CN107682260B - 一种多路径快速可靠网络通讯方法 - Google Patents

一种多路径快速可靠网络通讯方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107682260B
CN107682260B CN201710995886.1A CN201710995886A CN107682260B CN 107682260 B CN107682260 B CN 107682260B CN 201710995886 A CN201710995886 A CN 201710995886A CN 107682260 B CN107682260 B CN 107682260B
Authority
CN
China
Prior art keywords
message
data packet
information node
channel
network communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710995886.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107682260A (zh
Inventor
陈贤平
严文宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Gwelltimes Technology Co., Ltd.
Original Assignee
Shenzhen Mi Iot Technology Co Ltd Dolphin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Mi Iot Technology Co Ltd Dolphin filed Critical Shenzhen Mi Iot Technology Co Ltd Dolphin
Priority to CN201710995886.1A priority Critical patent/CN107682260B/zh
Publication of CN107682260A publication Critical patent/CN107682260A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107682260B publication Critical patent/CN107682260B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/24—Multipath
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/24—Multipath
    • H04L45/245—Link aggregation, e.g. trunking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/70—Routing based on monitoring results
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/56—Provisioning of proxy services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/163—In-band adaptation of TCP data exchange; In-band control procedures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/164—Adaptation or special uses of UDP protocol
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0823—Errors, e.g. transmission errors
    • H04L43/0829—Packet loss
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0852—Delays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/10—Active monitoring, e.g. heartbeat, ping or trace-route

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多路径快速可靠网络通讯方法，其包括在互联网消息系统中部署多个消息节点、中继节点，并对各消息通道的通道品质进行动态评估，选择出质量较高的若干传输通道，进行多路径的数据传输。在通道品质的动态评估过程中，各消息节点周期性的通过直连方式或中继转发的方式向目的消息节点发送网络探测数据包；各消息节点收到探测数据包后，将响应封装为内部数据包，并回应给发起消息节点。在多路径数据传输过程中，消息系统将通讯报文封装为内部数据包，通过多个不同途径发送到目的消息节点。相对于传统的高速可靠的跨运营商、跨国际互联网的通讯传输技术，本发明应用于互联网主机之间的网络通讯，可大幅提升各主机间网络通讯稳定性，提升网络带宽的使用效率，且在跨运营商、跨国际互联网的应用场合具有较大的成本优势。

Description

一种多路径快速可靠网络通讯方法
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种多路径快速可靠网络通讯方法。
背景技术
主机通过互联网专线接入因特网，运营成本低廉，但不同运营商之间存在网络不稳定现象，尤其是在跨国际互联网时网络十分不稳定，且网速非常慢；主机通过互联网专线接入因特网，接入BGP的各运营商之间的网络稳定性较佳，但其运营成本较高，且在跨国际互联网时仍然存在网络不稳定，网速较慢的现象；当前，主机通过国际互联网专线接入因特网，能在跨国际互联网时网络达到稳定状况，但存在运营成本过于高昂的问题。
因此，现有技术存在缺陷，本发明基于此而研发。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种多路径快速可靠网络通讯方法，应用于互联网主机之间的网络通讯，提升各主机间网络通讯稳定性、网络带宽的使用效率，大幅降低系统运营成本。
本发明的技术方案如下：一种多路径快速可靠网络通讯方法，包括如下步骤：S1：在互联网消息系统中部署若干个传输中继节点、及消息节点；任意2个消息节点之间，存在着1个直连消息通道和若干个中继消息通道；S2：消息系统对各消息通道的通道品质进行动态评估；S3：各消息节点在通讯过程中，根据通道品质评估结果，选择出质量较高的若干传输通道，进行多路径的数据传输；S4：各消息节点周期性的通过直连方式或中继转发的方式向目的消息节点发送网络探测数据包；S5：各消息节点收到探测数据包后，将响应封装为内部数据包，并通过接收数据包的消息通道回应给发起消息节点，从而完成数据包的传递。
应用于上述技术方案，所述的网络通讯方法中，在消息节点的设计上，所述消息系统的总体架构包含：消息代理层，消息系统与外部应用的交互接口，可支持TCP和UDP方式的代理模式；MTP层，实现多消息通道优选传输机制；KCP层，提供UDP可靠传输机制，包括超时重传、流量控制、滑动窗口；UDP层，底层通讯链路，具备无连接，传输速度快的特征。
应用于上述技术方案，所述的网络通讯方法中，所述消息代理层接收来自于其他应用发送过来的数据，封装为内部数据包，并由MTP层、KCP层、UDP层继续处理，传递到目的消息节点。
应用于上述技术方案，所述的网络通讯方法中，所述TCP代理模式包括连接对象建立、及数据通讯过程；所述数据通讯过程包括连接状态检测过程。
应用于上述技术方案，所述的网络通讯方法中，所述UDP代理模式要求上层应用自行封装UDP用户代理帧头，所述代理帧头包含目的消息节点IP及端口的信息，供消息节点进行KCP数据包的传递。
应用于上述技术方案，所述的网络通讯方法中，步骤S2中，所述消息通道的通道品质相关的参数包括数据包丢包率、及网络延时。
应用于上述技术方案，所述的网络通讯方法中，所述消息通道的通道品质通过发送网络包的方法来实时测量，检测方发送检测报文并记录发送时标，接收方收到报文后立即应答报文；检测方接收到应答报文后，计算接收时标与发送时标的差值，即为网络时延；若长时间未收到应答报文，则判断为丢包，统计一段时长的发包/丢包数据，以获取通道丢包率的信息。
采用上述技术方案，相对于传统的高速可靠的跨运营商、跨国际互联网的通讯传输技术，本发明应用于互联网主机之间的网络通讯，可大幅提升各主机间网络通讯稳定性，提升网络带宽的使用效率，且在跨运营商、跨国际互联网的应用场合具有较大的成本优势。
附图说明
图1是本发明消息通道信息传递示意图；
图2是本发明消息系统的总体架构示意图；
图3是本发明TCP代理模式的通讯流程图；
图4是本发明UDP代理模式的通讯示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，对本发明进一步说明。
本发明实施例提供一种多路径快速可靠网络通讯方法，包括：
S1：在互联网消息系统中部署N个消息节点及M个中继节点，实现消息的传递功能；各个消息节点之间要求进行快速且可靠的消息传递，中继节点为各个消息节点提供一级消息中转服务。将消息传递的路径抽象为消息通道，对于任意两个消息节点，存在着1个直连消息通道和M个中继消息通道，见图1。
S2：消息系统通过统计各消息通道的网络延时和探测数据包丢包率，来动态评估各消息通道的通道品质。
S3：各通讯主机消息节点在消息传递的过程中，根据通道品质评估结果，尽可能优先选择出品质较高的若干消息通道进行数据传输，进行多路径的数据传输，同时，尽可能的回避了消息拥堵的问题。
S4：根据优选出来的消息通道，各通讯主机消息节点周期性的通过直连方式或中继转发的方式向目的消息节点发送网络探测数据包；
S5：各通讯主机消息节点收到探测数据包后，将响应封装为内部数据包，并通过接收数据包的消息通道回应给发送主机发起消息节点，从而完成数据包的传递。
参照图2所示，在消息节点的设计上，所述消息系统的总体架构可划分为消息代理层、MTP层、KCP层、及UDP层这四个层次。此消息系统的每一层次的功能原理如下：
(1)消息代理层是消息系统与外部应用的交互接口，可支持TCP和UDP方式的代理模式。
消息代理层接收来自于其他应用发送过来的数据，封装为内部数据包，这些内部数据包由MTP、KCP、UDP层继续处理，传递到目的消息节点。
消息代理层接收来自下层通讯的内部数据包，将其转换为外部应用所需要的形式，并回传给外部应用。
(2)MTP层实现多通道优选传输机制
对于包含N个中继节点的消息系统，任意个消息节点之间的消息通道存在N+1个消息通道，若能对这N+1个消息通道的通道品质做出合理的评估，在消息传递的过程中，尽可能优先选择品质较高的通道进行数据传输，也就尽可能的回避了消息涌堵的问题。
通道品质相关的参数有：丢包率、网络延时。这两个参数可以通过发送网络数据包的方法来实时测量，检测方发送检测报文并记录发送时标，接收方收到报文后立即应答报文。检测方接收到应答报文后，计算接收时标与发送时标的差值，即为网络时延。若长时间未收到应答报文，则判断为丢包，统计一段时长的发包/丢包数据，可以获取通道丢包率的信息。
此外，可以在这N+1个消息通道中，选择质量较好的M个通道进行合理分流，理论中存在提升整体“带宽”的能力。
(3)KCP层实现UDP可靠传输机制
消息通道中消息传递采用UDP方式，由于UDP不能保证消息的可靠传输。需要在消息系统中自行实现超时重传、流量控制、滑动窗口等可靠传输机制。
(4)UDP层
最底层的网络通讯采用UDP的模式，具备无连接，传输速度快的特征。
图3所示为TCP应用代理通讯的基本流程图：客户端代理模拟服务端的行为，侦听一个TCP端口。从Client应用的视角来看，Client代理就是一个TCP服务器。同理，对于Server应用而言，Server代理是一个普通的客户端应用。
通过消息系统完成TCP代理通讯的过程如下：
TCP连接的建立过程：
客户端代理收到客户端连接请求后，将该请求封装为内部数据包，通过消息系统发送到目标Server代理节点，Server代理节点再向真正的Server服务器发起TCP连接请求；Server代理节点收到Server的accept响应后，将该响应封装为内部数据包，再回传给Client代码，然后由Client代理回应给客户端应用；
TCP数据通讯过程：
消息代理对于接收到的TCP数据，经封装后传送给对端代理节点，对端代理节点解包后分发给对应的TCP连接对象，从而完成TCP数据包的传递。
任一消息代理节点检测到TCP连接发生异常时，立即通知对端代理节点，释放对应的TCP连接，整个TCP数据传输链路断开。
UDP代理模式要求上层应用自行封装UDP用户代理帧头，在代理帧头中，包含目的消息节点IP及端口的信息，消息代理根据代理帧头中的地址信息进行消息的投递。对于上层应用而言，将需要进行代理的数据包进行封装，并增加代理帧头并发送给消息服务器，消息系统负责将数据包转发给对端通讯地址。参考图4所示的UDP应用代理模式的通讯示意图，上行数据包代理帧头1中应包含目的B的地址信息，可包含消息节点B的信息，而下行数据包代理帧头2中应包含发起节点A的地址信息，以及起始消息节点A的地址信息，供消息节点进行KCP数据包的传递，此外，发起节点A也可直接将应用数据包发往目的B地址。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种多路径快速可靠网络通讯方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在互联网消息系统中部署若干个传输中继节点、及消息节点；任意2个消息节点之间，存在着1个直连消息通道和若干个中继消息通道；
S2：消息系统对各消息通道的通道品质进行动态评估；
S3：各消息节点在通讯过程中，根据通道品质评估结果，选择出质量较高的若干传输通道，进行多路径的数据传输；
S4：各消息节点周期性的通过直连方式或中继转发的方式向目的消息节点发送网络探测数据包；
S5：各消息节点收到探测数据包后，将响应封装为内部数据包，并通过接收数据包的消息通道回应给发起消息节点，从而完成数据包的传递；
所述消息系统的总体架构包含：
消息代理层，消息系统与外部应用的交互接口，可支持TCP和UDP方式的代理模式；
MTP层，实现多消息通道优选传输机制；
KCP层，提供UDP可靠传输机制，包括超时重传、流量控制、滑动窗口；
UDP层，底层通讯链路，具备无连接，传输速度快的特征。
2.如权利要求1中所述的网络通讯方法，其特征在于：所述消息代理层接收来自于其他应用发送过来的数据，封装为内部数据包，并由MTP层、KCP层、UDP层继续处理，传递到目的消息节点。
3.如权利要求1中所述的网络通讯方法，其特征在于：所述TCP代理模式包括连接对象建立、及数据通讯过程；所述数据通讯过程包括连接状态检测过程。
4.如权利要求1中所述的网络通讯方法，其特征在于：所述UDP代理模式要求上层应用自行封装UDP用户代理帧头，所述代理帧头包含目的消息节点IP及端口的信息，供消息节点进行KCP数据包的传递。
5.如权利要求1中所述的网络通讯方法，其特征在于：步骤S2中，所述消息通道的通道品质相关的参数包括数据包丢包率、及网络延时。
6.如权利要求5中所述的网络通讯方法，其特征在于：所述消息通道的通道品质通过发送数据包的方法来实时测量，检测方发送检测报文并记录发送时标，接收方收到报文后立即应答报文；检测方接收到应答报文后，计算接收时标与发送时标的差值，即为网络时延；若长时间未收到应答报文，则判断为丢包，统计一段时长的发包/丢包数据，以获取通道丢包率的信息。
CN201710995886.1A 2017-10-23 2017-10-23 一种多路径快速可靠网络通讯方法 Active CN107682260B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710995886.1A CN107682260B (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种多路径快速可靠网络通讯方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710995886.1A CN107682260B (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种多路径快速可靠网络通讯方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107682260A CN107682260A (zh) 2018-02-09
CN107682260B true CN107682260B (zh) 2018-10-19

Family

ID=61141477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710995886.1A Active CN107682260B (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种多路径快速可靠网络通讯方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107682260B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108574733B (zh) * 2018-03-23 2022-01-28 网易有道信息技术（北京）有限公司 网络代理方法及装置、存储介质和电子设备
CN111478821B (zh) * 2019-01-24 2022-02-22 中国信息通信研究院 一种网络性能测试方法和系统
CN111103834A (zh) * 2019-12-25 2020-05-05 北京航天云路有限公司 一种基于kcp协议降低工控设备远程控制延迟的方法
CN111586730B (zh) * 2020-05-27 2021-03-16 中铁电气化局集团有限公司 一种应用于轨道交通的无线通信方法及系统
CN112019568B (zh) * 2020-10-19 2021-02-02 北京太一星晨信息技术有限公司 一种报文转发方法、设备和通信方法、系统
CN114157669B (zh) * 2021-11-05 2024-02-23 支付宝(杭州)信息技术有限公司 消息传输方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064992A (zh) * 2009-11-13 2011-05-18 中兴通讯股份有限公司 一种中继节点、中继节点的分布式网络及其组网方法
CN105516002A (zh) * 2015-12-07 2016-04-20 百度在线网络技术（北京）有限公司 数据传输方法及装置
CN105743614A (zh) * 2016-04-01 2016-07-06 网宿科技股份有限公司 数据的传输方法和装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7620710B2 (en) * 2005-12-19 2009-11-17 Commvault Systems, Inc. System and method for performing multi-path storage operations
CN101110780A (zh) * 2007-08-24 2008-01-23 张建中 一种传输控制数据流的方法和装置以及系统
WO2011011454A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Zoll Medical Corporation Systems and methods for collection, organization and display of ems information
CN102843657B (zh) * 2011-06-20 2017-04-12 中兴通讯股份有限公司 一种垃圾短信处理方法及设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064992A (zh) * 2009-11-13 2011-05-18 中兴通讯股份有限公司 一种中继节点、中继节点的分布式网络及其组网方法
CN105516002A (zh) * 2015-12-07 2016-04-20 百度在线网络技术（北京）有限公司 数据传输方法及装置
CN105743614A (zh) * 2016-04-01 2016-07-06 网宿科技股份有限公司 数据的传输方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107682260A (zh) 2018-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107682260B (zh) 一种多路径快速可靠网络通讯方法
EP2764662B1 (en) Test traffic interceptor in a data network
CN106936709B (zh) 远程服务访问路径控制方法和相关设备
Hounsel et al. Comparing the effects of DNS, DoT, and DoH on web performance
Allman et al. An evaluation of TCP with larger initial windows
CN106067854B (zh) 一种网络质量检测方法及设备
Elkhatib et al. Can SPDY really make the web faster?
CN101217536B (zh) 穿越网络地址转换设备/防火墙的方法、系统及客户端
KR100988339B1 (ko) 무선 인터페이스를 통해 ｔｃｐ 성능을 개선시키기 위한 이중 프록시 접근 방식
JP2003283565A (ja) 異種ネットワーク内におけるネットワークサービス状況を監視するエンドユーザのためのシステム
CN108881008A (zh) 一种数据传输的方法、装置和系统
KR20020077446A (ko) 네트워크 고장 분석 툴
CN101164287A (zh) 文件传输协议服务性能测试方法
CN103763156A (zh) 网络测速方法及系统
CN103581248A (zh) 内容分发网络cdn服务的提供方法及装置
WO2018149342A1 (zh) 移动专用网的用户终端访问公网的方法、装置和存储介质
US20110222414A1 (en) Method and apparatus for active probing of tunneled internet protocol (ip) transmission paths
CN101277225B (zh) 一种网络质量分析的方法及网络质量分析发起端设备
CN110417648A (zh) 多网关通信方法及其无线网关系统
Hashida et al. Efficient delay-based Internet-wide scanning method for IoT devices in wireless LAN
Betzler et al. Experimental evaluation of congestion control for CoAP communications without end-to-end reliability
CN107786536B (zh) 一种tcp反向端口穿透方法及其系统
CN107124478A (zh) 网络通信方法、装置及服务器
Aracil et al. Analysis of Internet Services in IP over ATM networks
CN101164288A (zh) IPv6网络应用层协议的检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191031

Address after: Room 1602, building B1, Nanshan Zhiyuan, No. 1001, Xueyuan Avenue, Taoyuan Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: Shenzhen Gwelltimes Technology Co., Ltd.

Address before: 518000 Guangdong, Shenzhen City, Guangdong Province, Longgang District, South Bay Street, No. 31 Zhong Ying jewel industrial factory, No. 1502

Patentee before: Shenzhen Mi IOT Technology Co. Ltd. Dolphin