CN109218388B - 网络数据处理方法、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种网络数据处理方法、设备及计算机可读存储介质，以进一步提高特殊数据传输的实时性。本发明方法包括：建立应用层与数据链路层之间的直连数据通道，并重定义应用层与数据链路层之间基于所述直连数据通道的约束规则，所述约束规则包括重定义经所述直连数据通道传输的网络数据结构；以及在应用层和数据链路层各建立相对应的两套数据处理机制，并约束两套机制之间的切换规则，机制一为基于所述直连数据通道的数据处理，机制二为基于OSI模型数据通道的数据处理；应用层和数据链路层根据所述约束规则和两套机制之间的切换规则，自适应执行经所述直连数据通道或OSI模型数据通道进行数据传输的相关处理。

Description

网络数据处理方法、设备及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络数据处理方法、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
在通信系统中，开放系统互连参考模型(Open System Interconnect简称OSI)是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。每一层的功能是独立的，它利用其下一层提供的服务并为其上一层提供服务，所谓的“服务”就是下一层向上一层提供的通信功能和层之间的会话规定。
然而，现在的OSI参考模型由于层数多，且每层都有特定的会话规定，从而影响了数据传输的实时性。
发明内容
本发明目的在于公开一种网络数据处理方法、设备及计算机可读存储介质，以进一步提高特殊数据传输的实时性。
为实现上述目的，本发明公开了一种网络数据处理方法，包括：
建立应用层与数据链路层之间的直连数据通道，并重定义应用层与数据链路层之间基于所述直连数据通道的约束规则，所述约束规则包括重定义经所述直连数据通道传输的网络数据结构，重定义的所述网络数据结构包括对应直连数据通道传输的类型标识、源节点和目标节点的域端口编号、并指定数据区中填充数据的长度并设置净荷数据的校验码；所述域端口编号为接入以太网的节点所分配的全网唯一的编号；且所述域端口编号之间的拓扑关系能被以太网各交换机所获取；以及
在应用层和数据链路层各建立相对应的两套数据处理机制，并约束两套机制之间的切换规则，机制一为基于所述直连数据通道的数据处理，机制二为基于OSI模型数据通道的数据处理；
应用层和数据链路层根据所述约束规则和两套机制之间的切换规则，自适应执行经所述直连数据通道或OSI模型数据通道进行数据传输的相关处理。
优选地，本实施例方法在经所述直连数据通道进行数据传输前，以测试数据调校所述直连数据通道关联的软硬件参数使得传输速率在所述OSI模型数据通道的至少四倍以上。
进一步地，本实施例方法还包括：
在应用层设置相应的API接口和映射关系存储单元，以供应用层软件保持或更新特殊数据优先经所述直连数据通道进行传输的权限。
与上述方法相对应的，本发明还公开一种网络数据处理设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在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上述方法的步骤。
另一方面，本发明还公开计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述方法中的步骤。
本发明具有以下有益效果：
基于应用层与数据链路层之间的直连数据通道，使得数据链路层的特殊数据可以不经过IP层和传输层等中间层而直达应用层，提高了该特殊数据传输的实时性；而对于普通数据，则仍沿用传统的OSI模型进行数据处理。而且，在对应直连数据通道所重定义的数据结构中，指定数据区中填充数据的长度并设置净荷数据的校验码，从而为同一节点应用层与数据链路层之间的重传、以及不同节点之间的数据重传提供了可靠有效执行标准，可确保数据传输过程中的安全性和稳定性。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的网络数据处理方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
本实施例公开一种网络数据处理方法，如图1所示，包括：
步骤S1、建立应用层与数据链路层之间的直连数据通道，并重定义应用层与数据链路层之间基于所述直连数据通道的约束规则，所述约束规则包括重定义经所述直连数据通道传输的网络数据结构，重定义的所述网络数据结构包括对应直连数据通道传输的类型标识、源节点和目标节点的域端口编号、并指定数据区中填充数据的长度并设置净荷数据的校验码；所述域端口编号为接入以太网的节点所分配的全网唯一的编号；且所述域端口编号之间的拓扑关系能被以太网各交换机所获取。
一方面，在该步骤中，可选的，应用层数据通常可基于FPGA芯片、GPU芯片、CPU、DSP等软硬件资源进行处理，对应该应用层处理的芯片可与底层的数据链路层芯片之间建立直连数据通道。且可选的，相关数据可在该直连数据通道中采用高速串行传输方式。
另一方面，在该步骤中，所谓域端口编号即为以太网内相应各节点所分配的标识性的编号，各个编号分别对应全网唯一的一个地址信息，为将该地址信息区分于IP地址，本发明将其定义为“域端口”。为便于理解，本发明的“域端口”可视为：基于以太网内特定子系统专用的软硬件资源所自定义的第二IP地址，与传统IP地址所对应局域网内唯一不同的是，该第二IP是全网唯一的。其中，有关该第二IP的分配技术包括但不限于基于最新的区块链技术予以实现。此外，可选的，本实施例的域端口编号可以是固定不变的，也可以是全网基于同一特定的算法在特定的时间进行同步动态更新的。进一步地，在本实施例基于域端口的子系统中，可通过配置工具生成全网各节点的域端口列表和发送时间间隔，并进行全网的时钟同步以避免域端口之间的数据冲突。
与上述域端口相对应的，本实施例中，在上述携带域端口信息的数据包的传输过程中，能解析域端口编号的交换机在解析出源节点和目的节点的域端口编号后，以解析出的域端口编号查找上述域端口编号之间的拓扑关系以进行相应的数据转发。此外，当其他不具备域端口处理能力的交换机在接收到上述携带域端口信息的数据包后，将其转发给能解析域端口编号的交换机以进行相应处理。
优选地，该步骤拓扑关系包括各节点域端口编号与MAC地址之间的映射关系。由于MAC地址是网卡出厂时设定的，且如同我们身份证上的身份证号码，具有全球唯一性。藉此，本实施例中，MAC地址与域端口编号是成对出现的，MAC地址负责表示计算机的数据链路层地址，域端口编号用于表示全网唯一的第二IP地址。
步骤S2、在应用层和数据链路层各建立相对应的两套数据处理机制，并约束两套机制之间的切换规则，机制一为基于所述直连数据通道的数据处理，机制二为基于OSI模型数据通道的数据处理。
在该步骤中，优选的，数据链路层和应用层可以根据数据帧的类型区分特殊数据和普通数据，并进行相应通道资源的调度和切换。优选地，本实施例以上述直连数据通道传输特殊数据，而普通数据则仍沿用传统的OSI模型进行数据处理。另一方面，本实施例的切换规则还可进一步包括：当基于上述直连数据通道进行重传的次数超过一定阈值后，指令源节点将当前出错数据及后续待发送数据切换至基于传统的OSI模型进行数据处理。
其中，源节点的应用层在对应特殊数据的封装过程中，可在应用层设置相应的API接口和映射关系存储单元，以供应用层软件保持或更新特殊数据优先经所述直连数据通道进行传输的权限。
步骤S3、应用层和数据链路层根据所述约束规则和两套机制之间的切换规则，自适应执行经所述直连数据通道或OSI模型数据通道进行数据传输的相关处理。
优选地，本实施例方法在经所述直连数据通道进行数据传输前，以测试数据调校所述直连数据通道关联的软硬件参数使得传输速率在所述OSI模型数据通道的至少四倍以上。例如：所调校的参数包括但不限于上述重定义的网络数据结构的整体长度、晶振频率等参数。
综上，本实施例方法基于应用层与数据链路层之间的直连数据通道，使得数据链路层的特殊数据可以不经过IP层和传输层等中间层而直达应用层，提高了该特殊数据传输的实时性；而对于普通数据，则仍沿用传统的OSI模型进行数据处理。而且，在对应直连数据通道所重定义的数据结构中，指定数据区中填充数据的长度并设置净荷数据的校验码，从而为同一节点应用层与数据链路层之间的重传、以及不同节点之间的数据重传提供了可靠有效执行标准，可确保数据传输过程中的安全性和稳定性。
实施例2
与上述方法相对应的，本实施例公开一种网络数据处理设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在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上述方法的步骤。
实施例3
与上述方法相对应的，本实施例公开计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述方法中的步骤。
同理，本发明上述实施例所公开的网络数据处理设备及计算机可读存储介质，基于应用层与数据链路层之间的直连数据通道，使得数据链路层的特殊数据可以不经过IP层和传输层等中间层而直达应用层，提高了该特殊数据传输的实时性；而对于普通数据，则仍沿用传统的OSI模型进行数据处理。而且，在对应直连数据通道所重定义的数据结构中，指定数据区中填充数据的长度并设置净荷数据的校验码，从而为同一节点应用层与数据链路层之间的重传、以及不同节点之间的数据重传提供了可靠有效执行标准，可确保数据传输过程中的安全性和稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种网络数据处理方法，其特征在于，包括：
建立应用层与数据链路层之间的直连数据通道，并重定义应用层与数据链路层之间基于所述直连数据通道的约束规则，所述约束规则包括重定义经所述直连数据通道传输的网络数据结构，重定义的所述网络数据结构包括对应直连数据通道传输的类型标识、源节点和目标节点的域端口编号、并指定数据区中填充数据的长度并设置净荷数据的校验码；所述域端口编号为接入以太网的节点所分配的全网唯一的编号；且所述域端口编号之间的拓扑关系能被以太网各交换机所获取；以及
在应用层和数据链路层各建立相对应的两套数据处理机制，并约束两套机制之间的切换规则，机制一为基于所述直连数据通道的数据处理，机制二为基于OSI模型数据通道的数据处理；
应用层和数据链路层根据所述数据帧的类型标识区分特殊数据和普通数据，并根据所述约束规则和两套机制之间的切换规则，进行相应通道资源的调度和切换，自适应执行经所述直连数据通道进行特殊数据传输或OSI模型数据通道进行普通数据传输的相关处理；其中，所述特殊数据为可基于FPGA芯片、GPU芯片、CPU和\或DSP软硬件资源进行处理的应用层数据。
2.根据权利要求1所述的网络数据处理方法，其特征在于，在经所述直连数据通道进行数据传输前，以测试数据调校所述直连数据通道关联的软硬件参数使得传输速率在所述OSI模型数据通道的至少四倍以上。
3.根据权利要求1或2所述的网络数据处理方法，其特征在于，还包括：
在应用层设置相应的API接口和映射关系存储单元，以供应用层软件保持或更新特殊数据优先经所述直连数据通道进行传输的权限。
4.一种网络数据处理设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至3任一所述方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现上述权利要求1至3任一所述方法中的步骤。
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