CN107210964B - 一种数据流报头压缩传输方法、系统及控制器、节点 - Google Patents
一种数据流报头压缩传输方法、系统及控制器、节点 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种数据流报头压缩传输方法及装置，以降低用于数据流报头压缩传输的节点的设备复杂度、设备成本，减少节点处理数据流报头压缩传输的时间，降低数据流报头压缩传输延迟。本发明方法包括：控制器为数据流分配未被占用的上下文标识CID，并确定数据流的传输路径；针对传输路径上的各个节点，控制器执行以下步骤：针对传输路径上的首节点，控制器将数据流的报头标识、CID和首节点的下一节点的节点标识发送给首节点；针对传输路径上的各中间节点，控制器将CID和该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点；针对传输路径上的末节点，控制器将CID发送给末节点。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种数据流报头压缩传输方法、系统及控制器、节点。
背景技术
互联网协议安全(Internet Protocol Security，IPsec)为在互联网协议(Internet Protocol，IP)网络上的通信提供安全服务的同时增加了数据包报头，这使得由于数据包报头与数据包有效载荷大小相近甚至更大而造成的带宽浪费问题变得更加严重。
为解决由于数据包报头过大而造成的带宽利用率低、传输时延长等问题，提出了报头压缩传输机制，例如健壮性报头压缩(Robust Header Compression，ROHC)、互联网协议报头压缩(Internet Protocol Header Compression，IPHC)。报头压缩传输机制可以通过协商，去除报头中几乎不变和可以推测的信息，只传输变化的信息，从而减少需要传输的数据包报头，提高带宽利用率。
现有的报头压缩传输机制对数据包报头逐跳进行压缩和解压缩，即某一数据流的数据包在传输路径上各个节点均需要进行报头压缩和报头解压缩处理，这就要求各个节点均支持报头压缩协议和报头解压缩协议，因此增加了节点设备复杂度。另外，由于现有的报头压缩传输机制中传输路径上的各个节点均需要对数据包进行报头压缩、报头解压缩和完整性检查等处理，导致节点处理时间长、数据传输延迟大的问题。
现有的报头压缩传输机制中，节点需要为每个数据流建立上下文映射，且每个数据流的报头压缩与报头解压缩所使用的上下文是不同的。当很多数据流通过同一节点时，该节点就需要保存大量的数据流上下文，因此对节点的内存等硬件的要求极高，进而提高了节点设备成本。
综上所述，现有的报头压缩传输机制存在节点设备复杂度高、成本高，且节点处理时间长、数据传输延迟大的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种数据流报头压缩传输方法、系统及控制器、节点，以降低用于数据流报头压缩传输的节点的设备复杂度、设备成本，减少节点处理数据流报头压缩传输的时间，降低数据流报头压缩传输延迟。
本发明实施例提供的具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输方法，包括：
控制器为数据流分配未被占用的上下文标识CID，并确定所述数据流的传输路径；
针对所述传输路径上的各个节点，所述控制器执行以下步骤：
针对传输路径上的首节点，所述控制器将所述数据流的报头标识、所述CID和所述首节点的下一节点的节点标识发送给所述首节点；
针对传输路径上的各中间节点，所述控制器将所述CID和该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点；
针对传输路径上的末节点，所述控制器将所述CID发送给所述末节点。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，还包括：
所述控制器将用于压缩所述数据流的数据包报头的压缩算法的标识发送给所述首节点；
所述控制器将用于解压缩所述数据流的数据包报头的解压缩算的法标识发送给所述末节点。
结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，还包括：
所述控制器统计被占用的CID数量；
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若被占用的CID中利用率最低的CID的利用率低于第二阈值，则所述控制器将所述利用率最低的CID标识为未被占用，并通知占用所述利用率最低的CID的数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述利用率最低的CID，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，还包括：
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若距离上一次控制器计算每个被占用的CID的利用率的时间间隔大于等于第三阈值，则所述控制器重新计算每个被占用的CID的利用率。
结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，还包括：
当所述末节点距离上一次解压缩所述数据流的数据包报头的时间间隔超过第四阈值时，所述控制器将所述数据流占用的CID标识为未被占用，并通知所述数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述CID。
结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，还包括：
当所述数据流的所述传输路径发生链路中断时，所述控制器确定所述传输路径的可替代传输路径，所述可替代传输路径上的首节点、末节点分别为所述传输路径的首节点、末节点，且不包括所述传输路径上发生链路中断的链路；
针对所述可替代传输路径上的各个节点，所述控制器执行以下步骤：
针对所述可替代传输路径上的首节点，所述控制器将所述CID和所述可替代传输路径上首节点的下一节点的节点标识发送给首节点；
针对所述可替代传输路径上的中间节点，所述控制器将所述CID和所述可替代传输路径上该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点。
第二方面，本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输方法，包括：
数据流的传输路径上的首节点接收控制器发送的所述数据流的报头标识、所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述首节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；
所述首节点对与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
所述首节点将携带有所述CID的所述第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述首节点对与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包之前，还包括：
所述首节点接收所述控制器发送的压缩算法标识；
所述首节点对与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包，包括：
所述首节点利用所述压缩算法标识对应的压缩算法对所述第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包。
结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，还包括：
所述首节点接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知；
所述首节点根据所述通知释放所述CID。
结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，还包括：
所述首节点接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识；
所述首节点确定所述CID关联的所述数据流的报头标识；
所述首节点将与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
所述首节点将携带有所述CID的所述第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
第三方面，本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输方法，包括：
数据流的传输路径上的中间节点接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述中间节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；
所述中间节点接收到携带有所述CID的第二数据包时，将携带有所述CID的第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点，所述第二数据包是第一数据包经过报头压缩处理的得到的。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，还包括：
所述中间节点接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述中间节点的下一节点的节点标识；
所述中间节点接收到携带有所述CID的第二数据包时，将携带有所述CID的所述第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述中间节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
第四方面，本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输方法，包括：
数据流的传输路径上的末节点接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID；
所述末节点接收到携带有所述CID的第二数据包时，对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包，所述第二数据包是所述第一数据包经过报头压缩处理得到的。
结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，所述末节点对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包之前，还包括：
所述末节点接收所述控制器发送的解压缩算法标识；
所述末节点对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包，包括：
所述末节点利用所述解压缩算法标识对应的解压缩算法对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包。
结合第四方面，在第二种可能的实现方式中，还包括：
所述末节点接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知；
所述末节点根据所述通知释放所述CID。
第五方面，本发明实施例提供的一种控制器，包括：
路径确定单元，用于为数据流分配未被占用的上下文标识CID，并确定所述数据流的传输路径；
针对所述路径确定单元确定的传输路径上的各个节点，信息发送单元用于：
针对传输路径上的首节点，所述信息发送单元将所述数据流的报头标识、所述路径确定单元分配的CID和所述首节点的下一节点的节点标识发送给所述首节点；
针对传输路径上的各中间节点，所述信息发送单元将所述CID和该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点；
针对传输路径上的末节点，所述信息发送单元将所述CID发送给所述末节点。
结合第五方面，在第一种可能的实现方式中，所述信息发送单元还用于：
将用于压缩所述数据流的数据包报头的压缩算法的标识发送给所述首节点；
将用于解压缩所述数据流的数据包报头的解压缩算的法标识发送给所述末节点。
结合第五方面，在第二种可能的实现方式中，还包括：
第一CID释放单元，用于：
统计被占用的CID数量；
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若被占用的CID中利用率最低的CID的利用率低于第二阈值，则将所述利用率最低的CID标识为未被占用，并通知占用所述利用率最低的CID的数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述利用率最低的CID，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
结合第五方面的第二种可能的实现方式，在第五方面的第三种可能的实现方式中，所述第一CID释放单元还用于：
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若距离上一次计算每个被占用的CID的利用率的时间间隔大于等于第三阈值，则重新计算每个被占用的CID的利用率。
结合第五方面，在第四种可能的实现方式中，还包括：
第二CID释放单元，用于当所述末节点距离上一次解压缩所述数据流的数据包报头的时间间隔超过第四阈值时，将所述数据流占用的CID标识为未被占用，并通知所述数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述CID。
结合第五方面，在第五种可能的实现方式中，还包括：
链路中断处理单元，用于：
当所述数据流的所述传输路径发生链路中断时，确定所述传输路径的可替代传输路径，所述可替代传输路径上的首节点、末节点分别为所述传输路径的首节点、末节点，且不包括所述传输路径上发生链路中断的链路；
针对所述可替代传输路径上的首节点，将所述CID和所述可替代传输路径上首节点的下一节点的节点标识发送给首节点；
针对所述可替代传输路径上的中间节点，将所述CID和所述可替代传输路径上该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点。
第六方面，本发明实施例提供的一种首节点，所述首节点为数据流的传输路径上的首节点，所述首节点包括：
信息接收单元，用于接收控制器发送的所述数据流的报头标识、所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述首节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；
数据包压缩单元，用于对与所述信息接收单元接收的数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
数据包传输单元，用于将携带有所述CID的所述数据包压缩单元处理得到的所述第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点。
结合第六方面，在第一种可能的实现方式中，
所述信息接收单元还用于：
接收所述控制器发送的压缩算法标识；
所述数据包压缩单元具体用于：
利用所述信息接收单元接收的所述压缩算法标识对应的压缩算法，对所述第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包。
结合第六方面，在第二种可能的实现方式中，还包括：
CID释放单元，用于：
接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知，并释放所述CID。
结合第六方面，在第三种可能的实现方式中，
所述信息接收单元还用于：
接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识；
所述数据包压缩单元还用于：
确定所述信息接收单元接收的所述CID关联的所述数据流的报头标识；将与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
所述数据包传输单元还用于：
将携带有所述CID的所述数据包压缩单元处理得到的第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
第七方面，本发明实施例提供的一种中间节点，所述中间节点为数据流的传输路径上的中间节点，所述中间节点包括：
信息接收单元，用于接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述中间节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；
数据包传输单元，用于当接收到携带有所述信息接收单元接收的所述CID的第二数据包时，将携带有所述CID的第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点，所述第二数据包是第一数据包经过报头压缩处理的得到的。
结合第七方面，在第一种可能的实现方式中，
所述信息接收单元还用于：
接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述中间节点的下一节点的节点标识；
所述数据包传输单元还用于：
当接收到携带有所述信息接收单元接收的所述CID的第二数据包时，将携带有所述CID的所述第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述中间节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
第八方面，本发明实施例提供的一种末节点，所述末节点为数据流的传输路径上的末节点，所述末节点包括：
信息接收单元，用于接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID；
数据包解压缩单元，用于当接收到携带有所述信息接收单元接收的所述CID的第二数据包时，对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包，所述第二数据包是所述第一数据包经过报头压缩处理得到的。
结合第八方面，在第一种可能的实现方式中，
所述信息接收单元还用于：
接收所述控制器发送的解压缩算法标识；
所述数据包解压缩单元具体用于：
利用所述信息接收单元接收的所述解压缩算法标识对应的解压缩算法，对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包。
结合第八方面，在第二种可能的实现方式中，还包括：
CID释放单元，用于接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知，并释放所述CID。
第九方面，本发明实施例提供的一种控制器，包括：
处理器，用于为数据流分配未被占用的上下文标识CID，并确定所述数据流的传输路径；
针对所述处理器确定的传输路径上的各个节点，收发机用于：
针对传输路径上的首节点，将所述数据流的报头标识、所述处理器分配的CID和所述首节点的下一节点的节点标识发送给所述首节点；
针对传输路径上的各中间节点，将所述处理器分配的CID和该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点；
针对传输路径上的末节点，将所述处理器分配的CID发送给所述末节点。
结合第九方面，在第一种可能的实现方式中，所述收发机还用于：
将用于压缩所述数据流的数据包报头的压缩算法的标识发送给所述首节点；
将用于解压缩所述数据流的数据包报头的解压缩算的法标识发送给所述末节点。
结合第九方面，在第二种可能的实现方式中，所述处理器还用于：
统计被占用的CID数量；
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若被占用的CID中利用率最低的CID的利用率低于第二阈值，则将所述利用率最低的CID标识为未被占用，并控制所述收发机通知占用所述利用率最低的CID的数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述利用率最低的CID，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
结合第九方面的第二种可能的实现方式，在第九方面的第三种可能的实现方式中，所述处理器还用于：
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若距离上一次控制器计算每个被占用的CID的利用率的时间间隔大于等于第三阈值，则重新计算每个被占用的CID的利用率。
结合第九方面，在第四种可能的实现方式中，所述处理器还用于：
当所述末节点距离上一次解压缩所述数据流的数据包报头的时间间隔超过第四阈值时，将所述数据流占用的CID标识为未被占用，并控制收发机通知所述数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述CID。
结合第九方面，在第五种可能的实现方式中，处理器还用于：
当所述数据流的所述传输路径发生链路中断时，确定所述传输路径的可替代传输路径，所述可替代传输路径上的首节点、末节点分别为所述传输路径的首节点、末节点，且不包括所述传输路径上发生链路中断的链路；
针对所述处理器确定的可替代传输路径上的各个节点，收发机还用于：
针对所述可替代传输路径上的首节点，将所述CID和所述可替代传输路径上首节点的下一节点的节点标识发送给首节点；
针对所述可替代传输路径上的中间节点，将所述CID和所述可替代传输路径上该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点。
第十方面，本发明实施例提供的一种首节点，首节点为数据流的传输路径上的首节点，首节点包括：
收发机，用于接收控制器发送的所述数据流的报头标识、所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述首节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；
处理器，用于对与所述收发机接收的数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
收发机，还用于将携带有所述CID的处理器处理得到的所述第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点。
结合第十方面，在第一种可能的实现方式中，收发机还用于：
接收所述控制器发送的压缩算法标识；
处理器具体用于：
利用收发机接收的所述压缩算法标识对应的压缩算法，对所述第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包。
结合第十方面，在第二种可能的实现方式中，收发机还用于：
接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知；
处理器还用于：
根据收发机接收的通知释放数据流占用的所述CID。
结合第十方面，在第三种可能的实现方式中，收发机还用于：
接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识；
处理器还用于：
确定收发机接收的所述CID关联的所述数据流的报头标识；
将与确定的所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
收发机还用于：
将携带有所述CID的处理器处理得到的所述第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
第十一方面，本发明实施例提供的一种中间节点，中间节点为数据流的传输路径上的中间节点，中间节点包括：
收发机，用于接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述中间节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；接收中间节点在所述传输路径上的上一节点传输的数据包；
处理器，用于当收发机接收到携带有所述CID的第二数据包时，将携带有所述CID的第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点，所述第二数据包是第一数据包经过报头压缩处理的得到的。
结合第十一方面，在第一种可能的实现方式中，收发机还用于：
接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述中间节点的下一节点的节点标识；
当接收到携带有所述CID的第二数据包时，将携带有所述CID的所述第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述中间节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
第十二方面，本发明实施例提供的一种末节点，末节点为数据流的传输路径上的末节点，末节点包括：
收发机，用于接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID；接收末节点在所述传输路径上的上一节点传输的数据包；
处理器，用于当收发机接收到携带有所述CID的第二数据包时，对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包，所述第二数据包是所述第一数据包经过报头压缩处理得到的。
结合第十二方面，在第一种可能的实现方式中，收发机还用于：
接收所述控制器发送的解压缩算法标识；
处理器具体用于：
利用收发机接收的所述解压缩算法标识对应的解压缩算法，对收发机接收的所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包。
结合第十二方面，在第二种可能的实现方式中，收发机还用于：
接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知；
处理器还用于：
根据收发机接收的所述通知释放数据流占用的所述CID。
第十三方面，本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输系统，该系统包括控制器、以及数据流的传输路径上的首节点、中间节点和末节点；
该控制器为第五方面中任一可能实现方式的控制器；
该首节点为第六方面中任一可能实现方式的首节点；
该中间节点为第七方面中任一可能实现方式的中间节点；
该末节点为第八方面中任一可能实现方式的末节点。
本发明实施例提供的技术方案中，由控制器为数据流分配CID，为数据流计算传输路径，并将CID、传输路径上下一节点等信息发送给传输路径上的各个节点。传输路径上的首节点对数据包进行报头压缩处理后将数据包传输至传输路径上的下一节点，传输路径上的末节点对接收的报头压缩数据包进行报头解压缩处理，传输路径上的中间节点仅需将接收的报头压缩数据包传输至传输路径上的下一节点。因此，本发明技术方案无需像现有技术那样传输路径上的各个节点均支持报头压缩协议，降低了节点设备的复杂度。本发明技术方案无需像现有技术那样各个节点均需要对数据包进行报头压缩、报头解压缩和完整性检查等处理，减少了节点处理时间长，降低了数据传输延迟。本发明技术方案中由控制器为数据流分配CID，节点不需要为经过该节点的数据流分配并保存CID，降低了节点设备成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输的网络架构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输方法流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输方法流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输方法流程示意图；
图6为本发明实施例提供的一种控制器结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种首节点结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种中间节点结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种末节点结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输系统架构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种控制器结构示意图；
图12为本发明实施例提供的一种首节点结构示意图；
图13为本发明实施例提供的一种中间节点结构示意图；
图14为本发明实施例提供的一种末节点结构示意图。
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做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。
本发明实施例提供一种数据流报头压缩传输方法、系统及装置(包括控制器及数据流的传输路径上的首节点、中间节点和末节点)，以降低用于数据流报头压缩传输的节点的设备复杂度、设备成本，减少节点处理数据流报头压缩传输的时间，降低数据流报头压缩传输延迟。其中，方法和装置是基于同一发明构思的，由于方法及装置解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。
本发明的技术方案涉及数据流报头压缩传输技术，图1所示为本发明系统结构示意图，区别于现有技术中对数据包报头逐跳进行压缩和解压缩的报头压缩传输机制，本发明中由控制器为数据流分配上下文标识(Context Identifier，CID)，为数据流计算传输路径，并将CID、传输路径上下一节点等信息发送给传输路径上的各个节点。传输路径上的首节点对数据包进行报头压缩处理后将数据包传输至传输路径上的下一节点，传输路径上的末节点对接收的报头压缩数据包进行报头解压缩处理，传输路径上的中间节点仅需将接收的报头压缩数据包传输至传输路径上的下一节点。
因此，本发明技术方案无需像现有技术那样传输路径上的各个节点均支持报头压缩协议，降低了节点设备的复杂度。本发明技术方案无需像现有技术那样各个节点均需要对数据包进行报头压缩、报头解压缩和完整性检查等处理，减少了节点处理时间长，降低了数据传输延迟。本发明技术方案中由控制器为数据流分配CID，节点不需要为经过该节点的数据流分配并保存CID，降低了节点设备成本。
实施例一
如图2所示，针对控制器，本发明实施例提供了一种数据流报头压缩传输方法，包括：
S201、控制器为数据流分配未被占用的上下文标识CID，并确定数据流的传输路径；
S202、针对传输路径上的各个节点，控制器执行以下步骤：
针对传输路径上的首节点，控制器将数据流的报头标识、CID和首节点的下一节点的节点标识发送给首节点；
针对传输路径上的各中间节点，控制器将CID和该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点；
针对传输路径上的末节点，控制器将CID发送给末节点。
本实施例中，控制器确定节点接收到数据流的第一个数据包时，控制器判断是否需要对该数据流进行报头压缩传输。控制器根据判断结果确定需要对该数据流进行报头压缩传输时，为数据流分配未被占用的CID，并确定该数据流的传输路径，传输路径上的首节点即为接收该数据流第一个数据包的节点。
可选的，节点接收到数据流的第一个数据包后，节点向控制器上报数据流的报头标识，控制器根据数据流的报头标识与数据流传输策略的映射关系，确定是否需要对该数据流进行报头压缩传输。其中，数据流的报头标识可以是源IP标识、目的IP地址、传输协议、传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)端口或用户数据报协议(UserDatagram Protocol，UDP)端口等；数据流传输策略分为报头压缩传输和报头不压缩传输。
本实施例中，控制器为数据流分配未被占用的CID，并确定数据流的传输路径后，可选的，控制器将分配的CID标识为被占用，并记录该CID与占用该CID的数据流之间的关联关系、数据流的传输路径等信息。
举例说明，控制器可以将记录的信息以表格的形式保存，以便后续管理数据流与数据流占用的CID。控制器预先创建CID状态表，如下表一所示：
表一
表一中，CID状态包括被占用和未被占用两种，占用CID的数据流的传输路径信息包括传输路径上的首节点和末节点。可选的，控制器预先创建的CID状态表中还包括CID被占用的起始时间、CID的利用率等信息。
起始的CID状态表包括未被占用的所有CID(即可用于控制器分配的CID)，此时所有CID的状态均为未被占用，控制器在为数据流分配CID时选择CID状态表中未被占用的一个CID分配给数据流，然后更新被分配的CID在CID状态表中的信息。或者，起始的CID状态表不包含未被占用的CID，控制器每为一个数据流分配一个CID，更新CID状态表中被分配的CID的信息。
本实施例中，可选的，针对传输路径上的首节点和末节点，控制器还执行以下步骤：
控制器将用于压缩数据流的数据包报头的压缩算法的标识发送给首节点；
控制器将用于解压缩数据流的数据包报头的解压缩算法的标识发送给末节点。
以便首节点利用该压缩算法的标识对应的压缩算法对数据流的数据包报头进行压缩，末节点利用该解压缩算法的标识对应的解压缩算法对接收的报头压缩数据包进行解压缩。首节点和末节点也可以协商确定用于压缩数据流的数据包报头的压缩算法和用于解压缩数据流的数据包报头的解压缩算法。
本实施例中，S202中控制器向传输路径上各个节点发送的信息用于各个节点传输数据流，具体传输过程如图3至5所示。
与图1所示方法对应的，如图3所示，针对数据流的传输路径上的首节点，本发明实施例提供了一种数据流报头压缩传输方法，包括：
S301、数据流的传输路径上的首节点接收控制器发送的数据流的报头标识、控制器为数据流分配的上下文标识CID和首节点在传输路径上的下一节点的节点标识；
S302、首节点对与数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
S303、首节点将携带有CID的第二数据包传输至下一节点的节点标识对应的下一节点。
首节点可能连接多个数据流分别对应的传输路径，即首节点同时处理多个数据流，S301中控制器向首节点发送的数据流的报头标识可以用于首节点区分不同的数据流，数据流的报头标识可以是源IP标识、目的IP地址、传输协议、TCP端口或UDP端口等。
可选的，首节点还接收控制器发送的压缩算法标识，然后首节点利用压缩算法标识对应的压缩算法对第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包。或者，首节点和末节点协商确定用于压缩数据流的数据包报头的压缩算法和用于解压缩数据流的数据包报头的解压缩算法。
与图1所示方法对应的，如图4所示，针对数据流的传输路径上的中间节点，本发明实施例提供了一种数据流报头压缩传输方法，包括：
S401、数据流的传输路径上的中间节点接收控制器发送的控制器为数据流分配的上下文标识CID和中间节点在传输路径上的下一节点的节点标识；
S402、中间节点接收到携带有CID的第二数据包时，将携带有CID的第二数据包传输至下一节点的节点标识对应的下一节点，第二数据包是第一数据包经过报头压缩处理的得到的。
与图1所示方法对应的，如图5所示，针对数据流的传输路径上的末节点，本发明实施例提供了一种数据流报头压缩传输方法，包括：
S501、数据流的传输路径上的末节点接收控制器发送的控制器为数据流分配的上下文标识CID；
S502、末节点接收到携带有CID的第二数据包时，对第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包，第二数据包是第一数据包经过报头压缩处理得到的。
可选的，末节点接收控制器发送的解压缩算法标识，然后末节点利用解压缩算法标识对应的解压缩算法对第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包。或者，首节点和末节点协商确定用于压缩数据流的数据包报头的压缩算法和用于解压缩数据流的数据包报头的解压缩算法。
因此，通过本发明实施例提供的一种数据流报头压缩传输方法，可以避免像现有技术那样传输路径上的各个节点均支持报头压缩协议，降低了节点设备的复杂度；可以避免像现有技术那样各个节点均需要对数据包进行报头压缩、报头解压缩和完整性检查等处理，减少了节点处理时间长，降低了数据传输延迟。本发明技术方案中由控制器为数据流分配CID，节点不需要为经过该节点的数据流分配并保存CID，降低了节点设备成本。
由于压缩报头中的CID字段长度有限，用报头压缩的方式只能同时传输有限数量的数据流。现有的数据流报头压缩传输机制中节点按照数据流到达顺序为数据流分配CID，当数据流传输停止时也没有解除数据流对CID的占用，直至所有CID均被占用时，节点按照CID被占用的顺序释放CID使得释放的CID被重新分配。因此，现有机制的CID分配方式容易导致CID被耗尽，由于CID的重新分配没有考虑数据流之间存在的压缩效率差异，极有可能放弃压缩增益较大的数据流，而去压缩增益较小的数据流，使总体增益大幅下降。
针对现有机制存在上述弊端，考虑到数据流之间的增益差异，本发明实施例提供了两种回收CID的方法，第一种方法是结合CID的利用率来回收CID的方法，第二种方法是结合节点停止处理数据流的时间来回收CID的方法，具体如下：
第一种方法是结合CID的利用率来回收CID的方法。
控制器统计被占用的CID数量；当被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，说明CID可能被耗尽或即将被耗尽，若被占用的CID中利用率最低的CID的利用率低于第二阈值，则控制器回收该利用率最低的CID。CID的利用率为占用该CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用该CID的时间间隔的商。
控制器回收该利用率最低的CID的操作包括：控制器将该利用率最低的CID标识为未被占用，并通知占用利用率最低的CID的数据流的传输路径上的首节点和末节点释放利用率最低的CID。控制器回收利用率最低的CID之后，可以将占用该利用率最低的CID的数据流对应的数据流传输策略从报头压缩传输改为报头不压缩传输，经过设定时间间隔后，再将该数据流对应的数据流传输策略从报头不压缩传输改为报头压缩传输，然后控制器重新为该数据流分配未被占用的CID，设定时间间隔可以根据经验设置，例如可以设置为60秒。
针对利用率最低的CID的数据流的传输路径上的首节点和末节点，接收到控制器发送的用于指示释放该利用率最低的CID的通知后，首节点和末节点释放该利用率最低的CID以及该利用率最低的CID的相关信息。
其中，CID总数是指可用于控制器分配的CID总数，CID总数、第一阈值和第二阈值均可以根据经验设置。例如，CID总数可以设置为16383，第一阈值可以设置为CID总数的90％，第二阈值可以设置为200比特/每秒(Bps)。
这样，可以在CID被耗尽或即将被耗尽的情况下优先停止对增益小的数据流的报头压缩传输，使得增益小的数据流占用的CID被回收。
可选的，控制器在确定CID的利用率时，可以从占用该CID的数据流的传输路径上的首节点或末节点处获得占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量。
可选的，当被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若距离上一次计算控制器每个被占用的CID的利用率的时间间隔大于等于第三阈值，则控制器重新计算每个被占用的CID的利用率。第三阈值可以根据经验进行设置，例如可以设置为10秒。这样，并非每次控制器分配CID之后都需要重新计算被占用CID的利用率，进而避免控制器频繁计算被占用CID的利用率。
可选的，根据利用率最低的CID满足的条件不同，控制器回收该利用率最低的CID的概率也不同。
当被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于CID总数时，若被占用的CID中利用率最低的CID的利用率低于第二阈值，则控制器回收该利用率最低的CID的概率为第一概率。第一概率可以根据经验设置，例如可以设置为50％。
当被占用的CID数量大于等于第一阈值、且等于CID总数时，若被占用的CID中利用率最低的CID的利用率低于第二阈值，则控制器回收该利用率最低的CID的概率为第二概率。第二概率可以根据经验设置，例如可以设置为1，第二概率大于第一概率。
第二种方法是结合节点停止处理数据流的时间来回收CID的方法。
当末节点距离上一次解压缩数据流的数据包报头的时间间隔超过第四阈值时，说明可能末节点停止处理该数据流，数据流传输停止，此时控制器回收该数据流占用的CID。即控制器将数据流占用的CID标识为未被占用，并通知数据流的传输路径上的首节点和末节点释放CID。
针对利用率最低的CID的数据流的传输路径上的首节点和末节点，接收到控制器发送的用于指示释放该利用率最低的CID的通知后，首节点和末节点释放该利用率最低的CID以及该利用率最低的CID的相关信息。
可选的，与判断末节点停止处理数据流的方法类似，也可以通过判断首节点或中间节点停止处理数据流的方法来回收停止传输的数据流占用的CID。即：当首节点距离上一次压缩数据流的数据包报头的时间间隔超过第四阈值时，说明可能首节点停止处理该数据流，数据流传输停止，此时控制器回收该数据流占用的CID。或者，当中间节点距离上一次接收到数据流的报头压缩数据包的时间间隔超过第四阈值时，说明可能中间节点停止传输该数据流，数据流传输停止，此时控制器回收该数据流占用的CID。
这样，可以在数据流传输停止时及时回收该数据流占用的CID。
现有的报头压缩传输机制中，报头压缩是在路由之后进行的，当数据流的传输路径发生中断等突发情况时，由于报头压缩的不可逆性，节点无法对压缩后的数据包进行再路由处理，因此节点只能将数据包丢弃。即使中断的传输路径恢复或传输路径改变，也需要节点重新建立上下文，压缩效率大大降低。
针对数据流的传输路径发生中断的情况，本发明实施例提供了一种解决方法，具体如下：
首先，当数据流的传输路径发生链路中断时，控制器确定传输路径的可替代传输路径，可替代传输路径上的首节点、末节点分别为传输路径的首节点、末节点，且不包括传输路径上发生链路中断的链路；
针对可替代传输路径上的各个节点，控制器执行以下步骤：
针对可替代传输路径上的首节点，控制器将CID和可替代传输路径上首节点的下一节点的节点标识发送给首节点；
针对可替代传输路径上的中间节点，控制器将CID和可替代传输路径上该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点。
然后，可替代传输路径上的各个节点接收到控制器发送的信息后，对数据流进行报头压缩传输，具体的，
针对可替代传输路径上的首节点，首节点接收控制器发送的CID和数据流的可替代传输路径上首节点的下一节点的节点标识；首节点确定CID关联的数据流的报头标识；首节点将与数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；首节点将携带有CID的第二数据包传输至可替代传输路径上首节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
针对可替代传输路径上的中间节点，中间节点接收控制器发送的CID和数据流的可替代传输路径上中间节点的下一节点的节点标识；中间节点接收到携带有CID的第二数据包时，将携带有CID的第二数据包传输至可替代传输路径上中间节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
针对可替代传输路径上的末节点，末节点接收到携带有CID的第二数据包时，对第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包。
本发明实施例提供的技术方案中，由控制器为数据流分配CID，为数据流计算传输路径，并将CID、传输路径上下一节点等信息发送给传输路径上的各个节点。传输路径上的首节点对数据包进行报头压缩处理后将数据包传输至传输路径上的下一节点，传输路径上的末节点对接收的报头压缩数据包进行报头解压缩处理，传输路径上的中间节点仅需将接收的报头压缩数据包传输至传输路径上的下一节点。因此，本发明技术方案无需像现有技术那样传输路径上的各个节点均支持报头压缩协议，降低了节点设备的复杂度。本发明技术方案无需像现有技术那样各个节点均需要对数据包进行报头压缩、报头解压缩和完整性检查等处理，减少了节点处理时间长，降低了数据传输延迟。本发明技术方案中由控制器为数据流分配CID，节点不需要为经过该节点的数据流分配并保存CID，降低了节点设备成本。
实施例二
基于以上实施例，本发明还提供了一种控制器，所述控制器可以采用图2对应的实施例提供的方法，参阅图6所示，所述控制器600包括：路径确定单元601和信息发送单元602。可选地，所述控制器600还包括：第一CID释放单元603、第二CID释放单元604以及链路中断处理单元605，第一CID释放单元603和第二CID释放单元604可以为同一个单元。
路径确定单元601，用于为数据流分配未被占用的上下文标识CID，并确定所述数据流的传输路径；
针对所述路径确定单元601确定的传输路径上的各个节点，信息发送单元602用于：
针对传输路径上的首节点，所述信息发送单元602将所述数据流的报头标识、所述路径确定单元601分配的CID和所述首节点的下一节点的节点标识发送给所述首节点；
针对传输路径上的各中间节点，所述信息发送单元602将所述CID和该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点；
针对传输路径上的末节点，所述信息发送单元602将所述CID发送给所述末节点。
可选的，所述信息发送单元602还用于：
将用于压缩所述数据流的数据包报头的压缩算法的标识发送给所述首节点；
将用于解压缩所述数据流的数据包报头的解压缩算的法标识发送给所述末节点。
可选的，还包括：
第一CID释放单元603，用于：
统计被占用的CID数量；
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若被占用的CID中利用率最低的CID的利用率低于第二阈值，则将所述利用率最低的CID标识为未被占用，并通知占用所述利用率最低的CID的数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述利用率最低的CID，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
可选的，所述第一CID释放单元603还用于：
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若距离上一次计算每个被占用的CID的利用率的时间间隔大于等于第三阈值，则重新计算每个被占用的CID的利用率。
可选的，还包括：
第二CID释放单元604，用于当所述末节点距离上一次解压缩所述数据流的数据包报头的时间间隔超过第四阈值时，将所述数据流占用的CID标识为未被占用，并通知所述数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述CID。
可选的，还包括：
链路中断处理单元605，用于：
当所述数据流的所述传输路径发生链路中断时，确定所述传输路径的可替代传输路径，所述可替代传输路径上的首节点、末节点分别为所述传输路径的首节点、末节点，且不包括所述传输路径上发生链路中断的链路；
针对所述可替代传输路径上的首节点，将所述CID和所述可替代传输路径上首节点的下一节点的节点标识发送给首节点；
针对所述可替代传输路径上的中间节点，将所述CID和所述可替代传输路径上该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点。
基于以上实施例，本发明还提供了一种首节点，所述首节点为数据流的传输路径上的首节点，所述首节点可以采用图3对应的实施例提供的方法，参阅图7所示，所述首节点700包括：信息接收单元701、数据包压缩单元702和数据包传输单元703。可选地，首节点700还包括：CID释放单元704。
信息接收单元701，用于接收控制器发送的所述数据流的报头标识、所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述首节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；
数据包压缩单元702，用于对与所述信息接收单元701接收的数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
数据包传输单元703，用于将携带有所述CID的所述数据包压缩单元702处理得到的所述第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点。
可选的，信息接收单元701还用于：
接收所述控制器发送的压缩算法标识；
所述数据包压缩单元702具体用于：
利用所述信息接收单元701接收的所述压缩算法标识对应的压缩算法，对所述第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包。
可选的，还包括：
CID释放单元704，用于：
接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知，并释放所述CID。
可选的，所述信息接收单元701还用于：
接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识；
所述数据包压缩单元702还用于：
确定所述信息接收单元701接收的所述CID关联的所述数据流的报头标识；将与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
所述数据包传输单元703还用于：
将携带有所述CID的所述数据包压缩单元702处理得到的第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
基于以上实施例，本发明还提供了一种中间节点，中间节点为数据流的传输路径上的中间节点，中间节点可以采用图4对应的实施例提供的方法，参阅图8所示，中间节点800包括：信息接收单元801和数据包传输单元802。
信息接收单元801，用于接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述中间节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；
数据包传输单元802，用于当接收到携带有所述信息接收单元801接收的所述CID的第二数据包时，将携带有所述CID的第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点，所述第二数据包是第一数据包经过报头压缩处理的得到的。
可选的，信息接收单元801还用于：
接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述中间节点的下一节点的节点标识；
所述数据包传输单元802还用于：
当接收到携带有所述信息接收单元801接收的所述CID的第二数据包时，将携带有所述CID的所述第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述中间节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
基于以上实施例，本发明还提供了一种末节点，所述末节点为数据流的传输路径上的末节点，所述末节点可以采用图5对应的实施例提供的方法，参阅图9所示，所述末节点900包括：信息接收单元901和数据包解压缩单元902。可选地，末节点900还包括：CID释放单元903。
信息接收单元901，用于接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID；
数据包解压缩单元902，用于当接收到携带有所述信息接收单元901接收的所述CID的第二数据包时，对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包，所述第二数据包是所述第一数据包经过报头压缩处理得到的。
可选的，信息接收单元901还用于：
接收所述控制器发送的解压缩算法标识；
所述数据包解压缩单元902具体用于：
利用所述信息接收单元901接收的所述解压缩算法标识对应的解压缩算法，对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包。
可选的，还包括：
CID释放单元903，用于接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知，并释放数据流占用的CID。
基于以上实施例，本发明还提供了一种数据流报头压缩传输系统，参阅图10所示，所述数据流报头压缩传输系统1000包括：控制器1001、以及数据流的传输路径上的首节点1002、中间节点1003和末节点1004，中间节点1003可以为一个或多个。
其中，所述控制器1001可以采用图6对应的控制器，所述首节点1002可以采用图7对应的首节点，所述中间节点1003可以采用图8对应的中间节点，所述末节点1004可以采用图9对应的末节点。
需要说明的是，本发明实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
基于以上实施例，本发明还提供了一种控制器，所述控制器可采用图2对应的实施例提供的方法，可以是与图6所示的控制器相同的设备。参阅图11所示，该控制器1100包括：处理器1101、收发机1102、总线1103以及存储器1104，其中：
处理器1101、收发机1102以及存储器1104通过总线1103相互连接；总线1103可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图11中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器1101，用于为数据流分配未被占用的上下文标识CID，并确定所述数据流的传输路径；
针对所述处理器1101确定的传输路径上的各个节点，收发机1102用于：
针对传输路径上的首节点，将所述数据流的报头标识、所述处理器1101分配的CID和所述首节点的下一节点的节点标识发送给所述首节点；
针对传输路径上的各中间节点，将所述处理器1101分配的CID和该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点；
针对传输路径上的末节点，将所述处理器1101分配的CID发送给所述末节点。
可选的，所述收发机1102还用于：
将用于压缩所述数据流的数据包报头的压缩算法的标识发送给所述首节点；
将用于解压缩所述数据流的数据包报头的解压缩算的法标识发送给所述末节点。
可选的，所述处理器1101还用于：
统计被占用的CID数量；
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若被占用的CID中利用率最低的CID的利用率低于第二阈值，则将所述利用率最低的CID标识为未被占用，并控制所述收发机1102通知占用所述利用率最低的CID的数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述利用率最低的CID，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
可选的，所述处理器1101还用于：
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若距离上一次控制器计算每个被占用的CID的利用率的时间间隔大于等于第三阈值，则重新计算每个被占用的CID的利用率。
可选的，所述处理器1101还用于：
当所述末节点距离上一次解压缩所述数据流的数据包报头的时间间隔超过第四阈值时，将所述数据流占用的CID标识为未被占用，并控制收发机1102通知所述数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述CID。
可选的，处理器1101还用于：
当所述数据流的所述传输路径发生链路中断时，确定所述传输路径的可替代传输路径，所述可替代传输路径上的首节点、末节点分别为所述传输路径的首节点、末节点，且不包括所述传输路径上发生链路中断的链路；
针对所述处理器1101确定的可替代传输路径上的各个节点，收发机1102还用于：
针对所述可替代传输路径上的首节点，将所述CID和所述可替代传输路径上首节点的下一节点的节点标识发送给首节点；
针对所述可替代传输路径上的中间节点，将所述CID和所述可替代传输路径上该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点。
该控制器1100还包括存储器1104，用于存放程序等。具体地，程序可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。存储器1104可能包含随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。处理器1101执行存储器1104所存放的应用程序，实现如上车联网数据传输方法。
基于以上实施例，本发明还提供了一种首节点，该首节点为数据流的传输路径上的首节点，该首节点可采用图3对应的实施例提供的方法，可以是与图7所示的首节点相同的设备。参阅图12所示，该首节点1200包括：收发机1201、处理器1202、总线1203以及存储器1204，其中：
收发机1201、处理器1202、以及存储器1204通过总线1203相互连接；总线1203可以是PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
收发机1201，用于接收控制器发送的所述数据流的报头标识、所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述首节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；
处理器1202，用于对与所述收发机1201接收的数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
收发机1201，还用于将携带有所述CID的处理器1202处理得到的所述第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点。
可选的，收发机1201还用于：
接收所述控制器发送的压缩算法标识；
处理器1202具体用于：
利用收发机1201接收的所述压缩算法标识对应的压缩算法，对所述第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包。
可选的，收发机1201还用于：
接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知；
处理器1202还用于：
根据收发机1201接收的通知释放数据流占用的所述CID。
可选的，收发机1201还用于：
接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识；
处理器1202还用于：
确定收发机1201接收的所述CID关联的所述数据流的报头标识；
将与确定的所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
收发机1201还用于：
将携带有所述CID的处理器1202处理得到的所述第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
该首节点1200还包括存储器1204，用于存放程序等。具体地，程序可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。存储器1204可能包含RAM，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器。处理器1202执行存储器1204所存放的应用程序，实现如上车联网数据传输方法。
基于以上实施例，本发明还提供了一种中间节点，该中间节点为数据流的传输路径上的中间节点，该中间节点可采用图4对应的实施例提供的方法，可以是与图8所示的中间节点相同的设备。参阅图13所示，该中间节点1300包括：收发机1301、处理器1302、总线1303以及存储器1304，其中：
收发机1301、处理器1302、以及存储器1304通过总线1303相互连接；总线1303可以是PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图13中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
收发机1301，用于接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述中间节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；接收中间节点在所述传输路径上的上一节点传输的数据包；
处理器1302，用于当收发机1301接收到携带有所述CID的第二数据包时，将携带有所述CID的第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点，所述第二数据包是第一数据包经过报头压缩处理的得到的。
可选的，收发机1301还用于：
接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述中间节点的下一节点的节点标识；
当接收到携带有所述CID的第二数据包时，将携带有所述CID的所述第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述中间节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
该中间节点1300还包括存储器1304，用于存放程序等。具体地，程序可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。存储器1304可能包含RAM，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器。处理器1302执行存储器1304所存放的应用程序，实现如上车联网数据传输方法。
基于以上实施例，本发明还提供了一种末节点，该末节点为数据流的传输路径上的末节点，该末节点可采用图5对应的实施例提供的方法，可以是与图9所示的末节点相同的设备。参阅图14所示，该末节点1400包括：收发机1401、处理器1402、总线1403以及存储器1404，其中：
收发机1401、处理器1402、以及存储器1404通过总线1403相互连接；总线1403可以是PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图14中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
收发机1401，用于接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID；接收末节点在所述传输路径上的上一节点传输的数据包；
处理器1402，用于当收发机1401接收到携带有所述CID的第二数据包时，对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包，所述第二数据包是所述第一数据包经过报头压缩处理得到的。
可选的，收发机1401还用于：
接收所述控制器发送的解压缩算法标识；
处理器1402具体用于：
利用收发机1401接收的所述解压缩算法标识对应的解压缩算法，对收发机1401接收的所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包。
可选的，收发机1401还用于：
接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知；
处理器1402还用于：
根据收发机1401接收的所述通知释放数据流占用的所述CID。
该末节点1400还包括存储器1404，用于存放程序等。具体地，程序可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。存储器1404可能包含RAM，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器。处理器1402执行存储器1404所存放的应用程序，实现如上车联网数据传输方法。
本发明实施例提供的技术方案中，由控制器为数据流分配CID，为数据流计算传输路径，并将CID、传输路径上下一节点等信息发送给传输路径上的各个节点。传输路径上的首节点对数据包进行报头压缩处理后将数据包传输至传输路径上的下一节点，传输路径上的末节点对接收的报头压缩数据包进行报头解压缩处理，传输路径上的中间节点仅需将接收的报头压缩数据包传输至传输路径上的下一节点。因此，本发明技术方案无需像现有技术那样传输路径上的各个节点均支持报头压缩协议，降低了节点设备的复杂度。本发明技术方案无需像现有技术那样各个节点均需要对数据包进行报头压缩、报头解压缩和完整性检查等处理，减少了节点处理时间长，降低了数据传输延迟。本发明技术方案中由控制器为数据流分配CID，节点不需要为经过该节点的数据流分配并保存CID，降低了节点设备成本。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (21)
1.一种数据流报头压缩传输方法，其特征在于，包括：
控制器为数据流分配未被占用的上下文标识CID，并确定所述数据流的传输路径；
针对所述传输路径上的各个节点，所述控制器执行以下步骤：
针对传输路径上的首节点，所述控制器将所述数据流的报头标识、所述CID和所述首节点的下一节点的节点标识发送给所述首节点；
针对传输路径上的各中间节点，所述控制器将所述CID和该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点；
针对传输路径上的末节点，所述控制器将所述CID发送给所述末节点；
所述方法还包括：
所述控制器统计被占用的CID数量；
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若被占用的CID中利用率最低的CID的利用率低于第二阈值，则所述控制器将所述利用率最低的CID标识为未被占用，并通知占用所述利用率最低的CID的数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述利用率最低的CID，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述控制器将用于压缩所述数据流的数据包报头的压缩算法的标识发送给所述首节点；
所述控制器将用于解压缩所述数据流的数据包报头的解压缩算的法标识发送给所述末节点。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若距离上一次控制器计算每个被占用的CID的利用率的时间间隔大于等于第三阈值，则所述控制器重新计算每个被占用的CID的利用率。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述末节点距离上一次解压缩所述数据流的数据包报头的时间间隔超过第四阈值时，所述控制器将所述数据流占用的CID标识为未被占用，并通知所述数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述CID。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述数据流的所述传输路径发生链路中断时，所述控制器确定所述传输路径的可替代传输路径，所述可替代传输路径上的首节点、末节点分别为所述传输路径的首节点、末节点，且不包括所述传输路径上发生链路中断的链路；
针对所述可替代传输路径上的各个节点，所述控制器执行以下步骤：
针对所述可替代传输路径上的首节点，所述控制器将所述CID和所述可替代传输路径上首节点的下一节点的节点标识发送给首节点；
针对所述可替代传输路径上的中间节点，所述控制器将所述CID和所述可替代传输路径上该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点。
6.一种数据流报头压缩传输方法，其特征在于，包括：
数据流的传输路径上的首节点接收控制器发送的所述数据流的报头标识、所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述首节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；
所述首节点对与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
所述首节点将携带有所述CID的所述第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点；
所述方法还包括：
所述首节点接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知；
所述首节点根据所述通知释放所述CID，所述CID为被占用的CID中利用率最低的CID，所述被占用的CID数量大于等于第一阈值，且所述CID的利用率低于第二阈值，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述首节点对与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包之前，还包括：
所述首节点接收所述控制器发送的压缩算法标识；
所述首节点对与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包，包括：
所述首节点利用所述压缩算法标识对应的压缩算法对所述第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
所述首节点接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识；
所述首节点确定所述CID关联的所述数据流的报头标识；
所述首节点将与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
所述首节点将携带有所述CID的所述第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
9.一种数据流报头压缩传输方法，其特征在于，包括：
数据流的传输路径上的末节点接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID；
所述末节点接收到携带有所述CID的第二数据包时，对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包，所述第二数据包是所述第一数据包经过报头压缩处理得到的；
所述方法还包括：
所述末节点接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知；
所述末节点根据所述通知释放所述CID，所述CID为被占用的CID中利用率最低的CID，所述被占用的CID数量大于等于第一阈值，且所述CID的利用率低于第二阈值，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述末节点对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包之前，还包括：
所述末节点接收所述控制器发送的解压缩算法标识；
所述末节点对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包，包括：
所述末节点利用所述解压缩算法标识对应的解压缩算法对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包。
11.一种控制器，其特征在于，包括：
路径确定单元，用于为数据流分配未被占用的上下文标识CID，并确定所述数据流的传输路径；
针对所述路径确定单元确定的传输路径上的各个节点，信息发送单元用于：
针对传输路径上的首节点，所述信息发送单元将所述数据流的报头标识、所述路径确定单元分配的CID和所述首节点的下一节点的节点标识发送给所述首节点；
针对传输路径上的各中间节点，所述信息发送单元将所述CID和该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点；
针对传输路径上的末节点，所述信息发送单元将所述CID发送给所述末节点；
所述控制器还包括：
第一CID释放单元，用于：
统计被占用的CID数量；
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若被占用的CID中利用率最低的CID的利用率低于第二阈值，则将所述利用率最低的CID标识为未被占用，并通知占用所述利用率最低的CID的数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述利用率最低的CID，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
12.如权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述信息发送单元还用于：
将用于压缩所述数据流的数据包报头的压缩算法的标识发送给所述首节点；
将用于解压缩所述数据流的数据包报头的解压缩算的法标识发送给所述末节点。
13.如权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述第一CID释放单元还用于：
当所述被占用的CID数量大于等于第一阈值、且小于等于CID总数时，若距离上一次计算每个被占用的CID的利用率的时间间隔大于等于第三阈值，则重新计算每个被占用的CID的利用率。
14.如权利要求11所述的控制器，其特征在于，还包括：
第二CID释放单元，用于当所述末节点距离上一次解压缩所述数据流的数据包报头的时间间隔超过第四阈值时，将所述数据流占用的CID标识为未被占用，并通知所述数据流的传输路径上的首节点和末节点释放所述CID。
15.如权利要求11所述的控制器，其特征在于，还包括：
链路中断处理单元，用于：
当所述数据流的所述传输路径发生链路中断时，确定所述传输路径的可替代传输路径，所述可替代传输路径上的首节点、末节点分别为所述传输路径的首节点、末节点，且不包括所述传输路径上发生链路中断的链路；
针对所述可替代传输路径上的首节点，将所述CID和所述可替代传输路径上首节点的下一节点的节点标识发送给首节点；
针对所述可替代传输路径上的中间节点，将所述CID和所述可替代传输路径上该中间节点的下一节点的节点标识发送给该中间节点。
16.一种首节点，其特征在于，所述首节点为数据流的传输路径上的首节点，所述首节点包括：
信息接收单元，用于接收控制器发送的所述数据流的报头标识、所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID和所述首节点在所述传输路径上的下一节点的节点标识；
数据包压缩单元702，用于对与所述信息接收单元接收的数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
数据包传输单元，用于将携带有所述CID的所述数据包压缩单元702处理得到的所述第二数据包传输至所述下一节点的节点标识对应的下一节点；
所述首节点还包括：
CID释放单元，用于：
接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知，并释放所述CID，所述CID为被占用的CID中利用率最低的CID，所述被占用的CID数量大于等于第一阈值，且所述CID的利用率低于第二阈值，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
17.如权利要求16所述的首节点，其特征在于，
所述信息接收单元还用于：
接收所述控制器发送的压缩算法标识；
所述数据包压缩单元702具体用于：
利用所述信息接收单元接收的所述压缩算法标识对应的压缩算法，对所述第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包。
18.如权利要求17所述的首节点，其特征在于，
所述信息接收单元还用于：
接收所述控制器发送的所述CID和所述数据流的可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识；
所述数据包压缩单元702还用于：
确定所述信息接收单元接收的所述CID关联的所述数据流的报头标识；将与所述数据流的报头标识匹配的第一数据包进行报头压缩处理得到第二数据包；
所述数据包传输单元还用于：
将携带有所述CID的所述数据包压缩单元702处理得到的第二数据包传输至所述可替代传输路径上所述首节点的下一节点的节点标识对应的下一节点。
19.一种末节点，其特征在于，所述末节点为数据流的传输路径上的末节点，所述末节点包括：
信息接收单元，用于接收控制器发送的所述控制器为所述数据流分配的上下文标识CID；
数据包解压缩单元702，用于当接收到携带有所述信息接收单元接收的所述CID的第二数据包时，对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包，所述第二数据包是所述第一数据包经过报头压缩处理得到的；
所述末节点还包括：
CID释放单元，用于接收所述控制器发送的用于指示释放所述数据流占用的所述CID的通知，并释放所述CID，所述CID为被占用的CID中利用率最低的CID，所述被占用的CID数量大于等于第一阈值，且所述CID的利用率低于第二阈值，所述CID的利用率为占用CID的数据流的数据包报头压缩前后字节数量的差值与数据流占用CID的时间间隔的商。
20.如权利要求19所述的末节点，其特征在于，
所述信息接收单元还用于：
接收所述控制器发送的解压缩算法标识；
所述数据包解压缩单元702具体用于：
利用所述信息接收单元接收的所述解压缩算法标识对应的解压缩算法，对所述第二数据包进行报头解压缩处理得到第一数据包。
21.一种数据流报头压缩传输系统，其特征在于，所述系统包括控制器、以及数据流的传输路径上的首节点、中间节点和末节点；
所述控制器为权利要求11至15任一所述的控制器；
所述首节点为权利要求16至18任一所述的首节点；
所述末节点为权利要求19至20任一所述的末节点。
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