CN108964849A - 数据传输方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

数据传输方法、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN108964849A CN201810710805.3A CN201810710805A CN108964849A CN 108964849 A CN108964849 A CN 108964849A CN 201810710805 A CN201810710805 A CN 201810710805A CN 108964849 A CN108964849 A CN 108964849A
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Abstract

本发明公开了一种数据传输方法、电子设备及存储介质，其中该方法包括：为待发送数据生成至少一组经冗余编码处理的UDP数据包；经至少两条链路向接收端设备发送所述至少一组经冗余编码处理的UDP数据包。本发明实施例通过UDP实现可靠传输协议，并通过多条链路发送经冗余编码处理的UDP数据包，以减少丢包，使数据即使长距离传输，丢包率几乎为零，从而实现数据的高速传输。

Description

数据传输方法、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及信息传输领域，尤其涉及数据传输方法、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，广域网长距离传输的加速方案已有不少，比如：多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)、更改内核传输控制协议(Transmission ControlProtocol，TCP)的拥塞控制、利用前向纠错码(Forward Error Correction，FEC)技术降低丢包率。
其中多协议标签交换MPLS是新一代的IP高速骨干网络交换标准，由因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)提出。MPLS是利用标记(label)进行数据转发的。当分组进入网络时，要为其分配固定长度的短的标记，并将标记与分组封装在一起，在整个转发过程中，交换节点仅根据标记进行转发。MPLS独立于第二和第三层协议，诸如异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)和网络之间互连的协议(InternetProtocol，IP)。它提供了一种方式，将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口，如IP、ATM、帧中继、资源预留协议(RSVP)、开放最短路径优先(OSPF)等等。MPLS的最明显的缺点是价格昂贵，开通周期长。
MPLS被运营商掌控着，市场上的部分产品是通过更改TCP的拥塞控制实现的，大部分系统都实现了标准的TCP，TCP协议是贡献型的协议，当TCP检测到链路拥塞的时候会主动减少传输速率，导致广域网长距离传输很慢，而这些产品通过更改系统的内核实现，更改TCP的拥塞控制，快速重传等达到一定的加速效果，该类型产品抗丢包性不强，对于长距离，且丢包率大的链路效果不明显。
FEC技术是通过传输中添加额外校验包，来达到抗丢包的效果，其原理是通过计算正常的数据包，然后发送一定量的校验包，当链路丢失一些数据包时，对端根据收到的包可以恢复丢失的数据包，从而达到抗丢包的效果。以一定的带宽消耗来实现更稳定的传输速率。但是该技术仍有缺点，对于丢包率相关性高的链路，因为瞬间丢失过多的数据包，导致对端不能恢复数据包，导致丢包。
远距离传输速度上不去一直是目前广域网环境的痛点，基于现有的TCP，虽然可以可靠性传输，但由于TCP的网络拥塞的敏感性，当长距离传输数据，一个丢包就会导致TCP速度急剧下降，当丢包多的时候，甚至会使传输速度几乎为零。而使用用户数据报协议(UserDatagram Protocol，UDP)传输，UDP是非可靠性传输，对于很多场景不适用，而且由于UDP没有拥塞控制，会导致大流量通过的时候会有大量的丢包。
要解决远距离传输速度的问题，最重要的就是要解决链路丢包的问题，如果链路的丢包率为0，理论则可以最大的速度传输。如果用TCP来实现，由于TCP已经实现高可靠，拥塞控制，对TCP改造就需要更改协议栈，开发成本高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种数据传输方法、电子设备及存储介质，以解决链路的丢包问题，提高远距离传输的速度。
为实现上述目的，本发明提供的一种数据传输方法，由发送端设备执行，包括：
为待发送数据生成至少一组经冗余编码处理的UDP数据包；
经至少两条链路向接收端设备发送所述至少一组经冗余编码处理的UDP数据包。
较佳的，所述为待发送数据生成至少一组经冗余编码处理的UDP数据包，包括：
判断所述待发送数据是否大于预设的最大报文段长度，若是，则将所述待发送数据进行分段，以获得若干分段数据；
对所述若干分段数据进行组包及冗余编码处理，生成一组经冗余编码处理的UDP数据包。
较佳的，所述经至少两条链路向接收端设备发送所述至少一组经冗余编码处理的UDP数据包，包括：
经所述至少两条链路分别向接收端设备发送所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包，所述至少两条链路中的每条链路均发送所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包。
较佳的，所述为待发送数据生成经冗余编码处理的至少一组UDP数据包，包括：
判断所述待发送数据是否大于预设的最大报文段长度，若是，则将所述待发送数据进行分段，以获得若干分段数据；
将所述若干分段数据分成至少两组分段数据；
对所述至少两组分段数据分别进行组包及冗余编码处理，生成至少两组经冗余编码处理的UDP数据包。
较佳的，所述将所述若干分段数据分成至少两组分段数据，包括：
将所述若干分段数据平均分成与链路的预设数量相同的若干组分段数据，其中链路的预设数量至少为两条。
较佳的，所述经至少两条链路向接收端设备发送所述至少一组经冗余编码处理的UDP数据包，包括：
经所述至少两条链路分别向接收端设备发送所述至少两组经冗余编码处理的UDP数据包，其中所述至少两条链路中的每条链路发送不同组的经冗余编码处理的UDP数据包。
较佳的，所述经至少两条链路向接收端设备发送所述至少一组UDP数据包之后，还包括：
判断在预设时间内是否接收到已发送数据包的确认消息，若否，则经相应链路重发未收到确认消息的数据包。
为实现上述目的，本发明提供的一种数据传输方法，由接收端设备执行，其特征在于，包括：
接收经至少两条链路发送的一组经冗余编码处理的UDP数据包，所述至少两条链路中的每条链路均发送所述一组经冗余编码处理的UDP数据包；
判断接收到的所述一组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在重复的数据包，若存在，则去除重复的数据包；
判断去除重复数据包后的所述一组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在丢失的数据包，若存在，则进行冗余解码以恢复丢失的数据包。
较佳的，还包括：
向发送端设备返回接收到的数据包的确认消息，并将接收到的数据包进行重组后发送给应用层。
为实现上述目的，本发明提供的一种数据传输方法，由接收端设备执行，其特征在于，包括：
接收经至少两条链路发送的至少两组经冗余编码处理的UDP数据包，其中所述至少两条链路中的每条链路发送不同组的经冗余编码处理的UDP数据包；
判断接收到的所述至少两组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在丢失的数据包，若存在，则进行冗余解码以恢复丢失的数据包。
较佳的，还包括：
向发送端设备返回接收到的数据包的确认消息，并将接收到的数据包进行重组后发送给应用层。
为实现上述目的，本发明提供的一种电子设备，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：所述的数据传输方法。
为实现上述目的，本发明提供的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现：所述的数据传输方法。
相比现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例通过UDP实现可靠传输协议，并通过多条链路发送经冗余编码处理的UDP数据包，以减少丢包，使数据即使长距离传输，丢包率几乎为零，从而实现数据的高速传输。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种数据传输方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种数据传输方法的流程示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。
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。
实施例一
参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种数据传输方法的流程示意图，其包括以下步骤：
步骤S110：发送端设备为待发送数据生成一组经冗余编码处理的UDP数据包。
作为优选的实施方式，发送端设备对待发送数据进行处理，若待发送数据大于预设的最大报文长度MSS，发送端设备则将待发送数据进行分段处理，以获得M个分段数据，M为大于1的自然数，进一步地，对这M个分段数据进行组包及冗余编码处理，生成一组经冗余编码处理的UDP数据包。
作为优选的实施方式，发送端设备对待发送数据进行FEC编码处理以生成冗余包，经FEC编码处理的UDP数据包中包括M个UDP数据包和N个冗余包，其中冗余包的数量根据预设的冗余度生成，若冗余度设置为10％，则每10个UDP数据包引入一个冗余包，可选的，每个UDP数据包均携带序号信息。
步骤S120：发送端设备将所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包经至少两条链路分别向接收端设备发送。其中，所述至少两条链路中的每条链路均发送所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包，即每条链路发送的是同一组的UDP数据包。
作为优选的实施方式，步骤S120发送端设备将所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包经至少两条链路分别向接收端设备发送，具体包括以下步骤：
步骤S121：发送端设备将所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包分别发送至每条链路的第一转发节点。
步骤S122：各链路的第一转发节点将所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包发送至相应链路的中间节点。
步骤S123：各链路的中间节点将所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包发送至相应链路的第二转发节点。
步骤S124：各链路的第二转发节点将所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包发送至接收端设备。
作为优选的实施方式，中间节点为一个云服务器节点，链路的中间节点通过监听端口接收来自相应链路第一转发节点发送的经冗余编码处理的UDP数据包，并确定相应链路的第二转发节点，将经冗余编码处理的UDP数据包转发至相应链路的第二转发节点，进一步地，相应链路的第二转发节点将经冗余编码处理的UDP数据包发送至接收端设备。
步骤S130：接收端设备接收经至少两条链路发送的所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包。
步骤S140：接收端设备判断接收到的所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在重复的数据包，若存在，则去除重复的数据包。
在本发明实施例中，接收端设备接收各链路发送的同一组经冗余编码处理的UDP数据包，由于各链路发送的是同一组数据包，则接收端设备根据序号信息判断接收到的UDP数据包中是否存在重复的数据包，若存在，则去除重复的数据包。
步骤S150：接收端设备判断去除重复数据包后的所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在丢失的数据包，若存在，则进行冗余解码以恢复丢失的数据包。
在本发明实施例中，接收端设备去除重复的数据包之后，则继续判断接收到的一组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在丢失的数据包，若未丢失数据包，则去除冗余包；若丢失了数据包，则判断丢失的数据包是否满足恢复条件，若是，则进行冗余解码以恢复丢失的数据包。
步骤S160：接收端设备向发送端设备返回接收到的数据包的确认消息，并将接收到的数据包进行重组后发送给应用层。
作为优选的实施方式，发送端在接收到数据包后，根据序号信息返回该数据包的确认消息，且发送端设备发送数据包之后，通过启动超时重传机制，判断在预设时间内是否接收到已发送数据包的确认消息，若否，则经相应链路重发未收到确认消息的数据包，在本发明实施例中，若在预设时间内未收到已发送数据包的确认消息，则经各链路重发该数据包；接收端设备将接收到的一组完整UDP数据包按照序号信息进行重组后发送给应用层，数据传输任务完成。
在本发明实施例中，若链路的预设数量为三条，示例性的，若生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包中包括10个UDP数据包和1个冗余包，其中UDP数据包的序号分别为1、2、3......9、10，若接收端设备分别接收到3条链路发送的该组经冗余编码处理的UDP数据包，其中接收到链路一发送的序号1至9的UDP数据包以及1个冗余包，接收到链路发送的序号为2至10的UDP数据包，接收到链路三发送的序号为1至8的UDP数据包以及1个冗余包，则接收端设备将接收到的UDP数据包中重复的UDP数据包去除，得到序号为1至10的一组UDP数据包，并向发送端设备返回接收到的数据包的确认消息，由于未丢失数据包，则去除冗余包，并将UDP数据包重组后发送给应用层；若接收到链路一发送的序号为1至8的UDP数据包以及一个冗余包，接收到链路二发送的序号为1至9的UDP数据包，接收到链路三发送的序号为2至9的数据包，则接收端设备去重后得到序号为1至9的UDP数据包，丢失了序号为10的数据包，则接收端设备进行冗余解码以恢复丢失的序号为10的UDP数据包，向发送端设备返回接收到的数据包的确认消息，并将UDP数据包按照序号信息进行重组后发送给应用层；若接收端设备接收到的UDP数据包去重后，因丢失了较多的数据包导致无法通过冗余解码恢复，发送端设备在预设时间内若未收到丢失的数据包的确认消息，则会通过3条链路重新发送丢失的数据包。
本发明实施例通过UDP实现可靠传输协议，并通过多条链路发送经冗余编码处理的UDP数据包，以减少丢包，使数据即使长距离传输，丢包率几乎为零，从而实现数据的高速传输。
实施例二
参阅图2，图2为本发明实施例一提供的一种数据传输方法的流程示意图，其包括以下步骤：
步骤S210：发送端设备为待发送数据生成至少两组经冗余编码处理的UDP数据包。
作为优选的实施方式，发送端设备对待发送数据进行处理，若待发送数据大于预设的最大报文长度MSS，发送端设备则将待发送数据进行分段处理，以获得M个分段数据；进一步地，发送端设备将M个分段数据平均分成与链路的预设数量相同的N组分段数据，其中链路的预设数量至少为两条，例如，若链路的预设数量为3条，则发送端设备将M个分段数据平均分成3组分段数据；发送端设备对该N组分段数据分别进行组包及冗余编码处理，生成N组经冗余编码处理的UDP数据包，可选的，每个UDP数据包均携带序号信息。
步骤S220：发送端设备将所述至少两组经冗余编码处理的UDP数据包经至少两条链路分别向接收端设备发送。其中所述至少两条链路中的每条链路发送不同组的经冗余编码处理的UDP数据包。
作为优选的实施方式，步骤S220发送端设备将所述至少两组经冗余编码处理的UDP数据包经至少两条链路分别向接收端设备发送，具体包括以下步骤：
步骤S221：发送端设备将所述生成的至少两组经冗余编码处理的UDP数据包分别发送至相应链路的第一转发节点。
可选的，若链路的预设数量为3条，则生成三组经冗余编码处理的UDP数据包，发送端设备将第一组经冗余编码处理的UDP数据包发送至链路一的第一转发节点，将第二组经冗余编码处理的UDP数据包发送至链路二的第一转发节点，将第三组经冗余编码处理的UDP数据包发送至链路三的第一转发节点。
步骤S222：各链路的第一转发节点将接收到的一组经冗余编码处理的UDP数据包发送至相应链路的中间节点。
步骤S223：各链路的中间节点将所述接收到的一组经冗余编码处理的UDP数据包发送至相应链路的第二转发节点。
步骤S224：各链路的第二转发节点将所述接收到的一组经冗余编码处理的UDP数据包发送至接收端设备。
步骤S230：接收端设备接收经至少两条链路发送的所述至少两组经冗余编码处理的UDP数据包。
作为优选的实施方式，接收端设备接收各链路发送的经冗余编码处理的UDP数据包，每条链路发送不同组的UDP数据包，若链路的预设数量为3条，则生成三组经冗余编码处理的UDP数据包，接收端设备接收链路一发送的第一组经冗余编码处理的UDP数据包，接收链路二发送的第二组经冗余编码处理的UDP数据包，接收链路三发送的第三组经冗余编码处理的UDP数据包。
步骤S240：接收端设备判断接收到的所述至少两组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在丢失的数据包，若存在，则进行冗余解码以恢复丢失的数据包。
在本发明实施例中，若预设链路为3条，发送端设备经3条链路向接收端设备发送3组不同的经冗余编码处理的UDP数据包，接收端设备判断接收到的3组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在丢失的数据包，若未丢失数据包，则去除冗余包；若丢失了数据包，则判断丢失的数据包是否满足恢复条件，若是，则进行冗余解码以恢复丢失的数据包。
步骤S250：接收端设备向发送端设备返回接收到的数据包的确认消息，并将接收到的数据包进行重组后发送给应用层。
作为优选的实施方式，发送端在接收到数据包后，根据序号信息返回该数据包的确认消息，且发送端设备发送数据包之后，通过启动超时重传机制，判断在预设时间内是否接收到已发送数据包的确认消息，若否，则经相应链路重发未收到确认消息的数据包，在本发明实施例中，若在预设时间内未收到已发送数据包的确认消息，则经原发送链路重发该数据包；接收端设备将接收到的完整UDP数据包按照序号信息进行重组后发送给应用层，数据传输任务完成。
在本发明实施例中，若链路的数量为三条，发送端设备生成3组经冗余编码处理的UDP数据包，其中第一组数据包中包括序号为1至10的10个UDP数据包以及2个冗余包，第二组数据包中包括序号为11至20的10个UDP数据包以及2个冗余包，第三组数据包中包括序号为21至30的10个UDP数据包以及2个冗余包，通过链路一发送第一组数据包，通过链路二发送第二组数据包，通过链路三发送第三组数据包。接收端设备接收到3条链路发送的各组UDP数据包后，分别判断每组UDP数据包中是否存在丢失的数据包，以第一组数据包为例，若接收到的第一组数据包中丢失了2个数据包，则接收端设备对第一组数据包进行冗余解码以恢复丢失的数据包，并向发送端设备返回接收到的数据包的确认消息，将所有接收到的数据包重组后发送给应用层。若第一组数据包中丢失了3个以上的包，则无法通过冗余解码恢复，发送端设备在预设时间内若未收到丢失的数据包的确认消息，则会通过链路一重发丢失的数据包。对第二组数据包和第三组数据包的处理与对第一组数据包的处理类似，不再重复。
本发明实施例通过UDP实现可靠传输协议，并通过多条链路发送经冗余编码处理的UDP数据包，以减少丢包，使数据即使长距离传输，丢包率几乎为零，从而实现数据的高速传输。
实施例三
图3示出了依据本发明第三实施例的一种电子设备，包括存储器100、处理器200以及存储在存储器100中的程序，所述程序被配置成由处理器200执行，处理器200执行所述程序时实现如实施例一或实施例二任一实施例所述的方法，由于所述方法已在上述实施例中进行了详细的说明，在此不再重复说明。
本发明实施例中，电子设备可以是接入网络的并具有通用或专用的计算系统环境。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、可编程的消费业务服务器、网络PC、小型计算机、大型计算机、或者以上任何系统或设备的分布式计算环境等。
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上述实施例方法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(如ROM/RAM、磁碟、光盘等)中，包括若干指令用以使得一台设备(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。
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 (13)

1.一种数据传输方法，由发送端设备执行，其特征在于，包括：
为待发送数据生成至少一组经冗余编码处理的UDP数据包；
经至少两条链路向接收端设备发送所述至少一组经冗余编码处理的UDP数据包。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述为待发送数据生成至少一组经冗余编码处理的UDP数据包，包括：
判断所述待发送数据是否大于预设的最大报文段长度，若是，则将所述待发送数据进行分段，以获得若干分段数据；
对所述若干分段数据进行组包及冗余编码处理，生成一组经冗余编码处理的UDP数据包。
3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述经至少两条链路向接收端设备发送所述至少一组经冗余编码处理的UDP数据包，包括：
经所述至少两条链路分别向接收端设备发送所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包，所述至少两条链路中的每条链路均发送所述生成的一组经冗余编码处理的UDP数据包。
4.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述为待发送数据生成至少一组经冗余编码处理的UDP数据包，包括：
判断所述待发送数据是否大于预设的最大报文段长度，若是，则将所述待发送数据进行分段，以获得若干分段数据；
将所述若干分段数据分成至少两组分段数据；
对所述至少两组分段数据分别进行组包及冗余编码处理，生成至少两组经冗余编码处理的UDP数据包。
5.根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于，所述将所述若干分段数据分成至少两组分段数据，包括：
将所述若干分段数据平均分成与链路的预设数量相同的若干组分段数据，其中链路的预设数量至少为两条。
6.根据权利要求5所述的数据传输方法，其特征在于，所述经至少两条链路向接收端设备发送所述至少一组经冗余编码处理的UDP数据包，包括：
经所述至少两条链路分别向接收端设备发送所述至少两组经冗余编码处理的UDP数据包，其中所述至少两条链路中的每条链路发送不同组的经冗余编码处理的UDP数据包。
7.根据权利要求1至6任一项所述的数据传输方法，其特征在于，所述经至少两条链路向接收端设备发送所述至少一组UDP数据包之后，还包括：
判断在预设时间内是否接收到已发送数据包的确认消息，若否，则经相应链路重发未收到确认消息的数据包。
8.一种数据传输方法，由接收端设备执行，其特征在于，包括：
接收经至少两条链路发送的一组经冗余编码处理的UDP数据包，所述至少两条链路中的每条链路均发送所述一组经冗余编码处理的UDP数据包；
判断接收到的所述一组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在重复的数据包，若存在，则去除重复的数据包；
判断去除重复数据包后的所述一组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在丢失的数据包，若存在，则进行冗余解码以恢复丢失的数据包。
9.根据权利要求8所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：
向发送端设备返回接收到的数据包的确认消息，并将接收到的数据包进行重组后发送给应用层。
10.一种数据传输方法，由接收端设备执行，其特征在于，包括：
接收经至少两条链路发送的至少两组经冗余编码处理的UDP数据包，其中所述至少两条链路中的每条链路发送不同组的经冗余编码处理的UDP数据包；
判断接收到的所述至少两组经冗余编码处理的UDP数据包中是否存在丢失的数据包，若存在，则进行冗余解码以恢复丢失的数据包。
11.根据权利要求10所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：
向发送端设备返回接收到的数据包的确认消息，并将接收到的数据包进行重组后发送给应用层。
12.一种电子设备，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：如权利要求1至11任一项所述的数据传输方法。
13.一种存储介质，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：如权利要求1至11任一项所述的数据传输方法。
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