CN108494782A - 一种基于udp的数据传输方法、终端设备及存储介质 - Google Patents

一种基于udp的数据传输方法、终端设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于UDP的数据传输方法、终端设备及存储介质，其中该方法包括：发送端将待发送数据封装成带有第一序号信息的数据包并发送给接收端；接收端接收到数据包之后向所述发送端返回确认包；所述发送端根据所述确认包判断所述接收端是否有未收到的数据包；若有，则判断所述未收到的数据包是否满足预设的重传策略；若满足，则按照预设的重传策略重传所述未收到的数据包。本发明通过构建基于UDP的可靠传输协议可以良好地解决数据丢失问题以及将复杂的重发策略逻辑封装，在一定的丢包率与延时网络环境下能够实现高效率的传输数据。

Description

一种基于UDP的数据传输方法、终端设备及存储介质
技术领域
本发明涉及网络传输领域，尤其涉及一种基于UDP的数据传输方法、终端设备及存储介质。
背景技术
目前，网络传输层中主要有TCP与UDP，TCP是可靠的字节流协议，UDP是不可靠的数据报协议。在P2P应用中，UDP因其较高的打洞成功率成为较优选择。然而UDP是不可靠的，数据丢失情况下无法可靠送达，造成数据信息的不连续，所以需要构建UDP的可靠传输协议。
但是，现有的基于UDP的可靠传输方法存在以下缺陷：
(1)无法良好解决数据丢失的问题；
(2)在丢包率较高或延时网络环境下数据传输的效率低。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于UDP的数据传输方法，通过构建基于UDP的可靠传输协议可以良好地解决数据丢失问题以及将复杂的重发策略逻辑封装，在一定的丢包率与延时网络环境下能够实现高效率的传输数据。
本发明的目的之二在于提供一种终端设备，通过构建基于UDP的可靠传输协议可以良好地解决数据丢失问题以及将复杂的重发策略逻辑封装，在一定的丢包率与延时网络环境下能够实现高效率的传输数据。
本发明的目的之三在于提供一种存储介质，通过构建基于UDP的可靠传输协议可以良好地解决数据丢失问题以及将复杂的重发策略逻辑封装，在一定的丢包率与延时网络环境下能够实现高效率的传输数据。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种基于UDP的数据传输方法，包括：
发送端将待发送数据封装成带有第一序号信息的数据包并发送给接收端；
所述接收端接收到数据包之后向所述发送端返回确认包；
所述发送端根据所述确认包判断所述接收端是否有未收到的数据包；
若有，则判断所述未收到的数据包是否满足预设的重传策略；
若满足，则按照预设的重传策略重传所述未收到的数据包。
进一步地，所述确认包中带有第二序号信息，其中所述第二序号信息与接收到的数据包的第一序号信息相同。
进一步地，判断所述未收到的数据包是否满足预设的重传策略，若满足，则按照预设的重传策略重传所述未收到的数据包，包括：
若在第一预设时间内所述未收到的数据包前相邻的N个数据包以及后相邻的M个数据包都已经收到，所述N大于等于3，所述M大于等于1，则所述未收到的数据包满足快速重传，所述发送端立即重传所述未收到的数据包。
进一步地，所述发送端立即重传所述未收到的数据包之后，还包括：
若所述发送端在第二预设时间内依然没有收到所述未收到的数据包的确认包，则所述未收到的数据包满足超时重传，所述发送端再次重传所述未收到的数据包。
进一步地，若所述未收到的数据包不满足快速重传，则：
判断所述发送端在第三预设时间内是否收到所述未收到的数据包的确认包；
若否，则所述未收到的数据包满足超时重传，所述发送端重传所述未收到的数据包。
进一步地，其中所述数据包带有发送时间信息，所述确认包带有接收时间信息。
进一步地，所述第一预设时间、第二预设时间以及第三预设时间为实时计算的超时重传时间。
进一步地，所述实时计算的超时重传时间，具体为：
在发送数据包之前，所述超时重传时间为根据实时网速预测得到；
接收到数据包之后，所述超时重传时间为根据接收到的数据包的往返时延实时计算得到，所述接收到的数据包的往返时延为根据所述发送时间信息和接收时间信息计算得到。
进一步地，若实时计算的超时重传时间小于等于最小预设值，则将超时重传时间设定为最小预设值，若实时计算的超时重传时间大于等于最大预设值，则将超时重传时间设定为最大预设值。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种终端设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的传输方法。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上所述的传输方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明实施例通过将待发送数据封装成有序的数据包并发送给接收端，接收端接收到数据包后返回确认包给发送端，发送端根据有序的确认包确定数据包是否接收成功，并根据预设的重传策略将未收到的数据包进行重传，通过构建基于UDP的可靠传输协议可以良好地解决数据丢失问题以及将复杂的重发策略逻辑封装，在一定的丢包率与延时网络环境下能够高效率的传输数据。
附图说明
图1为本发明实施例一的基于UDP的可靠传输方法的流程示意图；
图2为本发明实施列一的传输示意图；
图3为本发明实施例二的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
首先，在对本发明实施例进行描述的过程中出现的部分名词或者术语适用于如下解释：
RTT：(Round-Trip Time)，往返时延。在计算机网络中它是一个重要的性能指标，表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认(接收端收到数据后便立即发送确认)，总共经历的时延。
RTO：(RetransmissionTime-Out)，超时重传时间，即发送数据包，启动重传定时器，重传定时器到期所花费的时间。
实施例一
如图1所示，图1为本发明实施例基于UDP的数据传输方法的流程示意图，包括以下步骤：
步骤S110：发送端将待发送数据封装成带有第一序号信息的数据包并发送给接收端。
步骤S120：所述接收端接收到数据包之后向所述发送端返回确认包。
步骤S130：所述发送端根据所述确认包判断所述接收端是否有未收到的数据包。
在本实施例中，发送端先将待发送数据封装成带有第一序号信息的数据包，然后将数据包存储到发送队列中并发送至接收端，其中每个数据包带有发送时间信息；接收端接收到数据包之后向发送端返回确认包，其中确认包带有第二序号信息和接收时间信息，其中确认包中的第二序号信息与接收到的数据包的第一序号信息相同，发送端根据接收到的确认包可以确认已经收到的数据包和未收到的数据包。
具体地，比如，发送端先将待发送数据封装成序号为1、2、3......N的数据包，然后将序号为1、2、3......N的数据包存储到发送队列中并发送至接收端，其中每个数据包都带有发送时间信息，接收端接收到数据包之后会向发送端返回确认包，确认包中带有收到的数据包的序号信息和该数据包的接收时间信息，若返回的确认包中带有的序号信息为1、2、3、N-1，则表示序号为1、2、3和N-1的四个数据包已经收到，其余的数据包暂未收到，并根据每个数据包的发送时间信息和接收时间信息可计算得到每个数据包的RTT值。当然第一序号信息和第二序号信息也可以为预先设置好的其他编号，在此不做限定。
步骤S140：判断未收到的数据包是否满足预设的重传策略。
步骤S150：若满足，则按照预设的重传策略重传所述未收到的数据包。
优选地，若在第一预设时间内该未收到的数据包前相邻的N个数据包以及后相邻的M个数据包都已经收到，其中N大于等于3，M大于等于1，则该未收到的数据包满足快速重传，发送端立即重传该未收到的数据包，例如该未收到的数据包的序号为X，若序号为X-3、X-2、X-1以及X+1的数据包已经收到，则该未收到的数据包就满足快速重传。
优选地，若发送端在第二预设时间内依然没有收到该未收到的数据包的确认包，则该未收到的数据包满足超时重传，发送端将再次重传该未收到的数据包，并将下次重传的时间间隔设定为原来的两倍。
优选地，若该未收到的数据包不满足快速重传，则判断发送端在第三预设时间内是否收到所述未收到的数据包的确认包；若否，则该未收到的数据包满足超时重传，发送端将重传该未收到的数据包，并将下次重传的时间间隔设定为原来的两倍。
优选地，第一预设时间、第二预设时间以及第三预设时间为实时计算的超时重传时间，即RTO，其中RTO为发送数据包之后，启动重传定时器，重传定时器到期所花费的时间，RTO的计算如下：
在发送数据包之前，RTO为根据实时网速预测得到。
接收到数据包之后，RTO为根据接收到的数据包的RTT计算得到，RTT为根据所述接收到的数据包的发送时间信息和接收时间信息计算得到。
首次接收到数据包的确认包后RTO的计算，即RTO1的计算公式：
SRTT1＝RTT1；
RTTVAR1＝RTT/2；
RTO1＝SRTT1+4*RTTVAR1；
其中RTT1为发送端第一次收到接收端返回的确认包总共经历的时延，SRTT1表示平滑过的RTT1值，RTTVAR1表示RTT1的平均偏差的平滑值。
后续RTO的计算，即RTOn的计算公式：
SRTTn＝(1-α)SRTTn-1+α*RTTn，其中
RTTVARn＝(1-β)RTTVARn-1+β|SRTTn-1-RTTn|，其中
RTOn＝SRTTn+4*RTTVARn；
其中RTTn为当前发送一个数据包到收到对应的确认包所花费的时间，即将当前时间减去发送时间得到的值，SRTTn表示平滑过的RTTn值，SRTTn-1表示平滑过的RTTn-1值，其中RTTn-1为上一个数据包收到对应的确认包所花费的时间，RTTVARn-1表示RTTn-1的平均偏差的平滑值，RTTVARn表示RTTn的平均偏差的平滑值。
需要说明的是，RTT的采样不采用重传的数据包。
例如，通过测量得到首次收到确认包所花费的时间为100ms，即RTT1为100ms，根据上述公式可以计算得出:
SRTT1＝RTT1＝100ms；
RTTVAR1＝100ms/2＝50ms；
RTO1＝100ms+4×50ms＝300ms；
接上例，通过测量得到再次收到确认包所花费的时间为500ms，即RTT2为500ms，根据上述公式可以计算得出:
RTO2＝150ms+4×137.5ms＝700ms；
可选地，若实时计算的RTO值小于或等于最小预设值，则将RTO值设定为最小预设值，若实时计算的RTO值大于或等于最大预设值，则将RTO值设定为最大预设值，需要说明的是，数据包经过多次重传后，若计算得到的重传时间间隔大于最大预设值，则将之后的重传时间间隔设定为最大预设值；
可选地，最小预设值为200ms，最大预设值为120s，即计算得到的RTO值若小于或等于200ms则取值为200ms，若大于或等于120s则取值为120s。
如图2所示的传输示意图，发送端将待传输的数据封装成序号为1，2，3，4，5，6，7的数据包，然后将数据包存储到发送队列中并发送给接收端，在发送数据之前可根据真实网络环境测算RTO值并预设RTO值为R0，若在R0值内未收到其中任何一个数据包，则重传所有的数据包；若接收端先后接收到序号为1、2、3、5、6的数据包，并返回序号为1、2、3、5、6的确认包给发送端，发送端根据确认包信息可知序号为4和7的数据包暂时未收到，则根据1、2、3、5、6号包的发送时间和确认包的接收时间可以计算得到1、2、3、5、6号包的RTT值，进一步计算可得到实时RTO值，通过上述方法若判定发送端在接收到5号包后4号包即满足快速重传，发送端将立即重传4号包至接收端，若立即重传4号包后，发送端在实时计算的RTO值内依然没有接收到4号包的确认包，则4号包满足超时重传，发送端将重传4号包，并将下次重传的时间间隔设定为原RTO值的两倍；通过上述方法若判定7号包不满足快速重传，则判断发送端在实时计算的RTO值内是否收到7号包的确认包，若未收到，则7号包满足超时重传，发送端将重传7号包，并将下次重传的时间间隔设定为原RTO值的两倍。
本发明实施例提供的基于UDP的数据传输方法，将待发送数据封装成有序的数据包并发送给接收端，接收端接收到数据包后返回确认包给发送端，发送端根据有序的确认包确定数据包是否接收成功，并根据预设的重传策略将未收到的数据包进行重传，通过构建基于UDP的可靠传输协议可以良好地解决数据丢失问题以及将复杂的重发策略逻辑封装，在一定的丢包率与延时网络环境下能够高效率的传输数据。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法，如：
一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的传输方法。
本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等，如实施例二。
实施例二
如图3所示一种终端设备，包括存储器200、处理器300以及存储在存储器200中的程序，所述程序被配置成由处理器300执行，处理器300执行所述程序时实现上述的传输方法。
本实施例中的终端设备与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的系统的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。
本发明实施例提供的终端设备，将待发送数据封装成有序的数据包并发送给接收端，接收端接收到数据包后返回确认包给发送端，发送端根据有序的确认包确定数据包是否接收成功，并根据预设的重传策略将未收到的数据包进行重传，通过构建基于UDP的可靠传输协议可以良好地解决数据丢失问题以及将复杂的重发策略逻辑封装，在一定的丢包率与延时网络环境下能够高效率的传输数据。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (11)

1.一种基于UDP的数据传输方法，其特征在于，包括：
发送端将待发送数据封装成带有第一序号信息的数据包并发送给接收端；
所述接收端接收到数据包之后向所述发送端返回确认包；
所述发送端根据所述确认包判断所述接收端是否有未收到的数据包；
若有，则判断所述未收到的数据包是否满足预设的重传策略；
若满足，则按照预设的重传策略重传所述未收到的数据包。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确认包中带有第二序号信息，其中所述第二序号信息与接收到的数据包的第一序号信息相同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述未收到的数据包是否满足预设的重传策略，若满足，则按照预设的重传策略重传所述未收到的数据包，包括：
若在第一预设时间内所述未收到的数据包前相邻的N个数据包以及后相邻的M个数据包都已经收到，所述N大于等于3，所述M大于等于1，则所述未收到的数据包满足快速重传，所述发送端立即重传所述未收到的数据包。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发送端立即重传所述未收到的数据包之后，还包括：
若所述发送端在第二预设时间内依然没有收到所述未收到的数据包的确认包，则所述未收到的数据包满足超时重传，所述发送端再次重传所述未收到的数据包。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述未收到的数据包不满足快速重传，则：
判断所述发送端在第三预设时间内是否收到所述未收到的数据包的确认包；
若否，则所述未收到的数据包满足超时重传，所述发送端重传所述未收到的数据包。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述数据包带有发送时间信息，所述确认包带有接收时间信息。
7.根据权利要求3至6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一预设时间、第二预设时间以及第三预设时间为实时计算的超时重传时间。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述实时计算的超时重传时间，具体为：
在发送数据包之前，所述超时重传时间为根据实时网速预测得到；
接收到数据包之后，所述超时重传时间为根据接收到的数据包的往返时延实时计算得到，所述接收到的数据包的往返时延为根据所述发送时间信息和接收时间信息计算得到。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，若实时计算的超时重传时间小于等于最小预设值，则将超时重传时间设定为最小预设值，若实时计算的超时重传时间大于等于最大预设值，则将超时重传时间设定为最大预设值。
10.一种终端设备，其特征在于，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～9任一项所述的传输方法。
11.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1～9任一项所述的传输方法。
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