CN109039915B - 一种建立数据连接通道的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建立数据连接通道的方法及系统，通过该方法，客户端与智能终端之间建立基于UDP协议的连接。其中物理连接可以在P2P连接通道和UDP转发通道自动无缝切换，由于UDP协议是无需连接，只要获知对端地址就能够发送数据，所以对于应用层而言，本发明技术方案的通道切换实际上是目的端地址的切换，并非实际网络链路的切换，从而避免了协议切换带来的数据丢失以及数据时延的问题，并且也减少了服务器的运行压力，进而实现了连接通道的无损失的高效无缝切换。

Description

一种建立数据连接通道的方法及系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种建立数据连接通道的方法及系统。

背景技术

P2P即点对点通信又称为对等互联网技术，是一种网络新技术。传统的网络终端设备和客户端交互数据基本是通过公网服务器做数据转发的模式完成，这种模式下需要服务器消耗大量的网络带宽同时也增加了服务器的压力，运营成本也相对比较高。

为更好解决服务器的压力节约网络带宽提高用户体验，P2P技术的应用提供了很好解决方案，P2P的连接过程需要一个公网服务器做辅助，网络终端设备和客户端连接成功之后的数据交互就不再需要服务器做交互了，网络终端和客户端进行端对端的通信，过程中服务器任何的状态变化都不会影响到两端数据的交互，从而大大的降低了服务器的占用带宽和压力。

当前，双通道的数据传输大都是采用UDP协议打洞穿透网关，即：通过路由器NAT的原理或P2P与TCP连接转发同时进行的模式，如果终端和客户端两端P2P打洞穿透失败，则会采用TCP通道经过中转服务器新建一条链路进行转发与对端通信，以P2P通道优先二选一通道的方式切换链路来保障连接的可靠性。

但是，目前的双通道方式是采用TCP协议做转发通道，而P2P技术是采用UDP协议实现的，两个协议之间进行切换时逻辑上比较复杂，并且对数据传输也会造成一定损耗，比如部分数据丢失、数据延时等。P2P的连接过程也比较漫长，同时TCP需要和服务器进行长连接需要损耗大量的服务器资源增加了服务器的压力以及运行成本相对较高。

发明内容

本发明提供了一种建立数据连接通道的方法及系统，用以解决现有技术中双通道切换时，两个协议之间进行切换时逻辑上比较复杂，并且对数据传输也会造成一定损耗，并且TCP需要和服务器进行长连接需要损耗大量的服务器资源增加了服务器的压力以及运行成本相对较高的问题。

其具体的技术方案如下：

一种建立数据连接通道的方法，所述方法包括：

P2P辅助服务器接收智能终端上报的心跳包数据，在所述心跳包数据中解析出所述智能终端的公网IP地址端口，记录所述智能终端的公网IP地址端口；

在接收到客户端发送的连接请求时，记录所述客户端的公网IP地址端口，将所述智能终端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接请求命令发送至所述客户端，以使所述智能终端与所述客户端之间建立P2P连接通道以及UDP转发通道；

在接收到智能终端发送的连接请求时，将客户端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接答复命令发送至智能终端，以使所述智能终端与所述客户端建立的P2P连接通道以及UDP转发通道；

将所述智能终端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接请求命令发送至所述客户端，以使所述智能终端与所述客户端之间建立P2P连接通道以及UDP转发通道。

可选的，在P2P辅助服务器接收智能终端上报的心跳包数据之前，所述方法还包括：

在所述P2P服务器以及所述UDP转发服务器启动后，接收UDP服务器发起的上线通知；

根据所述上线通知，确定并记录所述UDP转发服务器的IP地址端口。

可选的，在所述智能终端与所述客户端之间建立P2P连接以及UDP转发之后，所述方法还包括：

当所述智能终端与所述客户端之间通过UDP转发通道传输数据后，判定所述P2P连接是否有效；其中，P2P连接有效判定条件包括：成功创建P2P物理连接，并且P2P连接的网络质量符合要求

若是，则通过P2P连接通道传输数据，并断开UDP转发通道；

若否，则继续通过UDP转发通道传输数据。

一种建立数据连接通道的系统，所述系统包括：P2P辅助服务器以及UDP转发服务器，其中，

所述UDP转发服务器，用于在所述P2P辅助服务器以及所述UDP转发服务器启动时，向P2P辅助服务器发起上线通知，以使所述P2P辅助服务器根据所述上线通知记录所述UDP转发服务器的IP地址端口；

所述P2P辅助服务器，用于记录客户端的公网IP地址端口以及智能终端的公网IP地址端口，并将客户端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接答复命令发送至智能终端，将智能终端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接请求命令发送至客户端，以使智能终端与客户端之间建立P2P连接以及UDP转发。

可选的，所述P2P辅助服务器，还用于接收智能终端发送的心跳信息，并根据所述心跳信息，记录所述智能终端的公网IP地址端口；接收所述客户端的连接请求，并根据所述连接请求，记录所述客户端的公网IP地址端口。

可选的，所述P2P辅助服务器，还用于当所述智能终端与所述客户端之间通过UDP转发通道传输数据时，判定所述P2P连接是否完成；若是，则通过P2P连接通道传输数据，并断开所述UDP转发通道；若否，则继续通过UDP转发通道传输数据。

在本发明技术方案中，智能终端与客户端之间建立基于UDP协议的P2P连接通道以及UDP转发通道，由于P2P连接通道以及UDP转发通道都是基于UDP协议的连接，并且UDP协议是无需连接，只要获知对端地址就能够发送数据，所以本发明技术方案的切换实际上是目的端地址的自动无缝切换，并非实际网络链路的切换，从而避免了协议切换带来的数据丢失以及数据时延的问题，并且也减少了服务器的运行压力，进而实现了连接通道的无损失的高效无缝切换。

附图说明

图1为本发明实施例中一种建立数据连接通道的方法的流程图；

图2为本发明实施例中建立连接的系统执行示意图；

图3为本发明实施例中智能终端与客户端之间建立P2P连接的执行流程示意图；

图4为本发明实施例中智能终端与客户端之间建立UDP连接的执行流程示意图；

图5为本发明实施例中一种建立数据连接通道的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本发明技术方案的说明，而不是限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

如图1所示为本发明实施例中一种建立数据连接通道的方法，该方法包括：

S101，P2P辅助服务器接收智能终端上报的心跳包数据，在心跳包数据中解析出智能终端的公网IP地址端口，记录智能终端的公网IP地址端口；

首先需要说明的是，该方法应用到P2P辅助服务器中，在建立P2P连接通道以及UDP转发通道时，需要该P2P辅助服务器作为中间设备进行通讯。

在该系统中还包括UDP转发服务器，以及连接上互联网的智能终端和客户端。

在P2P辅助服务器以及UDP转发服务器启动之后，UDP转发服务器会向P2P辅助服务器发起上线通知，在该上线通知中包含了UDP转发服务器的IP地址端口。P2P辅助服务器记录该IP地址端口。

智能终端在开机连接上互联网之后，智能终端将通过互联网将心跳包数据发送至P2P辅助服务器，P2P辅助服务器将在心跳包数据中解析出智能终端的公网IP地址端口，并记录该智能终端的公网IP地址端口。

S102，在接收到客户端发送的连接请求时，记录客户端的公网IP地址端口，将智能终端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接请求命令发送至客户端；

P2P辅助服务器在接收到客户端发送的连接请求之后，将对该连接请求进行解析，从而得到客户端的公网IP地址端口。

然后，P2P辅助服务器基于客户端的连接请求，P2P辅助服务器将之前记录的智能终端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口发送至客户端，以使客户端根据智能终端的公网IP地址端口与智能终端之间建立P2P连接通道，根据UDP转发服务器的IP地址端口与智能终端之间建立UDP转发通道。

S103，在接收到智能终端发送的连接请求时，将客户端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接答复命令发送至智能终端；

具体来讲，若是智能终端与客户端之间建立P2P连接通道以及UDP转发通道时，智能终端需要得到客户端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口。

因此，在P2P辅助服务器接收到智能终端的连接请求之后，P2P辅助服务器将之前记录的客户端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口发送至智能终端，以使智能终端根据客户端的公网IP地址端口与客户端之间建立P2P连接通道，根据UDP转发服务器的IP地址端口与客户端之间建立UDP转发通道。

下面通过具体的系统执行示意图对本发明技术方案做进一步的说明，如图2所示为本发明技术方案的系统执行示意图，在该示意图中包括智能终端C1、客户端C2、P2P辅助服务器S1、UDP转发服务器S2。

智能终端C1和客户端C2要网络连接首先要确保两端都已连接上了互联网C1和C2进行连接有两种方式，一种是基于UDP协议的P2P网关(路由器)打洞穿透连接即通道1，另一种是基于UDP协议需要经过服务器中转数据的通道2。在进行通道1和通道2的连接前C1和C2都需要经过P2P辅助服务器获取得到对方的公网IP地址端口以及UDP转发服务器S2的IP地址端口，详细步骤如下：

1、P2P辅助服务器S1和UDP转发服务器S2启动后，S2会向S1发起上线通知，让S1记录下S2的IP地址端口；

2、智能终端C1开机启动后连上互联网，并以每10秒一次的频率向P2P辅助服务器S1发送命令为KEEPLIVE的心跳包，目的是让S1服务器知道C1处于在线状态，同时S1服务器也会记录下C1的公网IP地址端口；

3、客户端C2与智能终端C1要进行连接时，C2首先是向S1服务器发起命令CONNECT_REQ，请求S1记录下的C2的公网IP地址端口以及UDP转发服务器S2的地址；

4、当P2P辅助服务器S1收到客户端C2的CONNECT_REQ请求后，S1会把智能终端C1的公网IP地址端口和S2的IP地址端口通过命令CONNECT_RESP回复给C2，同时S1也会把客户端C2的公网IP地址端口和S2的IP地址端口通过CONNECT_REQ请求告知C1；

5、C1收到S1的CONNECT_REQ请求后向客户端C2同时进行P2P连接和UDP转发连接，即通道1和通道2的建立；

6、C2收到S1的CONNECT_RESP回复后也向终端C1同时进行P2P连接和UDP转发连接，即通道1和通道2的建立。

在本发明实施例中，该P2P连接通道具体为一种基于UDP协议的P2P网关打洞穿透连接的通道，该UDP转发通道为基于UDP协议需要经过服务器中转数据的通道。下面具体来说明智能终端与客户端之间建立连接的过程：

一、智能终端与客户端之间的P2P连接通道的建立：

如图3所示为智能终端与客户端之间建立P2P连接的执行流程示意图，该方法包括：

1、智能终端向客户端发送P2P连接请求进行P2P连接，客户端收到该请求之后，向智能终端发送P2P连接响应，当智能终端收到客户端的响应表明客户端连接成功；

2、客户端向智能终端发送的P2P连接请求进行P2P连接，智能终端收到该请求之后，向客户端返回P2P连接响应，当客户端收到智能终端响应表明智能终端连接成功。

二、智能终端与客户端之间的UDP转发通道的建立：

如图4所示为智能终端与客户端之间建立UDP连接的执行流程示意图，该方法包括：

1、此时智能终端C1已处于CONNECTING连接中的状态，客户端C2首先发送PROXY_CONNECT_REQ连接请求给UDP转发服务器S2，经过S2转发到智能终端C1上，此时C2处于连接请求状态，C1状态变成CONNECTED连接成功的状态；

2、C1收到S2转发过来的PROXY_CONNECT_REQ请求后回复CONNECT_RESP应答经过S2服务器送到C2上，此时C2状态变为CONNNECT连接成功状态，通道2的整个链路连接完成。

在智能终端与客户端之间首先建立起来的是UDP转发通道，因此智能终端与客户端之间首先进行的是基于UDP转发通道的数据传输。

在智能终端与客户端之间通过UDP转发通道传输数据后，判定P2P连接是否有效，P2P连接有效判定条件包括：成功创建P2P物理连接，并且P2P连接的网络质量符合要求。

若是P2P连接成功，则通过P2P连接通道传输数据，并断开UDP转发通道；若是P2P连接未成功，则继续通过UDP转发通道传输数据。

由于P2P连接通道以及UDP转发通道都是基于UDP协议，并且UDP协议是无需连接，只要获知对端地址就能够发送数据，所以本发明技术方案的通道切换实际上是目的端地址的切换，并非实际网络链路的切换，从而避免了协议切换带来的数据丢失以及数据时延的问题，并且也减少了服务器的运行压力，进而实现了连接通道的无损失的高效无缝切换。

进一步，在本发明实施例中还提供了一种建立数据连接通道的系统，如图5所示为本发明实施例中一种建立数据连接通道的系统的结构示意图，该系统包括：

所述UDP转发服务器501，用于在所述P2P辅助服务器501以及所述UDP转发服务器502启动时，向P2P辅助服务器501发起上线通知，以使所述P2P辅助服务器501根据所述上线通知记录所述UDP转发服务器502的IP地址端口；

所述P2P辅助服务器502，用于记录客户端的公网IP地址端口以及智能终端的公网IP地址端口，并将客户端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器502的IP地址端口通过链接答复命令发送至智能终端，将智能终端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器502的IP地址端口通过链接请求命令发送至客户端，以使智能终端与客户端之间建立P2P连接以及UDP转发。

进一步，在本发明实施例中，所述P2P辅助服务器501，还用于接收智能终端发送的心跳信息，并根据所述心跳信息，记录所述智能终端的公网IP地址端口；接收所述客户端的连接请求，并根据所述连接请求，记录所述客户端的公网IP地址端口。

进一步，在本发明实施例中，所述P2P辅助服务器501，还用于当所述智能终端与所述客户端之间通过UDP转发通道传输数据时，判定所述P2P连接是否完成；若是，则通过P2P连接通道传输数据，并断开所述UDP转发通道；若否，则继续通过UDP转发通道传输数据。

在方法实施例中已经详细说明了客户端以及智能终端之间的连接通道建立过程，此处就不再赘述。另外，在上述的方法实施例中也详细描述了切换的具体过程，此处也不再赘述。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作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申请范围的所有变更和修改，包括采用特定符号、标记确定顶点等变更方式。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种建立数据连接通道的方法，其特征在于，所述方法包括：

P2P辅助服务器接收智能终端上报的心跳包数据，在所述心跳包数据中解析出所述智能终端的公网IP地址端口，记录所述智能终端的公网IP地址端口；

在接收到客户端发送的连接请求时，记录所述客户端的公网IP地址端口，将所述智能终端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接请求命令发送至所述客户端，以使所述智能终端与所述客户端之间建立P2P连接通道以及UDP转发通道；该P2P连接通道具体为一种基于UDP协议的P2P网关打洞穿透连接的通道，该UDP转发通道为基于UDP协议需要经过服务器中转数据的通道；

在接收到智能终端发送的连接请求时，将客户端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接答复命令发送至智能终端，以使所述智能终端与所述客户端建立的P2P连接通道以及UDP转发通道；

将所述智能终端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接请求命令发送至所述客户端，以使所述智能终端与所述客户端之间建立P2P连接通道以及UDP转发通道；

在P2P辅助服务器接收智能终端上报的心跳包数据之前，所述方法还包括：

在所述P2P服务器以及所述UDP转发服务器启动后，接收UDP服务器发起的上线通知；

根据所述上线通知，确定并记录所述UDP转发服务器的IP地址端口。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述智能终端与所述客户端之间建立P2P连接以及UDP转发连接之后，所述方法还包括：

当所述智能终端与所述客户端之间通过UDP转发通道传输数据后，继续判定所述P2P连接是否有效；其中，P2P连接有效判定条件包括：成功创建P2P物理连接，并且P2P连接的网络质量符合要求；

若是，则通过P2P连接通道传输数据，并断开UDP转发通道；

若否，则继续通过UDP转发通道传输数据。

3.一种建立数据连接通道的系统，其特征在于，所述系统包括：P2P辅助服务器以及UDP转发服务器，其中，

所述UDP转发服务器，用于在所述P2P辅助服务器以及所述UDP转发服务器启动时，向P2P辅助服务器发起上线通知，以使所述P2P辅助服务器根据所述上线通知记录所述UDP转发服务器的IP地址端口；

所述P2P辅助服务器，用于记录客户端的公网IP地址端口以及智能终端的公网IP地址端口，并将客户端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接答复命令发送至智能终端，将智能终端的公网IP地址端口以及UDP转发服务器的IP地址端口通过链接请求命令发送至客户端，以使智能终端与客户端之间建立P2P连接以及UDP转发；还用于接收UDP服务器发起的上线通知，并根据所述上线通知，确定并记录所述UDP转发服务器的IP地址端口；所述P2P辅助服务器，还用于当所述智能终端与所述客户端之间通过UDP转发通道传输数据时，判定所述P2P连接是否完成；若是，则通过P2P连接通道传输数据，并断开所述UDP转发通道；若否，则继续通过UDP转发通道传输数据；该P2P连接通道具体为一种基于UDP协议的P2P网关打洞穿透连接的通道，该UDP转发通道为基于UDP协议需要经过服务器中转数据的通道。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述P2P辅助服务器，还用于接收智能终端发送的心跳信息，并根据所述心跳信息，记录所述智能终端的公网IP地址端口；接收所述客户端的连接请求，并根据所述连接请求，记录所述客户端的公网IP地址端口。

Images