CN107295036A - 一种数据发送方法及数据合并设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据发送方法，应用于数据合并设备，用以提高数据传输的效率。该方法包括：接收发送设备发送的M个数据包，M为大于1的整数；按照数据包的消息类型将所述M个数据包划分为至少一个类别，消息类型与类别一一对应；按照所划分的类别，将所述M个数据包合成N个数据包，所述N个数据包中的每个数据包至少包括用于指示其中一个类别的全部数据包的信息，N为小于M的整数；将所述N个数据包发送给数据拆分设备，所述数据拆分设备用于将所述N个数据包拆分为所述M个数据包，并将所述M个数据包发送给接收设备。

Description

一种数据发送方法及数据合并设备

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种数据发送方法及数据合并设备。

背景技术

目前，在一些数据处理系统中需要频繁地进行数据传输，以两地三中心的数据容灾备份系统为例，为了让备份数据中心及时感知主数据中心的运行状态，主数据中心需要周期性地向备份数据中心发送心跳消息，以及，为了确保数据能够及时地通过备份数据中心进行备份，主数据中心还会将更新的数据实时地发送给备份数据中心。可以看出，主数据中心和备份数据中心之间数据传输比较频繁，传输的数据包的数量也较多，而在用于进行数据传输的网络带宽受限情况下，数据包的个数越多，网络拥塞的可能性也越高，进而导致数据传输的效率也越低。

发明内容

本发明实施例提供一种数据发送方法及数据合并设备，用以提高数据传输的效率。

第一方面，提供一种数据发送方法，该方法可以应用于数据合并设备。在该方法中，数据合并设备在接收发送设备发送的M个数据包后，可以先按照数据包的消息类型将M个数据包划分为至少一个类别，再按照所划分的类别，将M个数据包合成N个数据包，进而再将N个数据包发送给数据拆分设备。其中，M为大于1的整数，M个数据包为发送设备发送给接收设备的数据包，发送设备和接收设备之间通过一致性协议传输数据，N个数据包中的每个数据包至少包括用于指示其中一个类别的全部数据包的信息，而数据拆分设备用于将N个数据包拆分为M个数据包，并将M个数据包发送给对应的接收设备。

本发明实施例中，数据合并设备在接收多个(例如M个)数据包后，可以先对多个数据包按照消息类型进行分类，在进行分类之后，同一类别所包括的数据包都具有相同的消息格式，可以便于对同类数据包进行管理，例如可以便于对数据包进行合成处理。

进一步地，可以按照所划分的类别，将M个数据包合成N个数据包，由于N小于M，即通过合成的方式可以减少数据包的数量，并发送合成后的N个数据包，例如发送给数据拆分设备，对于相同的网络带宽来说，由于传输的数据包的个数减少了，那么可以在一定程度上降低网络传输的拥塞程度，从而可以提高数据传输的效率，提高网络质量，尽量确保发送设备和接收设备之间可以高效地进行数据传输。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，数据合并设备按照所划分的类别，将M个数据包合成N个数据包，包括：分别将至少一个类别中的每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包以获得至少一个数据包，再将至少一个数据包合成N个数据包。

本发明实施例中，在合成的过程中还可以对数据包进行压缩，经过压缩后可以减少传输的数据量，以进一步地提高传输效率。可选的，可以将每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包中，相当于是将一个类别所包括的数据包进行联合压缩，由于同一类别所包括的数据包的消息格式相同，将它们进行联合压缩的话可以根据相同的消息格式而进行快捷的压缩，以提高压缩的效率。

在进行联合压缩时，可以先创建一个数据包，再将每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到新创建的数据包中，以实现数据包的压缩重组，可替换的，还可以直接在一个类别所包括的一个数据包(例如第一数据包)的基础上，将该类别所包括的其它数据包的信息与第一数据包所携带的信息进行压缩后再添加到第一数据包中。

在具体实施过程中，例如可以采用差分编码对数据包进行压缩，即采用差分压缩方式对数据包进行压缩处理，或者还可以采用其它能够用于对数据包进行压缩处理的方法，等等。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能实现的方式中，数据合并设备在分别将至少一个类别中的每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包之前，还包括：分别对每个类别所对应的数据包按照数据包所包括的全部字段或部分字段的取值进行排序，进一步地根据排序结果，分别将每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包。

本发明实施例中，在进行压缩之前，可以先对需要进行压缩的多个数据包进行排序，这样可以便于在进行差分运算时尽量较少数据包与数据包之间的差分量，以尽量减少数据量，可以提高压缩的压缩率。

结合第一方面的第二种可能实现的方式，在第一方面的第三种可能实现的方式中，数据合并设备分别对每个类别所对应的数据包按照数据包所包括的全部字段或部分字段的取值进行排序，包括：分别获取每个类别中的每个数据包的全部字段或部分字段的取值，再按照数据包的全部字段或部分字段的取值大小对每个类别所对应的数据包进行排序。

可选的，可以将用于表征一个字段内所包括的字段信息的二进制序列看作是该字段的取值。另外，可以将全部字段或部分字段按照从高位到低位的顺序进行排序以获得数据包的取值。

可选的，数据合并设备可以获取每个数据包的全部字段取值，以便获得该数据包所包括的全部字段的二进制序列。

可选的，还可以获取每个数据包所包括的部分字段的取值，由于同一类别的多个数据包具有相同的消息格式，可以认为每个数据包的包头中的用于表明消息类型的字段(例如type字段)的二进制序列是相同的，此时能够尽量减少差分量的计算，可以直接分别获取各个数据包的部分字段的取值，而部分字段例如可以是指除去type字段的其余字段。

本发明实施例中，在进行排序之后，可以尽量减少相邻两个数据包之间的差异，这样在进行差分运算的时候，可以尽量减少相邻两个数据包之间的差分量，进而可有减少传输的数据量，以提升数据传输的速率。

结合第一方面的第二种或第三种可能实现的方式，在第一方面的第四种可能实现的方式中，所述合并设备根据排序结果，分别将每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包，包括：按照排序后的数据包的排列顺序，对每个类别所对应的数据包中每两个相邻的数据包进行差分运算，共获得Q个差分量，再将每个类别所对应的数据包中按照排序后的首个数据包或最后一个数据包，以及Q个差分量添加到所述一个数据包，Q为正整数。

本发明实施例中，按照排序后的排序顺序对多个数据包进行差分运算，以获得多个差分量，进而可以将进行差分运算的基准数据包(例如排序后的首个数据包或最后一个数据包)和多个差分量添加到一个数据包中，那么存储有基准数据包和多个差分量的这个数据包即为进行压缩后获得的数据包。

结合第一方面或第一方面的第一种至第四种可能实现的方式，在第一方面的第五种可能实现的方式中，在将M个数据包合成N个数据包之前，还包括：数据合并设备确定M个数据包的个数达到预定个数，或，确定M个数据包的总数据量大于等于预定数据量，或，确定到达预定时刻。

在本发明实施例中，在将M个数据包合成N个数据包之前，数据合并设备还可以先判断是否满足预定合成条件，其中，预定合成条件为用于触发数据合并设备对接收到的M个数据包进行合成的条件，也就是说，可以将预定合成条件看作是触发数据合并设备对接收到的M个数据包进行合成的触发条件。

本发明实施例中，通过先判断是否满足预定合成条件，可以确保合成的及时性，使得数据合并设备能够及时地将接收的数据包进行合成后及时进行传输，同时，还可以确保合成的必要性，例如需要数据包达到预定个数时才进行合成，这样可以尽量降低数据合并设备的处理负荷，提升数据合并设备的性能。

可选的，在确定M个数据包的个数达到预定个数时进行合成，可以使得发送设备所发送的数据包能够及时地传输到对应的接收设备。

可选的，在确定M个数据包的数据量大于等于预定数据量时进行合成，这样可以确保数据传输的及时性，同时，通过将M个数据包的总数据量与预定数据量进行比较，还可以尽量满足数据合并设备对数据的传输要求，使得数据合并设备通过一次合成即可以将M个数据包全部发送给数据拆分设备，保证数据传输的时效性。

可选的，在确定到达预定时刻时进行合成，可以在减少数据包的个数的基础上，尽量保证数据传输的及时性和时效性。

第二方面，提供一种数据合并设备，该数据合并设备包括接收模块、分类模块、合成模块和发送模块，数据合并设备所包括的模块用于执行第一方面中所述的数据发送方法。

第三方面，提供一种数据合并设备，在一个可能的设计中，该数据合并设备的结构中包括处理器、接收器和发送器，所述处理器被配置为支持数据合并设备执行第一方面中的数据发送方法中相应的功能。所述接收器用于接收发送设备发送的M个数据包，所述发送器用于将所述处理器将对所述M个数据包进行合成而获得的N个数据包发送给数据拆分设备。所述数据合并设备还可以包括存储器，所述存储器与处理器耦合，用于保存数据合并设备必要的程序指令和数据。

第四方面，提供一种数据发送方法，该方法可以应用于数据拆分设备。在该方法中，数据拆分设备接收数据合并设备发送的N个数据包并将N个数据包拆分为M个数据包，进而再将M个数据包分别发送给对应的接收设备；其中，M为大于1的整数，N为小于M的整数。

与第一方面中的数据发送方法对应地，在第四方面提供的数据发送方法中，数据拆分设备可以采取与数据合并设备对数据包进行压缩对应的解压缩方式对N个数据包进行拆分，由于数据合并设备在对M个数据包进行压缩时，可以采用先排序后再压缩的方式，这样可以尽量使得两个相邻数据包之间的差异尽量小以使得在进行差分运算时获得的差分量尽量少，那么对应的，数据拆分设备采用对应的解压缩方式进行解压缩时，由于压缩时的差分量较少，所以解压缩时需要处理的数据量也较少，解压缩的效率更高，这样可以降低数据拆分设备的处理负荷，使得数据拆分设备能够快速地对N个数据包进行拆分还原以获得原始的M个数据包，这样可以尽量提升数据传输的及时性和时效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为两个数据中心之间进行数据传输的框架图；

图2为本发明实施例中在两个数据中心之间设置数据合并设备的示意图；

图3为本发明实施例中数据合并设备和数据拆分设备与数据中心之间进行交互的示意图；

图4为本发明实施例中数据发送方法的流程图；

图5为本发明实施例中包括4个字段的数据包的示意图；

图6A为本发明实施例中将一个类别的数据包合成一个数据包的示意图；

图6B为本发明实施例中将两个类别的数据包合成一个数据包的示意图；

图7为本发明实施例中数据合并设备的结构示意图；

图8为本发明实施例中数据合并设备的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明实施例中的技术方案进行详细的说明。

首先对本发明实施例的应用场景作简要介绍。

为了实现数据的一致性备份，一些数据处理系统需要频繁地进行数据传输，例如两地三中心的数据容灾备份系统，为了将主数据中心的数据及时地通过数据备份中心进行备份，主数据中心和数据备份中心之间一般会频繁地传输数据，例如主数据中心向数据备份中心发送的心跳消息、请求响应消息等等，并且，为了实现数据的一致性备份，数据中心之间一般是基于一致性协议进行数据传输，一致性协议例如是Raft协议或Paxos协议，等等。

当采用一致性协议进行数据传输时，一般具有以下传输特性：

1、单次传输的数据包的数据量较小，例如只有37字节或45字节，为了便于描述，本发明实施例中将数据量较小的数据包称作小数据包。

2、单位时间内传输的数据包的个数较多，单位时间例如可以是指0.5分钟或者2分钟，等等。

3、数据包的类型较少，例如只包括心跳消息和请求响应消息两种类型的消息。例如在0.5分钟内传输的100个数据包均是心跳消息，或者在0.5分钟内传输的100个数据包只包括信条消息和请求响应消息两类。

4、数据包和数据包之间相互独立，如果打包发送的话无需进行保序。例如，有三个数据包均需要发送给接收设备，那么只要在一定时间内将这三个数据包发送给接收设备即可，而可以无需按照三个数据包的生成时刻的先后依次发送该三个数据包。也就是说，只要在规定的时间内全部发送给接收设备即可，可以无需考虑发送的先后顺序。

请参见图1，图1为两个数据中心间进行数据传输的示意图，假设数据中心A为数据容灾备份系统中的主数据中心，数据中心B为数据容灾备份系统中的备份数据中心，数据中心A和数据中心B中均分布有多个数据节点，用于进行数据的传输，而数据节点的具体可以是指如图1中所示的发送设备和接收设备，可见，数据中心A中设置有发送设备1、2、3和4，数据中心B中设置有接收设备1、2、3和4，数据中心A中设置的任意一个发送设备均可以向数据中心B中的任意一个接收设备发送数据。另外，数据中心B中的接收设备同时也可以向数据中心A中的发送设备发送数据，也就是说，数据中心A和数据中心B之间的电子设备进行的数据传输是相互的，其中的任意一个电子设备，即可以作为数据的发送端，也可以作为数据的接收端，而图1中是为了便于阅读者理解，仅以数据中心A中的电子设备向数据中心B中的电子设备发送数据为例，所以在图1中将数据中心A中的电子设备称作发送设备，以及将将数据中心B中的电子设备称作接收设备。

可选的，数据中心A和数据中心B之间基于一致性协议传输数据，也即，发送设备1-4与接收设备1-4之间基于一致性协议传输数据。

根据基于一致性协议进行数据传输的传输特性，数据中心A在单位时间内一般会向数据中心B发送大量的小数据包，而在数据中心A和数据中心B之间进行数据传输的网络带宽一定的情况下，传输的数据包的个数越多，那么网络拥塞的可能性也越高，这样将可能导致数据传输的效率低下。

鉴于此，本发明实施例提供一种数据合并设备，设置于数据中心A和数据中心B之间，用于将数据中心A发送给数据中心B的大量数据包进行合成后再发送给数据中心B，例如将50个数据包合成1个数据包或2个数据包后再发送给数据中心B，这样可以尽量减少传输的数据包的个数，以就提高网络带宽的利用率，尽量提高数据传输的效率。

进一步地，由于通过数据合并设备对数据包进行合成，为了使得数据中心B能够获得发送设备发送的原始的数据包(即进行合成前的数据包)，本发明实施例还提供一种与数据合并设备对应的数据拆分设备，数据合并设备可以将合成后的数据包发送给数据拆分设备，而数据拆分设备在接收到合成的数据包后，可以对合成的数据包进行拆分还原，以获得原始的数据包，并再将拆分后原始数据包分别发送给数据中心B中对应的接收设备。

可见，在本发明实施例中，数据合并设备用于对大量数据包进行聚合，而数据拆分设备用于对聚合后的数据包进行拆分还原，以达到降低传输的数据包的个数的目的。

在具体实施过程中，可以在数据中心A和数据中心B之间设置多个数据合并设备，或者也可以只设置一个数据合并设备。

当只设置一个数据合并设备时，那么该数据合并设备负责对数据中心A中所有的发送设备向数据中心B所发送的数据包进行合成，这样可以尽量减少数据处理系统中节点的布置开销。

当设置多个数据合并设备时，其中的每个数据合并设备可以只负责与其对应的发送设备发送的数据包的合成，继续以图1为例，例如可以为发送设备1和发送设备2分配数据合并设备1，而为发送设备3和发送设备4分配数据合并设备2，再为其它的发送设备分配数据合并设备3，等等。在分配数据合并设备时，可以根据多个发送设备之间的物理距离来确定为哪些发送设备分配同一个数据合并设备，例如可以为物理距离相隔较近的几个发送设备分配同一个数据合并设备，这样可以尽量缩短数据传输的时间，以确保数据传输的及时性。

请参见图2，例如为数据中心A中的发送设备1、2、3分配同一个数据合并设备，即该数据合并设备负责对发送设备1、2、3向数据中心B(例如数据中心B中的接收设备1、2)发送的数据包进行合成，与该数据合并设备对应的，可以设置一个数据拆分设备。

另外，数据拆分设备与数据合并设备的数量可以相等，即数据拆分设备和数据合并设备一一对应，这样可以保证能够对合成后的数据包及时地进行拆分，或者，为了尽量减少数据系统中物理节点的布置，数据拆分设备和数据合并设备的数量也可以不等，例如，三个数据合并设备可以共同使用一个数据拆分设备，即一个数据拆分设备可以同时负责对这三个数据合并设备所合成的数据包进行拆分。

在具体实施过程中，图2中的数据中心A中的发送设备、数据中心B中的接收设备、数据合并设备和数据拆分设备可以包括网关，转发服务器，交换机，路由器，或普通服务器等电子设备，其中，接收设备、发送设备、数据合并设备和数据拆分设备可以是相同的设备，也可以是不同的设备。

以下以图3所示的各设备之间的交互示意图对本发明实施例的整个方案进行简要说明。

请参见图3，数据处理系统中可以配置路由数据配置模块，用于对数据中心A中的各发送设备所发送数据包的路由进行配置，即通过向路由数据配置模块读取路由配置数据，可以获知需要发送的数据包，即可以获知每个数据包的目的地址，也就是说，通过路由数据配置模块，可以获知数据中心A中的每个数据包的路由路径(即传输路径)，例如可以获知每个数据包的发送设备、传输途径和目的设备等信息。

如图3中所示，发送设备1通过访问路由数据配置模块以获得对应的路由策略数据，进而可以根据路由策略数据确定需要向接收设备1发送数据包1以及需要向接收设备2发送数据包2，与此类似，发送设备2通过访问路由数据配置模块可以确定需要向接收设备2发送数据包3。

以发送设备1发送数据包1为例，发送设备1在向数据合并设备发送数据包1之前，可以根据获知的路由策略数据判断数据包1是在数据中心内传输还是跨数据中心传输，如果是在数据中心内传输，则可以直接将其发送到相应的目的设备即可，如果是跨数据中心传输，则可以进一步判断数据包1是否是小数据包。其中，数据中心内传输是指数据包1的发送设备和接收设备位于同一数据中心中，例如数据包1是由发送设备1发送给发送设备2的数据包，而跨数据中心传输是指数据包1的发送设备和接收设备位于不同的数据中心中，例如数据包1是由数据中心A中的发送设备1发送给数据中心B中的接收设备1的数据包。

如果确定是同一数据中心内的数据传输，可以直接将其发送到对应的目的设备即可，由于同一数据中心内的电子设备之间的物理位置相隔一般不是太远，并且根据一致性协议传输的特性可知，同一数据中心内的数据传输的数据包的数量一般较少，所以网络拥塞的可能性也较低，所以可以将其直接发送以保证数据传输的及时性。

如果确定是跨数据中心的数据传输，进一步地可以判断数据包1是否是小数据包，例如将包括的数据量小于等于80字节的数据包看成是小数据包，将包括的数据量大于80字节的数据包看成是大数据包。

如果确定数据包是大数据包，则可以不通过数据合并设备进行合成而直接发送，因为大数据包的数据量一般也比较大，为了节约传输时间和确保数据及时传输，所以节约传输时间和及时性，所以可以不经过合成而直接发送。

另外，由于小数据包在传输过程中的排队、处理和路由和发送等消耗上和大数据包并无不同，此外组包的固定开销如帧间间隔也和数据包的大小无关，因此在网络带宽相同的情况下小数据包越多，网络传输效率越低，所以如果确定是小数据包的话，则可以将其直接发送给数据合并设备，进而通过数据合并设备将多个小数据包进行合成后再发送，以尽量降低网络拥塞的程度。

也就是说，在本发明实施例中，可以通过发送设备先对发送的数据包是数据中心内传输还是跨数据中心传输进行第一次判断，再通过对数据包是大数据包还是小数据包进行第二次判断，也就是说，通过对数据包进行分拣筛选后才将小数据包发送给数据合并设备，大、小数据包的分拣步骤是通过数据中心内的数据节点进行的，而无需将所有的数据包均发送到数据合并设备后再由数据合并设备进行分拣筛选，这样可以节约在数据合并设备处再进行分拣筛选的时间，使得数据合并设备可以小数据包快速地进行合成处理，这样也便于数据包能够及时地进行传输，确保数据传输的及时性和实时性，同时还可以降低数据合并设备的处理负荷。

当发送设备先经过分拣筛选后再向数据合并设备发送数据包，那么在不做特别说明的情况下，可以认为数据合并设备接收的数据都是小数据包，即，可选的，本发明实施例中的M个数据包均是小数据包。

继续参见图3，数据合并设备在接收到数据包1、2、3之后可以将其进行合成后再发送给数据拆分设备，至于具体的合成流程后续再作详细介绍。进一步地，数据拆分设备可以将合成后的数据包再拆分为数据包1、2、3，进而根据对数据包1、2、3的解析确定与其对应的接收设备，并将其发送到对应的接收设备，例如图3中所示，数据拆分设备将数据包1发送给接收设备1，将数据包2、3发送给接收设备2。

在具体实施过程中，如图2所示，数据合并设备和数据拆分设备可以设置于数据中心A和数据中心B之间，即可以将数据合并设备和数据拆分设备看作是两个独立于数据中心A、B的电子设备，并且，可以将数据合并设备设置于接近数据中心A的位置，这样便于数据合并设备快速接收到数据中心A中的发送设备所发送的小数据包以快速进行聚合，类似地，也可以将数据拆分设备设置于靠近数据中心B的位置处，这样可以便于数据拆分设备在对合成后的数据包进行拆分后，能够快速地分发给对应的接收设备。

可替换的，还可以将数据合并设备设置于数据中心A中，以及可以将数据拆分设备设置数据中心B中，这样可以使得数据包在从数据中心A开始向数据中心B进行发送时，即已经是以合成后的数据包进行传输，这样可以在较大程度上避免网络拥塞的可能，以尽量提高数据的传输效率。

以下对数据合并设备对多个小数据包进行合成处理的技术方案进行详细说明。

请参见图4，本发明实施例提供一种数据发送方法，该方法可以应用于图2和图3中的数据合并设备。该方法的流程描述如下。

步骤401：数据合并设备接收发送设备发送的M个数据包。其中，M为大于1的整数，例如为2，35，90，等等。

M个数据包为发送设备发送给接收设备的数据包，例如是如图1中所示的数据中心A中的发送设备发送给数据中心B中的接收设备的数据包，并且发送设备和接收设备之前通过一致性协议进行数据传输，即数据中心A和数据中心B之间基于一致性协议进行数据传输。

本发明实施例中，用于发送M个数据包的发送设备可以是一个也可以是多个，以及接收M个数据包的接收设备可以是一个也可以是多个。

步骤402：数据合并设备按照数据包的消息类型将M个数据包划分为至少一个类别；其中，消息类型与类别一一对应。

以数据容灾备份系统为例，例如M个数据包包含raftpb.MsgAppResp、raftpb.MsgHeartbeat和raftpb.MsgVote这三种类型的数据包，那么可以将M个数据包划分为上述三种类型的数据包，即将M个数据包划分为三个类别。

根据前述介绍可知，基于一致性协议进行数据传输的数据包的类型一般较少，而属于同一种消息类型的数据包具有相同的消息格式，即可以认为属于同一种消息类型的数据包的包头所包括的type字段是相同的。

假设M的取值为50，即数据合并设备接收到50个数据包，其中包括30个属于第一消息类型的数据包、10个属于第二消息类型的数据包以及10个属于第三消息类型的数据包，那么可以将这50个数据包按照三种消息类型划分为三个类别，即消息类型与类别一一对应，具体来说，就是指M个数据包包括多少种消息类型的数据包，就可以将M个数据包划分为多少个类别。

由于属于同一类别的数据包具有相同的消息格式，将其分类后可以便于同一消息类型的数据包的统筹管理，也可以便于后续进行的合成处理。

步骤403：数据合并设备按照所划分的类别，将M个数据包合成N个数据包；其中，N个数据包中的每个数据包至少包括用于指示其中一个类别的全部数据包的信息，N为小于M的整数。

例如，可以单独将每个类别所包括的数据包分别合成一个数据包，例如M个数据包包括三个类别的数据包，那在进行合成后就可以得到3个数据包，也就是说，合成后的数据包的数量与所划分的类别数量相等，即此时N的取值与类别的数量相等。

可替换的，也可以将多个类别所包括的数据包合成一个数据包，这样可以较大程度上减少数据包的个数，例如可以将三个类别的数据包中的第一个类别和第二个类别的数据包合成为一个数据包，而将其中的第三个类别的数据包合成另一个数据包，等等。

可替换的，还可以将全部类别的数据包合成一个数据包，那么此时N的取值为1，这样可以最大程度上减少数据包的个数。

具体将几个类别的数据包合成一个数据包，以及具体将哪几个类别的数据包合成到同一个数据包中，可以根据每个类别所包括的数据包的个数、每个类别所包括的数据包的总数据量、网络带宽和数据合并设备单次所能传输的最大数据量等因素确定，本发明不做具体限制。

但无论是将一个类别的数据包合成一个数据包，还是将多个类别的数据包合成一个数据包，进行合成之后的数据包的个数必然小于合成前的数据包的个数，即N的取值始终小于M，这样可以确保通过合成的方式达到减少需要传输的数据包的数量的目的，以尽量降低网络拥塞的可能，提升数据的传输效率。

数据包的合成，例如可以按照以下两种方式进行理解。

例如，数据包的合成，可以是指将数据包和数据包之间以链表的方式进行简单的串接，而单个数据包的格式和所包括的信息可以不用发生改变，该种合成方式由于不涉及到对数据包所包括的信息进行重组和改变，合成方式比较简单快捷，对应的，数据拆分设备在接收到通过该种合成方式进行合成的数据包之后，也可以采用较为简单快捷的方式进行拆分，以快速获得合成前的M个数据包。

或者，数据包的合成还可以是指将数据包进行压缩后再进行合成，通过对数据包进行压缩处理，可以尽量减小单次传输的数据包的数据量，由于数据量减少了，所以可以在一定程度上提高传输的速率，同时，由于可以对数据包进行压缩后再合成，还可以增强数据合并设备对数据的处理能力，提升数据合并设备的性能。

另外，合成前的数据包和合成后的数据包的格式可以相同，也可以不同，并且，数据合并设备和数据拆分设备之间可以具有一致的通信协议，那么凡是通过数据合并设备发送给数据拆分设备的数据包，数据拆分设备都能进行识别、拆分和解析等处理。

步骤404：数据合并设备将N个数据包发送给数据拆分设备；其中，数据拆分设备用于将N个数据包拆分为M个数据包，并将拆分后的M个数据包发送给接收设备。

数据合并设备在将M个数据包合成N个数据包之后，为了保证数据传输的及时性，可以及时将N个数据包发送给数据拆分设备。

进一步地，数据拆分设备在接收到N个数据包之后，可以采用与数据合并设备进行的合成方式对应的拆分方式对N个数据包进行拆分，即通过对N个数据包进行拆分可以对合成前的M个数据包进行还原，进而再将拆分获得的M个数据包发送对应的接收设备，以保证数据传输的准确性。

另外，在合成的过程中，为了减少传输的数据量，进一步地提高传输效率，还可以对数据包进行压缩，例如，数据合并设备可以分别将每个类别对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包，以获得压缩后的至少一个数据包，进而可以将压缩后的至少一个数据包合成N个数据包。

也就是说，可以将每个类别所包括的数据包所携带的信息压缩后添加到同一个数据包中，相当于是将一个类别所包括的数据包进行联合压缩，由于同一类别所包括的数据包的消息格式相同，将它们进行联合压缩的话可以根据相同的消息格式而进行快捷的压缩，以提高压缩的效率。

在进行联合压缩时，可以先创建一个数据包，再将每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到新创建的数据包中，以实现数据包的压缩重组，可替换的，还可以直接在一个类别所包括的一个数据包(例如第一数据包)的基础上，将该类别所包括的其它数据包的信息与第一数据包所携带的信息进行压缩后再添加到第一数据包中。

在具体实施过程中，例如可以采用差分编码对数据包进行压缩，及采用差分压缩方式对数据包进行压缩处理，或者还可以采用其它能够用于对数据包进行压缩处理的方法，本发明实施例不做限制，为了便于阅读者理解，以下以差分压缩方式对数据包进行压缩处理进行举例说明。

以对至少一个类别中的第一个类别所包括的数据包进行差分压缩处理为例，假设第一个类别包括三个数据包，则是对这三个数据包进行差分压缩，由于属于同一类别，所以这三个数据包具有相同的消息格式，而其消息格式例如如图5所示，通过图5可以看出，该类数据包包括4个字段，而每个字段可以具有固定的字段长度以用于存储对应的字段信息，具体来说，每个字段内的字段信息可以是以二进制序列的形式表示，即每个字段内的字段信息可以是指一段二进制序列，那么对应的，可以根据一个字段内的二进制序列确定该字段的取值，通过对各字段的取值进行组合，例如按照从高位到低位，例如图5中所示的从左边到右边的方式进行组合，便可以确定该数据包的取值。

如图5所示，假设字段1为数据包的包头中的type字段，由于属于同一类别的数据包，那么上述三个数据包的type字段相同，即字段1内的二进制取值可以相同，例如均为10，那么可以将10看作是用于指示字段1内所包括的字段信息的二进制序列，同时，也可以将10看作是字段1的取值。

假设上述三个数据包的每个字段的二进制序列如表1所示。

表1

采用差分编码的方式对上述三个数据包进行压缩，可以是以数据包1为基准，计算数据包2与数据包1之间的差分量，例如称作差分量2.1，再计算数据包3与数据包2之间的差分量，例如称作差分量3.2，那么通过对应的解压缩方式进行解压，则可以根据数据包1和差分量2.1确定数据包2，以及可以根据数据包2和差分量3.2确定数据包3，当然，在具体的实施过程中，还可以先以数据包3为基准，计算数据包2与数据包3之间的差分量，例如称作差分量2.3，再计算数据包1与数据包2之间的差分量，例如称作差分量1.2，即以倒序的方式进行差分运算，再采用与上述类似的解压缩原理，可以在数据包3的基础上依次确定数据包2和数据包1。

也就是说，除第一个数据包(即数据包1)或倒数第一个数据包(即数据包3)之外，可以通过该数据包与其相邻的前(或后)一个数据包的差分量确定该数据包，可见，通过差分量可以指示对应的数据包所包括的信息。

在进行差分压缩的过程中，还可以先对需要进行压缩的多个数据包进行排序，这样可以便于在进行差分运算时尽量较少数据包与数据包之间的差分量，以尽量减少数据量，可以提高压缩的压缩率。

那么，在将每个类别所对应的数据包所携带的消息进行压缩后添加到一个数据包之前，可以对每个类别所对应的数据包按照数据包所包括的全部字段或部分字段的取值进行排序，进而再根据排序结果将每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包。

其中，例如可以将用于表征一个字段内所包括的字段信息的二进制序列看作是该字段的取值。

以表1中所示的第一个类别所包括的三个数据包为例，数据合并设备可以获取每个数据包的全部字段或部分字段的取值。

例如，可以获取每个数据包的全部字段的取值，即如表1所示。

可替换的，还可以获取每个数据包的部分字段的取值。例如，由于上述三个数据包属于同一消息类型，那么用于表示其消息类型的type字段(即字段1)所包括的二进制序列自然也是相同的，为了能够尽量减少差分量的计算，所以在本发明实施例中可以直接分别获取部分字段的取值，而部分字段可以是指三个数据包所包括的二进制序列可能不相同的字段，而无需获得其取值的字段可以是指三个数据包中所包括的二进制序列均相同的字段，例如表1中所示的字段1。例如获取上述三个数据包的部分字段的取值如表2所示。

表2

数据包的编号	字段2	字段3	字段4
				数据包1	1000	100000	10010001
数据包2	1111	101111	11101010
				数据包3	1000	100001	10010010

进一步地，可以按照所获得的字段的取值的大小对上述三个数据包进行排序，例如按照取值从小到大的顺序进行排序。

以表2所示的部分字段为例，当按照二进制序列的取值由小到大进行排序后的结果例如表3所示。

表3

数据包的编号	字段2	字段3	字段4
				数据包1	1000	100000	10010001
数据包3	1000	100001	10010010
				数据包2	1111	101111	11101010

在进行排序之后，相邻两个数据包之间的差异可以尽量减少，这样在进行差分运算的时候，可以尽量减少相邻两个数据包之间的差分量，进而可有减少传输的数据量，以提升数据传输的速率。

另外，在进行差分计算时，假设基准数据包包括100位，比较数据包也包括100位，当比较数据包与基准数据包相比，假设只有第10-15位和第88-96位不同，则可以计算获得两个差分量，分别是第10-15位和第88-96位的差分量，并且，为了避免由于传输丢包带来的误差以尽量保证解码的准确性，与每个差分量对应的还可以包括一个差分偏移量和一个偏移量长度，其中，差分偏移量用于表示从第几位起具有差异，偏移量长度用于表示差分量的位数，即到底有几位是不同的。例如用于表示第10-15为的差分量是11111，与其对应的差分偏移量可以表示从第10位开始存在差异，而差分量长度用于表示存在差异的位数是5位。

以表3为例，假设以数据包1为基准，对排序后的三个数据包进行差分运算，如下：

用于指示数据包1的二进制取值为：100010000010010001；

用于指示数据包3的二进制取值为：100010000110010010；

用于指示数据包2的二进制取值为：111110111111101010。

计算数据包3与数据包1之间的差分量，获得的计算结果如表4所示：

表4

差分量编号	差分量	差分偏移量	差分量长度
				差分量1	1	10	1
差分量2	1	17	1

计算数据包2与数据包3之间的差分量，获得的计算结果如表5所示：

表5

根据表4和表5可知，针对第一个类别排序后的三个数据包进行差分运算，可以获得5个差分量，即本发明实施例中的Q在此处的取值为5。

可替换的，也可以按照数据包所包括的全部字段确定与该数据包对应的二进制取值，根据表1可知：

用于指示数据包1的二进制取值为：10100010000010010001；

用于指示数据包3的二进制取值为：10100010000110010010；

用于指示数据包1的二进制取值为：10111110111111101010。

那么对应的，在计算差分量时，获得的差分量和差分量长度是相同的，不同的只是与每个差分量对应的差分偏移量，例如对于数据包3与数据包1的差分量的具体情况则可以如表6所示，与表4相比，所不同的仅是差分偏移量。

表6

差分量编号	差分量	差分偏移量	差分量长度
				差分量1	1	12	1
差分量2	1	19	1

进一步地，在获得5个差分量后，可以根据数据包1、5个差分量以及对应的差分偏移量和差分量长度获得N个数据包中的任意一个数据包，例如可以获得N个数据包中的第一数据包。

当是将第一个类别所包括的三个数据包合成为一个数据包时，此时则可以根据数据包1、5个差分量以及对应的差分偏移量和差分量长度获得第一数据包的全部内容，例如此时第一数据包中各字段所包括的信息如图6A所示。

当是将第一个类别所包括的三个数据包和其余类别的数据包一起合成第一数据包时，此时第一数据包中各字段所包括的信息可以如图6B所示，其中，数据包x可以是另一类别的数据包排序后的第一个数据包或最后一个数据包，而对另一类别的数据包进行压缩的方式可以采用对上述第一个类别所包括的三个数据包进行的相同的压缩方式。

另外，在将M个数据包合成N个数据包之前，数据合并设备还可以先判断是否满足预定合成条件，其中，预定合成条件为用于触发数据合并设备对接收到的M个数据包进行合成的条件，也就是说，可以将预定合成条件看作是触发数据合并设备对接收到的M个数据包进行合成的触发条件。

通过先判断是否满足预定合成条件，可以确保合成的及时性，使得数据合并设备能够及时地将接收的数据包进行合成后及时进行传输，同时，还可以确保合成的必要性，例如需要数据包达到预定个数时才进行合成，这样可以尽量降低数据合并设备的处理负荷，提升数据合并设备的性能。

在具体实施过程中，可以具有多种方式判断是否满足预定合成条件，即，预定合成条件的设置可以具有多种。

例如，第一种可能的预定合成条件是：M个数据包的个数达到预定个数。

其中，预定个数例如为100个，考虑到数据传输的及时性，当数据合并设备确定接收了预定个数的数据包时，则可以进行一次合成处理，这样可以使得发送设备所发送的数据包能够及时地传输到对应的接收设备。

又例如，第二种可能的预定合成条件是：M个数据包的总数据量大于等于预定数据量。

其中，预定数据量例如可以为10M或20M，等等，在M个数据包均为小数据包时，当确定M个数据包的总数据量大于当于预定数据量时，可以间接确定数据包的个数，此时为了确保数据传输的及时性，则可以及时地进行合成，同时，通过将M个数据包的总数据量与预定数据量进行比较，还可以尽量满足数据合并设备对数据的传输要求，使得数据合并设备通过一次合成即可以将M个数据包全部发送给数据拆分设备，保证数据传输的时效性。

再例如，第三种可能的预定合成条件是：达到预定时刻。

也就是说，数据合并设备可以按照预定的合成周期对接收的数据包进行合成，例如，每隔1分钟进行一次合成，这样可以在减少数据包的个数的基础上，尽量保证数据传输的及时性和时效性。

请参见图7，本发明实施例提供一种数据合并设备，该数据合并设备包括连接到同一总线700的处理器702、接收器701和发送器703。

其中，处理器702可以是中央处理器(CPU)或特定应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，可以是一个或多个用于控制程序执行的集成电路，可以是基带芯片，等等。

接收器701和发送器703可以通过总线700与处理器702相连接(例如图7所示)，或者也可以通过专门的连接线分别与处理器702连接。

接收器701和发送器703之间也可以通过总线700相连接(例如图7所示)，或者也可以通过专门的连接线进行连接。

数据合并设备还可以包括存储器，存储器可以通过总线700与处理器702连接。存储器的数量可以是一个或多个，存储器可以是只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或磁盘存储器，等等。

通过对处理器702进行设计编程，将前述的数据发送方法所对应的代码固化到芯片内，从而使芯片在运行时能够执行前述图4所示的数据发送方法，如何对处理器702进行设计编程为本领域技术人员所公知的技术，这里不再赘述。

请参见图8，本发明实施例提供一种数据合并设备，该数据合并设备包括接收模块801、分类模块802、合成模块803和发送模块804。

在实际应用中，接收模块801对应的实体设备可以是图7中的接收器701，发送模块804对应的实体设备可以是图7中的发送器703，分类模块802和合成模块803对应的实体设备可以是图7中的处理器702。

本发明实施例中的数据合并设备设备可以用于执行上述图4所述的方法，对于该数据合并设备中的各模块所实现的功能等，可参考如前方法部分的描述，在此不多赘述。

以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种数据发送方法，其特征在于，包括：

数据合并设备接收发送设备发送的M个数据包，M为大于1的整数；

所述数据合并设备按照数据包的消息类型将所述M个数据包划分为至少一个类别；其中，消息类型与类别一一对应；

所述数据合并设备按照所划分的类别，将所述M个数据包合成N个数据包；其中，所述N个数据包中的每个数据包至少包括用于指示其中一个类别的全部数据包的信息，N为小于M的整数；

所述数据合并设备将所述N个数据包发送给数据拆分设备；其中，所述数据拆分设备用于将所述N个数据包拆分为所述M个数据包，并将所述M个数据包发送给接收设备。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据合并设备按照所划分的类别，将所述M个数据包合成N个数据包，包括：

所述数据合并设备分别将所述至少一个类别中的每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包，以获得至少一个数据包；

所述数据合并设备将所述至少一个数据包合成所述N个数据包。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

在所述数据合并设备分别将所述至少一个类别中的每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包之前，还包括：

所述数据合并设备分别对每个类别所对应的数据包按照数据包所包括的全部字段或部分字段的取值进行排序；

所述数据合并设备分别将所述至少一个类别中的每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包，包括：

所述数据合并设备根据排序结果，分别将每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据合并设备分别对每个类别所对应的数据包按照数据包所包括的全部字段或部分字段的取值进行排序，包括：

所述数据合并设备分别获取每个类别中的每个数据包的全部字段或部分字段的取值；

所述数据合并设备按照数据包的全部字段或部分字段的取值大小分别对每个类别所对应的数据包进行排序。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述数据合并设备根据排序结果，分别将每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包，包括：

所述数据合并设备按照排序后的数据包的排列顺序，对每个类别所对应的数据包中每两个相邻的数据包进行差分运算，共获得Q个差分量，Q为正整数；

所述数据合并设备将每个类别所对应的数据包中按照排序后的首个数据包或最后一个数据包，以及所述Q个差分量添加到所述一个数据包。

6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，在将所述M个数据包合成N个数据包之前，还包括：

所述数据合并设备确定所述M个数据包的个数达到预定个数；或

所述数据合并设备确定所述M个数据包的总数据量大于等于预定数据量；或

所述数据合并设备确定到达预定时刻。

7.一种数据合并设备，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收发送设备发送的M个数据包，M为大于1的整数；

分类模块，用于按照数据包的消息类型将所述M个数据包划分为至少一个类别；其中，消息类型与类别一一对应；

合成模块，用于按照所划分的类别，将所述M个数据包合成N个数据包；所述N个数据包中的每个数据包至少包括用于指示其中一个类别的全部数据包的信息，N为小于M的整数；

发送模块，用于将所述N个数据包发送给数据拆分设备；其中，所述数据拆分设备用于将所述N个数据包拆分为所述M个数据包，并将所述M个数据包发送给接收设备。

8.如权利要求7所述的数据合并设备，其特征在于，所述合成模块用于：

分别将所述至少一个类别中的每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包，以获得至少一个数据包；

将所述至少一个数据包合成所述N个数据包。

9.如权利要求8所述的数据合并设备，其特征在于，

所述电子设备还包括排序模块，用于：

在所述合成模块用于将所述至少一个类别中的每个类别所对应的数据包所携带的信息压缩到一个数据包之前，分别对每个类别所对应的数据包按照数据包所包括的全部字段或部分字段的取值进行排序；

所述合成模块用于：

根据排序结果，分别将每个类别所对应的数据包所携带的信息进行压缩后添加到一个数据包。

10.如权利要求9所述的数据合并设备，其特征在于，所述排序模块用于：

分别获取每个类别中的每个数据包的全部字段或部分字段的取值；

按照数据包的全部字段或部分字段的取值大小分别对每个类别所对应的数据包进行排序。

11.如权利要求9或10所述的数据合并设备，其特征在于，所述合成模块用于：

按照排序后的数据包的排列顺序，对每个类别所对应的数据包中每两个相邻的数据包进行差分运算，共获得Q个差分量，Q为正整数；

将每个类别所对应的数据包中按照排序后的首个数据包或最后一个数据包，以及所述Q个差分量添加到所述一个数据包。

12.如权利要求7-11中任一权利要求所述的数据合并设备，其特征在于，所述数据合并设备还包括确定模块，用于：

在所述合成模块用于将所述M个数据包合成N个数据包之前，确定所述M个数据包的个数达到预定个数，或，确定所述M个数据包的总数据量大于等于预定数据量，或，确定到达预定时刻。