数据标识所对应的第一类型数据包以TCP协议、第二类型数据包以UDP协议发送给数据接收方；

所述数据接收设备包括：

队列创建单元，适于创建一个用于接收数据包的队列，该队列中的每个序列用来存储一个数据标识所对应的数据包；

数据接收单元，适于经由网络以TCP协议接收第一类型数据包，并以UDP协议接收第二类型数据包，并将接收到的各数据包存储到所述队列中；

终止单元，适于当先接收到某个数据标识所对应的第一类型数据包时，停止接收该数据标识所对应的第二类型数据包，并清除在所述队列中已接收到的第二类型数据包；所述终止单元还适于当所述队列中存储的一个或者多个第二类型数据包能够组成完整的第一类型数据包时，停止接收该数据标识所对应的第一类型数据包。

6.如权利要求5所述的数据传输系统，其中，

所述子包分割单元适于将数据容量超过UDP数据包容量范围的第一类型数据包分成多个子包。

7.如权利要求5或6所述的数据传输系统，其中，所述数据接收单元适于在所述队列中对已接收到的第二类型数据包的数据标识和子包编号进行记录。

8.如权利要求5或6所述的数据传输系统，还包括数据处理单元，适于：

当所述数据接收设备已完整接收某个数据标识所对应的第一类型数据包或第二类型数据包时，在所述队列中将该数据标识所对应的数据包标记为已完整，并取出该数据包进行处理。

9.一种计算设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法的指令。

10.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法。

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