CN109548052B

CN109548052B - 一种数据传输方法、装置、电子设备及可读存储介质

Info

Publication number: CN109548052B
Application number: CN201910052768.6A
Authority: CN
Inventors: 芮兰兰; 邱雪松; 袁河存; 喻鹏; 王颖
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2019-01-21
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2020-11-03
Anticipated expiration: 2039-01-21
Also published as: CN109548052A

Abstract

本发明实施例提供了一种数据传输方法、装置、电子设备及可读存储介质，应用于计算机网络通信技术领域，所述方法包括：各路由节点预先在PIT中添加各兴趣包对应的服务类型，设置各服务类型对应的优先级；检查本地是否存在与接收的兴趣包对应的数据包；如果是，将数据包发送至用户；否则查询PIT中是否包含兴趣包的内容名称；如果是，在PIT中增加兴趣包对应的服务类型和源端口；否则查询FIB中是否存在与兴趣包匹配的转发接口；如果是，将兴趣包通过转发接口转发到下一路由节点；返回检查本地是否存在与兴趣包对应的数据包的步骤，直至确定存在数据包的目标路由节点，使目标路由节点将数据包发送至用户。本发明可提高网络性能。

Description

一种数据传输方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及计算机网络通信技术领域，特别是涉及一种数据传输方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

近年来，随着互联网的飞速发展，各种新的应用层出不穷。物联网、移动互联网不断应用和发展，移动设备、各种传感器成为全球数据流量的主要来源，无线网络成为网络发展不可或缺的一个方向。目前，有许多研究涉及无线NDN(Named Data Networking，命名数据网络)环境中的数据传输。NDN是未来互联网架构的研究热点之一，NDN抛弃了IP(Internet Protocol，互联网协议)网络中通过主机IP寻址的方式，而是关注数据内容本身。在NDN中节点通过分层的内容名字来路由，以数据内容名字为标签唯一标识数据内容，数据包根据完整或相对的名字进行匹配。NDN采用在网络内存储数据的缓存机制，数据内容可以存储在路由设备上。用户请求数据内容时不用路由到特定的主机，而是由存储该数据包内容的路由节点响应。

尽管网络基础设施发展迅速，但无线网络带宽有限，信号干扰导致连接不可靠，影响了无线NDN环境中的数据传输。此外，无线多媒体服务(例如视频流服务)的高实时、高带宽移动性要求还必须考虑无线NDN环境中的数据传输机制，以提高服务质量。虽然网络中的缓存机制和NDN中基于内容名称的路由满足了服务质量的基本要求。然而，随着各种网络应用的不断增长和用户的个性化服务需求，通过面向服务的QoS(Quality of Service，服务质量)保证来提高NDN网络的效率至关重要。然而，对于具有节点移动性特征的无线网络，由于无线环境中的节点和噪声因素的移动性，网络业务中的区分服务对于保证网络服务质量是必不可少的。

现有技术中，AP(Access Point，接入点)根据当前周期的上行吞吐量值和下行吞吐量值判断是否需要调整上行EDCA(Enhanced Distributed Channel Access，增强分布式信道接入)参数值或下行EDCA参数值。在确定需要调整上行EDCA参数值时，根据当前周期内处于活跃状态的终端的数量调整上行EDCA参数值；在确定需要调整下行EDCA参数值时，根据当前周期内处于活跃状态的终端的数量调整下行EDCA参数值。由于可对是否需要调整上下行EDCA参数值进行判断，并且调整后的上下行EDCA参数值与当前的网络环境相适应，从而避免了采用固定的默认EDCA参数值导致网络性能变差的问题。但是，该方法缺乏对不同业务流量的区分和参数调整。

另外，还可以通过QATC(QoS-supporting adaptive transmission control，支持QoS的自适应传输控制)算法，利用信道侦听信息实时优化调整各优先级业务的发送概率，更新相应的协议参数，实现信道利用率的提高和系统性能的增强。QATC算法不需要估计各优先级业务的节点数量，并且拥有不受网络状态变化影响的确定优化调整目标。此外，还可以将QATC算法扩展应用于多速率网络的优化。仿真实验结果表明，该算法能够在不同网络条件下适应网络状态的变化，对系统整体性能进行优化，提高了系统吞吐率。虽然满足了不同QoS的需求，但是该过程复杂，并且缺乏对不同类型数据的友好传输，系统稳定性较差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种数据传输方法、装置、电子设备及可读存储介质，可以简化不同业务的区分服务，提高网络性能及系统稳定性。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种数据传输方法，所述方法包括：

针对与用户相邻的路由节点，在接收到所述用户发送的兴趣包后，检查本地内容存储器中是否存在与所述兴趣包的内容名称对应的数据包；

其中，每个路由节点本地存储的待定请求表PIT中，预先根据各兴趣包的内容名称对应的请求类型，添加了各请求类型对应的服务类型，同一服务类型的兴趣包的优先级相同；

如果存在所述数据包，将所述数据包发送至所述用户；如果不存在所述数据包，查询本地PIT中是否包含所述兴趣包的内容名称；

如果包含所述内容名称，在所述PIT中增加所述兴趣包的内容名称对应的服务类型和所述兴趣包的源端口；如果不包含所述内容名称，查询转发信息表中是否存在与所述兴趣包的内容名称匹配的转发接口；

如果存在所述转发接口，在所述PIT中增加所述兴趣包的内容名称对应的服务类型和所述兴趣包的源端口，根据所述兴趣包的优先级，将所述兴趣包通过所述转发接口转发到下一路由节点，返回所述检查本地内容存储器中是否存在与所述兴趣包的内容名称对应的数据包的步骤，直至确定内容存储器上存在所述数据包的目标路由节点，使所述目标路由节点按照与所述兴趣包到来路径相反的路径将所述数据包发送至所述用户。

可选的，本发明实施例的数据传输方法，还包括：

若服务类型的种类为预设数量，将所有路由节点中相同服务类型的兴趣包和数据包进行流量聚合，得到所述预设数量个数据流；

根据Lotka-Volterra模型以及所述预设数量个数据流，建立无线命名数据网络NDN的多优先级仿生竞争模型：

其中，x_i(t)表示数据流i在时刻t的发送速率，x_j(t)表示数据流j在时刻t的发送速率，且x_i(t)≥0,x_j(t)≥0，n表示数据流的个数，i和j为不大于n的整数，r_i表示数据流i自身的增长速率，n与优先级的个数相同，且每个数据流对应相同的优先级，a_ij表示数据流j对数据流i的竞争系数，N_i表示数据流i的最大可用带宽，β_i表示数据流i内部的竞争系数；

在信道竞争时，若低优先级数据流对高优先级数据流无影响，

则

若各数据流自身的增长速率均为r，各数据流内部的竞争系数均为β，各数据流的最大可用带宽均为N，根据所述多优先级仿生竞争模型，得到数据流速率公式：

其中，

根据所述数据流速率公式、各数据流的预设最佳带宽分配比以及预设带宽利用率阈值，通过粒子群优化算法，计算各竞争系数和带宽利用率。

可选的，所述使所述目标路由节点按照与所述兴趣包到来路径相反的路径将所述数据包发送至所述用户，包括：

针对所述兴趣包到来路径中的每个路由节点，在接收到所述数据包后，根据所述数据包的内容名称在本地PIT中查询所述数据包的内容名称对应的所有源端口，根据所述数据包的优先级，将所述数据包发送至所述所有源端口；将所述PIT中所述数据包的内容名称对应的所有源端口删除，将所述数据包存储至本地内容存储器上。

可选的，所述根据所述数据流速率公式、各数据流的预设最佳带宽分配比以及预设带宽利用率阈值，通过粒子群优化算法，计算各模型参数和带宽利用率，包括：

对各竞争系数进行初始化，得到所述各竞争系数的初始值；

步骤A，根据所述各竞争系数的值和所述数据流速率公式，计算所述各数据流的速率，使所述各数据流的带宽分配比为所述预设最佳带宽分配比；

步骤B，根据所述各数据流的速率，计算所述各数据流的总带宽以及带宽利用率；

在得到的带宽利用率小于所述预设带宽利用率阈值时，对所述各竞争系数的值进行更新，返回步骤A，直至得到的带宽利用率不小于所述预设带宽利用率阈值。

本发明实施例提供了一种数据传输装置，所述装置包括：

数据包查询模块，用于针对与用户相邻的路由节点，在接收到所述用户发送的兴趣包后，检查本地内容存储器中是否存在与所述兴趣包的内容名称对应的数据包；

数据包发送模块，用于如果所述数据包查询模块的查询结果为是时，将所述数据包发送至所述用户；

PIT查询模块，用于如果所述数据包查询模块的查询结果为否时，查询本地PIT中是否包含所述兴趣包的内容名称；

PIT增加模块，用于在所述PIT查询模块的查询结果为是时，在所述PIT中增加所述兴趣包的内容名称对应的服务类型和所述兴趣包的源端口；

转发信息表查询模块，用于在所述PIT查询模块的查询结果为否时，查询转发信息表中是否存在与所述兴趣包的内容名称匹配的转发接口；

循环模块，用于在所述转发信息表查询模块的查询结果为是时，在所述PIT中增加所述兴趣包的内容名称对应的服务类型和所述兴趣包的源端口，根据所述兴趣包的优先级，将所述兴趣包通过所述转发接口转发到下一路由节点，返回所述数据包查询模块中检查本地内容存储器中是否存在与所述兴趣包的内容名称对应的数据包的步骤，直至确定内容存储器上存在所述数据包的目标路由节点，使所述目标路由节点按照与所述兴趣包到来路径相反的路径将所述数据包发送至所述用户。

可选的，本发明实施例的数据传输装置，还包括：

流量聚合模块，用于若服务类型的种类为预设数量，将所有路由节点中相同服务类型的兴趣包和数据包进行流量聚合，得到所述预设数量个数据流；

模型建立模块，用于根据Lotka-Volterra模型以及所述预设数量个数据流，建立无线命名数据网络NDN的多优先级仿生竞争模型：

则

数据流速率公式确定模块，用于若各数据流自身的增长速率均为r，各数据流内部的竞争系数均为β，各数据流的最大可用带宽均为N，根据所述多优先级仿生竞争模型，得到数据流速率公式：

其中，

竞争系数计算模块，用于根据所述数据流速率公式、各数据流的预设最佳带宽分配比以及预设带宽利用率阈值，通过粒子群优化算法，计算各竞争系数和带宽利用率。

可选的，所述循环模块，包括：

反向发送子模块，用于针对所述兴趣包到来路径中的每个路由节点，在接收到所述数据包后，根据所述数据包的内容名称在本地PIT中查询所述数据包的内容名称对应的所有源端口，根据所述数据包的优先级，将所述数据包发送至所述所有源端口；将所述PIT中所述数据包的内容名称对应的所有源端口删除，将所述数据包存储至本地内容存储器上。

可选的，所述竞争系数计算模块，包括：

初始化子模块，用于对各竞争系数进行初始化，得到所述各竞争系数的初始值；

速率计算子模块，用于根据所述各竞争系数的值和所述数据流速率公式，计算所述各数据流的速率，使所述各数据流的带宽分配比为所述预设最佳带宽分配比；

带宽利用率子模块，用于根据所述各数据流的速率，计算所述各数据流的总带宽以及带宽利用率；

更新模块，用于在得到的带宽利用率小于所述预设带宽利用率阈值时，对所述各竞争系数的值进行更新，返回所述速率计算子模块，直至得到的带宽利用率不小于所述预设带宽利用率阈值。

本发明实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述的数据传输方法的步骤。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任一所述的数据传输方法的步骤。

本发明实施例提供的技术方案，至少包括以下有益效果：根据NDN的特点，基于兴趣包的内容名称对应的请求类型，在PIT中添加对应的服务类型，对各服务类型的优先级进行排序，同一服务类型的兴趣包的优先级相同。即可以根据兴趣包的内容名称中的请求类型区分不同的服务类型，简化了区分服务的处理过程。根据不同优先级对数据流进行处理，保证不同数据流的服务质量，提高了网络性能及系统稳定性。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的数据传输方法的一种流程图；

图2为本发明实施例的数据传输方法的另一种流程图；

图3为本发明实施例的粒子群优化算法的流程图；

图4为本发明实施例的NDN的网络拓扑结构图；

图5为本发明实施例中固定带宽条件下不同优先级吞吐率和总吞吐率随时间的变化曲线图；

图6为本发明实施例中多优先级仿生竞争模型、现有的EDCA算法和QATC算法的总吞吐率随时间的变化曲线图；

图7为在动态网络环境下本发明实施例中多优先级仿生竞争模型、现有的EDCA算法和QATC算法不同优先级的吞吐率随时间的变化曲线图；

图8为本发明实施例中多优先级仿生竞争模型、现有的EDCA算法和QATC算法的响应时间随时间的变化曲线图；

图9为本发明实施例中多优先级仿生竞争模型、现有的EDCA算法和QATC算法的丢包率随时间的变化曲线图；

图10为本发明实施例的数据传输装置的结构图；

图11为本发明实施例的电子设备的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决在对不同业务进行区分服务时，区分服务过程复杂、网络性能及系统稳定性较低的问题，本发明实施例提供了一种数据传输方法、装置、电子设备及可读存储介质，以简化不同业务的区分服务，提高网路性能及系统稳定性。

下面首先对本发明实施例所提供的数据传输方法进行详细介绍。

参见图1，图1为本发明实施例的数据传输方法的一种流程图，包括以下步骤：

S101，检查本地内容存储器中是否存在与所获取的兴趣包的内容名称对应的数据包。

其中，针对每个路由节点本地存储的待定请求表PIT中，预先根据各兴趣包的内容名称对应的请求类型，添加了各请求类型对应的服务类型，同一服务类型的兴趣包的优先级相同。

本发明实施例中，根据无线NDN中用户对服务质量的要求以及NDN的特点，可以在路由节点本地存储的PIT(Pending Interest Table，待定请求表)中根据兴趣包的内容名称对应的请求类型，添加对应的服务类型，如表1所示。例如，可以预先设定四种服务类型，它们的优先级从大到小依次是：EF、AF_2、AF_1、BE。其中，BE表示未标记的尽力而为的服务，优先级最低，在网络资源不足时可把text作为BE类型。其中，不同用户的优先级可能是不同的，还可以根据不同的用户，设置不同的服务类型。另外，由于可以根据PIT中相应的PHB(Per Hop Behavior，每跳行为)确定对每一个数据包的流量控制和区分调度，即在数据包的出口进行相应的流量控制，实现对不同数据包做相应的区分服务处理，因此可以不对数据包进行标记。

表1

在NDN中，数据的传输是接收方驱动的，为了获取某种内容的数据包，用户可以发送包含内容名称的兴趣包到网络中去，通过在网络中查找缓存和路由转发来获取对应的数据包。因此，针对与用户相邻的路由节点，在接收到用户发送的兴趣包后，检查本地内容存储器中是否存在与兴趣包的内容名称对应的数据包。如果存在数据包，执行S102，否则，执行S103。

S102，将数据包发送至用户。

本步骤中，路由节点本地内容存储器中包含数据包时，可以直接将数据包发送至兴趣包到来的端口。

S103，查询本地PIT中是否包含兴趣包的内容名称。

具体的，路由节点本地内容存储器中不包含数据包时，可以对兴趣包进行解析，查询本地PIT中是否包含兴趣包的内容名称，如果包含内容名称，表示该节点已经转发过该请求，执行S104，否则执行S105。

S104，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口。

本发明实施例中，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口，这样，当有对该请求响应的数据包到来时，将数据包发送至兴趣包到来的端口即可。

S105，查询转发信息表中是否存在与兴趣包的内容名称匹配的转发接口。

本发明实施中，查询转发信息表中是否存在与兴趣包的内容名称匹配的转发接口，以确定从哪些接口将该兴趣包转发出去。如果存在转发接口，执行S106。

S106，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口，根据兴趣包的优先级，将兴趣包通过转发接口转发到下一路由节点，返回S101，直至确定内容存储器上存在数据包的目标路由节点，使目标路由节点按照与兴趣包到来路径相反的路径将数据包发送至用户。

具体的，将兴趣包转发到下一路由节点之后，返回S101，循环执行上述步骤，直至确定内容存储器上存在数据包的目标路由节点，也就是该循环通过S102退出。目标路由节点在向用户发送数据包时，按照与兴趣包到来路径相反的路径即可。可选的，针对兴趣包到来路径中的每个路由节点，在接收到数据包后，根据数据包的内容名称在本地PIT中查询数据包的内容名称对应的所有源端口，根据数据包的优先级，将数据包发送至所有源端口，这样，所有之前请求过相同数据包的路由节点都可以得到所需的数据包。将PIT中数据包的内容名称对应的所有源端口删除，将数据包存储至本地内容存储器上。

本发明实施例的数据传输方法，由于NDN根据内容名称的统一资源标识符(Uniform Resource Identifier，URI)进行分类，并且根据内容名称查找来进行路由和转发的，因此，直接利用内容名称对应的请求类型进行分类，可以利用NDN网络的优势，即直接将兴趣包的内容名称中的请求类型映射到区分服务中的不同服务类型。同时与IP网络中的区分服务相比，简化了对数据标记的复杂处理，所有路由节点都只需要根据内容名称对应的请求类型的不同来进行相应的区分服务处理。本发明根据不同优先级对数据流进行处理，保证不同数据流的服务质量，提高了网络性能及系统稳定性。

参见图2，图2为本发明实施例的数据传输方法的另一种流程图，包括以下步骤：

S201，若服务类型的种类为预设数量，将所有路由节点中相同服务类型的兴趣包和数据包进行流量聚合，得到预设数量个数据流。

本发明实施例中，经过内容名称中请求类型到服务类型的映射，具有相同服务类型的传输包(兴趣包和数据包)的集合被称为TA(Traffic Aggregate，流量聚合)，那么，若服务类型的种类为预设数量，则可以得到预设数量个数据流。在路由节点上，每个TA对应相应的PHB(Per Hop Behavior，每跳行为)。路由节点可以根据服务类型将每个传输包映射到对应的PHB，PHB通过向每个TA分配转发资源(例如带宽和缓冲区等)来提供资源和不同级别的服务。

由于PHB表示了路由节点对兴趣包和数据包的处理优先级，为了满足无线NDN环境中各种类型数据的服务质量要求。本发明参考IP(Internet Protocol，互联网协议)网络中802.11e的无线QoS标准，假设预设数量为4，根据表2所示的无线网络中AC(AccessCategory，接入类型)分配方案，设计了NDN的PHB优先级分配方案，如表3所示。

表2

优先级	数据类型	AC
			4	AC_VO	AC(3)
3	AC_VI	AC(2)
			2	AC_BE	AC(1)
1	AC_BK	AC(0)

表3

优先级	PHB	AC
			4	EF	AC(3)
3	AF_2	AC(2)
			2	AF_1	AC(1)
1	BE	AC(0)

其中，PIT可以实现兴趣包的聚合，来自不同接口的相同兴趣包将在PIT中进行合并，只有第一个到达的兴趣包会被转发出去。PIT的功能主要是匹配返回的数据包名称，将其从对应的兴趣包的进入接口返回到请求方。数据包返回后就删除对应的PIT表项，对于长时间未匹配返回数据的PIT表项则在超时后清除。

当两个不同的用户想要使用不同的服务类型检索相同的内容时，在IP区分服务中，发送方需要通过在数据包上标记不同的服务类来传送内容两次。在NDN区分服务中，不同的用户可以通过不同的服务类型来获取相同的内容，路由节点可以根据每个兴趣包上的不同服务类型实行不同的服务。当多个请求相同内容的兴趣包在短时间内同时到达NDN路由节点时，兴趣分组被聚合在PIT中，并且仅首先到达的分组将被转发到内容提供商。如果具有较低服务等级的兴趣分组首先到达，则具有较高服务等级的新的兴趣分组不能被转发到内容提供商。因此，所请求的数据将被检索为较低级的服务。本发明可以通过修改PIT中的兴趣聚合过程来解决兴趣包阻塞。

如果兴趣包具有比PIT中先前聚合的兴趣包的最高服务类型更高的服务类型，则允许NDN路由节点重新转发新的兴趣包。路由节点在相关PIT条目中添加(或更新)新的最高服务类。所请求的数据包将被检索为最后更新(最高)的服务类。例如，当所有兴趣包都具有相同的服务类型，例如BE，则路由节点仅将一个兴趣包转发给其内容提供商。当具有AF1的新的兴趣分组到达路由节点时，路由节点将把兴趣分组转发到内容生产者以通知它更新服务类。

在NDN区分服务中，当两个用户使用相同的服务类型检索相同的内容时，每个数据包只传输一次，这样，节省了分配给服务类的带宽空间。本发明通过对兴趣包聚合方案的修改，带宽效率的提高扩展到用户使用不同服务类型检索相同内容的情况。当不同用户获取相同内容时，由于其他用户具有较高的服务级别，所以服务级别较低的用户可能获得较高级别的服务，该现象为免费升级。免费升级有两个方面，一方面是提高了网络效率，当服务类型为AF1的用户在链路中获得AF2的免费升级后，AF1用户将有带宽获取该链接中的另一个数据包。因此，免费升级可提高AF1用户的吞吐率；另一方面，尽管免费升级并不会降低服务级别的流量，但从经济角度来看，内容生产者可能不希望出现免费升级。为了避免免费升级，内容生产者可以明确地通知区分服务网络提供商和用户将内容项目分配给单个服务级别，从而只为某一级别的用户服务。

S202，根据Lotka-Volterra模型以及预设数量个数据流，建立无线NDN的多优先级仿生竞争模型：

其中，x_i(t)表示数据流i在时刻t的发送速率，x_j(t)表示数据流j在时刻t的发送速率，且x_i(t)≥0,x_j(t)≥0，n表示数据流的个数，i和j为不大于n的整数，r_i表示数据流i自身的增长速率，n与优先级的个数相同，且每个数据流对应相同的优先级，a_ij表示数据流j对数据流i的竞争系数，N_i表示数据流i的最大可用带宽，β_i表示数据流i内部的竞争系数；N_i/β_i表示数据流i的最大发送速率。

本发明实施例中，为了适应无线NDN中由于路由节点变化(增加或者减少)产生的动态突发数据流状况，在考虑优先级服务的基础上建立多优先级区分仿生竞争模型来实现系统的快速收敛和稳定。

具体的，著名的Lotka.Voltcrra竞争模型表达了物种在有限环境中种群所呈现的逻辑斯谛增长形式，它描述了生态系统中在相互竞争、协作共存的条件下各物种数量的动态变化规律，通过类比生态系统，生态系统中物种与无线NDN中AC的映射如表4所示。

表4

将生态系统中的物种关系映射到了无线NDN中的不同AC：(1)无线NDN中不同类型的数据流(兴趣包和数据包)对应于生态系统的多个物种；(2)有限的无线网络带宽等资源对应于生态系统中的环境资源；(3)每种类型数据流的发送速率变化对应于每个物种的数量变化；(4)无线网络中的数据流由于实时性和带宽需求不同而具有不同的优先级，该现象对应于生态系统食物链中每个物种具有不同的位置；(5)网络中每个数据流相互竞争网络资源对应于生态系统中的物种相互竞争食物、水源和领地等；(6)网络中数据流并发传输对应于生态系统中多物种共存。因此，可以建立无线NDN的多优先级仿生竞争模型。

S203，若各数据流自身的增长速率均为r，各数据流内部的竞争系数均为β，各数据流的最大可用带宽均为N，根据多优先级仿生竞争模型，得到数据流速率公式：

其中，

本发明实施例中，在信道竞争时，可以忽略较低优先级数据流对高优先级数据流的影响，即若低优先级数据流对高优先级数据流无影响，例如，优先级为4的数据流和优先级为3的数据流相互竞争影响，不受优先级为2的数据流和优先级为1的数据流的竞争影响，优先级为2的数据流不受优先级为1的数据流的竞争影响，但受优先级为4的数据流和优先级为3的数据流的竞争影响。优先级为1的数据流的优先级最低，需要和所有的数据流竞争信道。并且，最高优先级的数据流受低一级的数据流的竞争影响，但不受其他更低优先级的数据流的影响。

则

本发明实施例中，为了简化多优先级仿生竞争模型，设定每个数据流自身的增长速率、内部的竞争系数和最大可用带宽均相同。该模型具有生态系统的优点，能够在实现区分服务的基础上保持各业务友好传输，在保证高优先级数据吞吐率的同时，提高低优先级的数据的吞吐率，提高网络带宽的整体利用率。通过求解多优先级仿生竞争模型方程，可以得到数据流速率公式。

S204，根据数据流速率公式、各数据流的预设最佳带宽分配比以及预设带宽利用率阈值，通过粒子群优化算法，计算各竞争系数和带宽利用率。

具体的，由于φ(t)与竞争系数有关，也就是与优先级有关，所以每个数据流的优先级不同，数据流的传输速率也不同，较高的优先级将有更大的传输速率。在该多优先级仿生竞争模型中，为了实现不同优先级的流量区分，确保各个数据流的友好传输，可以通过设置不同的竞争系数实现对不同优先级数据流的带宽配置，从而提高网络带宽的利用率。另外，考虑生态系统的平衡性能够保持生物的多样性和数量比例的相对稳定。同样，为了保证多优先级仿生竞争模型的稳定性，实现动态数据流变化的收敛，通过

求解得到系统稳定的传输速率。

若数据流的个数为4，通过

求解系统稳定时数据流i的传输速率

由于数据流的传输速率为正数，*表示取值为正数，各数据流的传输速率表示如下：

由上述公示可以看出，数据流自身的增长速率r对系统的稳定性没有影响。当网络不饱和时，稳定的传输速率可以直接反映带宽的占用率，那么，带宽分配的问题可以转化为找到最优的稳定传输速率。预设最佳带宽分配比是各数据流的带宽分配比例，那么，各数据流的传输速率比等于预设最佳带宽分配比。

其中，稳定的速率与竞争系数有关，所以可以通过调整竞争系数来调整稳定的传输速率。本发明可以通过粒子群优化算法，计算各模型参数和带宽利用率，该算法能够快速搜索全局内的解空间，并收敛到稳定点。为了避免算法陷入死循环，预设带宽利用率阈值可以为90％，也就是当带宽利用率大于90％的时候就终止程序，将以此结果作为最优的参数值。下文将对粒子群优化算法进行详细介绍，在此不再赘述。

可见，本发明实施例的数据传输方法，通过建立多优先级仿生竞争模型，动态调整不同优先级数据的最佳传输速率，充分利用网络带宽，确保优先级的有效传输数据。从而实现对网络带宽的最佳分配，提高网络的稳定性和传输效率。

本发明的一种实现方式中，图2实施例S204的计算过程可参见图3，包括以下步骤：

S301，对各竞争系数进行初始化，得到各竞争系数的初始值。

具体的，粒子群优化算法中，通过不断调整竞争系数，使带宽利用率达到预设带宽利用率阈值。因此，本步骤中，首先对各竞争系数进行初始化，得到初始值。

S302，根据各竞争系数的值和数据流速率公式，计算各数据流的速率，使各数据流的带宽分配比为预设最佳带宽分配比。

S303，根据各数据流的速率，计算各数据流的总带宽以及带宽利用率；

S304，判断得到的带宽利用率是否小于预设带宽利用率阈值，如果是，执行S305，对各竞争系数的值进行更新，返回S302，直至得到的带宽利用率不小于预设带宽利用率阈值。如果否，执行S306，即得到各竞争系数和带宽利用率。

在EDCA推荐参数中，在数据流为4个时，最佳带宽分配比为6：3：1.5：1，那么，本发明实施例中，若预设最佳带宽分配比为AC3：AC2：AC1：AC0＝6：3：1.5：1，可以通过该最佳带宽分配比来选择竞争系数。由此，通过以下方程组求解最优解。

其中，W表示各数据流的带宽之和，

表示总带宽。在计算机网络中，带宽指单位时间内从一端传输到另一端的最大数据量，即最大传输速率。本发明中的速率是指单位时间内实际传输的数据量，例如1M带宽表示最大的传输速率是1Mb/s。因此，W等于各数据流的传输速率之和。

当带宽利用率小于预设带宽利用率阈值时，对各竞争系数进行更新，返回S302，循环执行上述步骤，直至带宽利用率不小于预设带宽利用率阈值。可见，通过粒子群优化算法，可以快速搜索全局内的解空间，并收敛到稳定点。

实施例一

本发明在NDNSIM上对NDN区分服务进行了仿真分析。如图4所示，通过构建了NDN的网络拓扑，将消费者移动无线网络与有线网络相结合，以对区分服务进行评估。在模拟试验中，预先设置了4个不同的服务类型来区分兴趣包的不同优先级。假设M1～M12是移动节点，并且每个移动节点生成不同优先级的兴趣包。将各节点的优先级设置如下：M1、M5和M9发送优先级为AC0的兴趣包，M2、M6和M10发送优先级为AC1的兴趣包，M3、M7和M11发送优先级为AC2的兴趣包，M4、M8和M12发送优先级为AC3的兴趣包。为了试验的正确性和简单的操作，本发明为每个优先级设置相同大小和数量的兴趣包以获得相应的数据包。AP1～AP3是聚合节点，网络接入点可以用作无线域和有线域之间的路由连接，可以对各种服务类型的兴趣包和数据包进行处理。S1～S3是提供用户请求的数据包的内容制作者。本发明将网络接入点作为观察节点，观察网络接入点接收到每个优先级的传输速率，分析带宽的使用情况以及对延迟和丢包率的影响等。

如图4所示，图中的箭头标记了兴趣包的传输路径和M1获取的数据包的传输路径。对于兴趣包，中间的每个节点根据兴趣包名称中的类型字段映射到PHB，并将优先级记录记录到PIT表，S1存储兴趣包请求的数据包，并将数据包发送到M1的反向路径。对于数据包，每个中间路由节点根据PIT表中的服务类型执行相应的前向处理和流量控制。其他移动节点具有相同的包获取过程，图4中未标示出。

在聚合节点AP1上，基于多优先级仿生竞争模型和每个数据流的优先级来优化网络资源，以便以最佳发送速率发送兴趣包。用户通过发送兴趣包获取相应的数据包，该图标记了各种类型的数据包。根据反向路径将这些数据包发送到不同的聚合节点AP1、AP2和AP3。具有不同优先级的数据流(例如M1和M2数据流之间的竞争)和相同的优先级(例如M1和M5与M9数据流之间的竞争)之间存在竞争，预先设置的参数值如表5所示。

表5

参数	值
		r	1
β	2
		N	40M

通过自适应粒子群算法计算得到的各竞争系数的值如表6所示。

表6

为了分析多优先级仿生竞争模型的网络性能，本发明实施例将仿真结果与EDCA算法和QATC算法在以下方面进行了比较。

(1)网络吞吐率，讨论固定带宽条件下和动态网络场景下的网络吞吐率，以评估不同数据传输方法的带宽利用率。

(2)响应时间，由移动节点发送兴趣包直到收到相应数据包的时间表示，平均响应时间也可用于判断区分服务模型的效率。

(3)丢包率，表示数据包分组中丢失的分组数，可用于评估服务质量和网络的传输效率。

如图5所示，图5为本发明实施例中固定带宽条件下不同优先级吞吐率和总吞吐率随时间的变化曲线图。在随机初始速率的情况下，各个优先级能够快速收敛到稳定点，而且收敛之后数据传输的抖动很小。由吞吐率比值可以看到，各个优先级的比值接近最佳带宽分配6:3:1.5:1，而且数据包的总吞吐率达到92％左右，实现了网络带宽的高效利用。

为了评估带宽利用率，分析多优先级仿生竞争模型中的吞吐率和EDCA算法、QATC算法的总吞吐率。图6为本发明实施例中多优先级仿生竞争模型、现有的EDCA算法和QATC算法的总吞吐率随时间的变化曲线图。如图6所示，多优先级仿生竞争模型的总吞吐率高于EDCA算法和QATC算法，并且比基本的EDCA算法更稳定。通过最优参数配置，多优先级仿生竞争模型优化了每个优先级数据流的传输速率，有效提高了网络的传输效率，保证了每个优先级数据的高效传输。

为了评估动态网络场景中的传输效率，进一步分析多优先级仿生竞争模型在动态网络环境中的收敛性、稳定性和适应性，比较了动态场景中不同优先级数据的吞吐率。本发明实施例设置了数据流随机变化的场景：数据流AC2在60s时关闭，在140s时，数据流AC1关闭，数据流AC2打开。为了验证多优先级仿生竞争模型的优势，本发明实施例将多优先级仿生竞争模型的性能与基本EDCA算法的性能和QATC算法的性能进行了比较。

如图7所示，与EDCA算法相比，多优先级仿生竞争模型的吞吐率在数据流关闭和打开期间快速收敛到稳定值，而在EDCA算法下数据流抖动更大。与EDCA算法和QATC算法相比，多优先级仿生竞争模型可以增加低优先级数据AC1和AC0的吞吐率，并在AC2关闭时确保高优先级数据AC3的吞吐率。但是，EDCA算法和QATC算法只能保证高优先级数据，而低级数据的吞吐率和低优先级数据的吞吐率很少增加。可见，多优先级仿生竞争模型可以保证高优先级数据AC3和AC2的传输，同时通过优化参数配置提高低优先级数据AC1和AC0的吞吐率，确保了带宽的有效使用。

通过对不同环境下不同优先级数据流吞吐率的比较和分析，得出以下结论：通过优化参数配置，多优先级仿生竞争模型可以以最优速率发送数据流，并可合理使用带宽。在固定带宽和动态数据流的情况下，多优先级仿生竞争模型中的数据流可以快速收敛到稳定范围，收敛后的数据抖动很小，这保证了数据流的稳定性。在优先级竞争中，多优先级仿生竞争模型可以保证低优先级数据流的吞吐率，同时确保高优先级数据流的吞吐率。

为了评估多优先级仿生竞争模型的传输效率，本发明实施例比较了多优先级仿生竞争模型与EDCA算法、QATC算法的平均响应时间。从图8中可以看出，仿生竞争模型的响应时间最短，可以有效地减少数据流的传输延迟，提高数据传输速率。本发明实施例可以合理地控制每个优先级数据流的发送速率，有效避免网络拥塞，从而减少数据传输延迟，保证网络的高效数据传输质量。

如图9所示，分析了数据包的丢失率，以评估网络拥塞和传输效率。将多优先级仿生竞争模型的丢包率与EDCA算法和QATC算法进行比较，可见，多优先级仿生竞争模型具有EDCA算法和QATC算法更低的丢包率。多优先级仿生竞争模型可以降低每个优先级数据流的丢包率，提高网络的服务质量。本发明实施例通过配置最优参数，优化了每个优先级数据流的传输速率，充分利用了网络带宽，提高了数据传输效率。

综上所述，将区分服务应用于无线NDN环境中，能够较好的提高网络性能，保证不同数据流的服务质量要求。本发明的多优先级仿生竞争模型较好的提高了无线NDN环境中各种数据流的传输效率，在响应延迟、网络吞吐率、丢包率方面性能都较好。

相应于上述方法实施例，本发明实施例提供了一种数据传输装置，参见图10，图10为本发明实施例的数据传输装置的结构图，包括：

数据包查询模块1001，用于针对与用户相邻的路由节点，在接收到用户发送的兴趣包后，检查本地内容存储器中是否存在与兴趣包的内容名称对应的数据包；

数据包发送模块1002，用于如果数据包查询模块的查询结果为是时，将数据包发送至用户；

PIT查询模块1003，用于如果数据包查询模块的查询结果为否时，查询本地PIT中是否包含兴趣包的内容名称；

PIT增加模块1004，用于在PIT查询模块的查询结果为是时，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口；

转发信息表查询模块1005，用于在PIT查询模块的查询结果为否时，查询转发信息表中是否存在与兴趣包的内容名称匹配的转发接口；

循环模块1006，用于在转发信息表查询模块的查询结果为是时，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口，根据兴趣包的优先级，将兴趣包通过转发接口转发到下一路由节点，返回数据包查询模块中检查本地内容存储器中是否存在与兴趣包的内容名称对应的数据包的步骤，直至确定内容存储器上存在数据包的目标路由节点，使目标路由节点按照与兴趣包到来路径相反的路径将数据包发送至用户。

本发明实施例的数据传输装置，在接收到用户发送的兴趣包后，检查本地内容存储器中是否存在与兴趣包的内容名称对应的数据包；每个路由节点本地存储的待定请求表PIT中，预先根据各兴趣包的内容名称对应的请求类型，添加了各请求类型对应的服务类型，同一服务类型的兴趣包的优先级相同；如果存在数据包，将数据包发送至用户；如果不存在数据包，查询本地PIT中是否包含兴趣包的内容名称；如果包含内容名称，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口；如果不包含内容名称，查询转发信息表中是否存在与兴趣包的内容名称匹配的转发接口；如果存在转发接口，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口，根据兴趣包的优先级，将兴趣包通过转发接口转发到下一路由节点，返回检查本地内容存储器中是否存在与兴趣包的内容名称对应的数据包的步骤，直至确定内容存储器上存在数据包的目标路由节点，使目标路由节点按照与兴趣包到来路径相反的路径将数据包发送至用户。本发明根据NDN的特点，基于兴趣包的内容名称对应的请求类型，在PIT中添加对应的服务类型，对各服务类型的优先级进行排序，同一服务类型的兴趣包的优先级相同。即可以根据兴趣包的内容名称中的请求类型区分不同的服务类型，简化了区分服务的处理过程。根据不同优先级对数据流进行处理，保证不同数据流的服务质量，提高了网络性能及系统稳定性。

可选的，本发明实施例的数据传输装置，还包括：

流量聚合模块，用于若服务类型的种类为预设数量，将所有路由节点中相同服务类型的兴趣包和数据包进行流量聚合，得到预设数量个数据流；

模型建立模块，用于根据Lotka-Volterra模型以及预设数量个数据流，建立无线命名数据网络NDN的多优先级仿生竞争模型：

则

数据流速率公式确定模块，用于若各数据流自身的增长速率均为r，各数据流内部的竞争系数均为β，各数据流的最大可用带宽均为N，根据多优先级仿生竞争模型，得到数据流速率公式：

其中，

竞争系数计算模块，用于根据数据流速率公式、各数据流的预设最佳带宽分配比以及预设带宽利用率阈值，通过粒子群优化算法，计算各竞争系数和带宽利用率。

可选的，循环模块，包括：

反向发送子模块，用于针对兴趣包到来路径中的每个路由节点，在接收到数据包后，根据数据包的内容名称在本地PIT中查询数据包的内容名称对应的所有源端口，根据数据包的优先级，将数据包发送至所有源端口；将PIT中数据包的内容名称对应的所有源端口删除，将数据包存储至本地内容存储器上。

可选的，竞争系数计算模块，包括：

初始化子模块，用于对各竞争系数进行初始化，得到各竞争系数的初始值；

速率计算子模块，用于根据各竞争系数的值和数据流速率公式，计算各数据流的速率，使各数据流的带宽分配比为预设最佳带宽分配比；

带宽利用率子模块，用于根据各数据流的速率，计算各数据流的总带宽以及带宽利用率；

更新模块，用于在得到的带宽利用率小于预设带宽利用率阈值时，对各竞争系数的值进行更新，返回速率计算子模块，直至得到的带宽利用率不小于预设带宽利用率阈值。

本发明实施例还提供了一种电子设备，参见图11，图11为本发明实施例的电子设备的结构图，包括：处理器1101、通信接口1102、存储器1103和通信总线1104，其中，处理器1101、通信接口1102、存储器1103通过通信总线1104完成相互间的通信；

存储器1103，用于存放计算机程序；

处理器1101，用于执行存储器1103上所存放的程序时，实现上述任一数据传输方法的步骤。

需要说明的是，上述电子设备提到的通信总线1104可以是PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线1104可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图11中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口1102用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器1103可以包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器1101可以是通用处理器，包括：CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(Digital SignalProcessing，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本发明实施例的电子设备中，处理器通过执行存储器上所存放的程序，在接收到用户发送的兴趣包后，检查本地内容存储器中是否存在与兴趣包的内容名称对应的数据包；每个路由节点本地存储的待定请求表PIT中，预先根据各兴趣包的内容名称对应的请求类型，添加了各请求类型对应的服务类型，同一服务类型的兴趣包的优先级相同；如果存在数据包，将数据包发送至用户；如果不存在数据包，查询本地PIT中是否包含兴趣包的内容名称；如果包含内容名称，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口；如果不包含内容名称，查询转发信息表中是否存在与兴趣包的内容名称匹配的转发接口；如果存在转发接口，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口，根据兴趣包的优先级，将兴趣包通过转发接口转发到下一路由节点，返回检查本地内容存储器中是否存在与兴趣包的内容名称对应的数据包的步骤，直至确定内容存储器上存在数据包的目标路由节点，使目标路由节点按照与兴趣包到来路径相反的路径将数据包发送至用户。本发明根据NDN的特点，基于兴趣包的内容名称对应的请求类型，在PIT中添加对应的服务类型，对各服务类型的优先级进行排序，同一服务类型的兴趣包的优先级相同。即可以根据兴趣包的内容名称中的请求类型区分不同的服务类型，简化了区分服务的处理过程。根据不同优先级对数据流进行处理，保证不同数据流的服务质量，提高了网络性能及系统稳定性。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述任一数据传输方法的步骤。

本发明实施例的计算机可读存储介质中存储的指令在计算机上运行时，在接收到用户发送的兴趣包后，检查本地内容存储器中是否存在与兴趣包的内容名称对应的数据包；每个路由节点本地存储的待定请求表PIT中，预先根据各兴趣包的内容名称对应的请求类型，添加了各请求类型对应的服务类型，同一服务类型的兴趣包的优先级相同；如果存在数据包，将数据包发送至用户；如果不存在数据包，查询本地PIT中是否包含兴趣包的内容名称；如果包含内容名称，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口；如果不包含内容名称，查询转发信息表中是否存在与兴趣包的内容名称匹配的转发接口；如果存在转发接口，在PIT中增加兴趣包的内容名称对应的服务类型和兴趣包的源端口，根据兴趣包的优先级，将兴趣包通过转发接口转发到下一路由节点，返回检查本地内容存储器中是否存在与兴趣包的内容名称对应的数据包的步骤，直至确定内容存储器上存在数据包的目标路由节点，使目标路由节点按照与兴趣包到来路径相反的路径将数据包发送至用户。本发明根据NDN的特点，基于兴趣包的内容名称对应的请求类型，在PIT中添加对应的服务类型，对各服务类型的优先级进行排序，同一服务类型的兴趣包的优先级相同。即可以根据兴趣包的内容名称中的请求类型区分不同的服务类型，简化了区分服务的处理过程。根据不同优先级对数据流进行处理，保证不同数据流的服务质量，提高了网络性能及系统稳定性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备及可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：

如果存在所述转发接口，在所述PIT中增加所述兴趣包的内容名称对应的服务类型和所述兴趣包的源端口，根据所述兴趣包的优先级，将所述兴趣包通过所述转发接口转发到下一路由节点，返回所述检查本地内容存储器中是否存在与所述兴趣包的内容名称对应的数据包的步骤，直至确定内容存储器上存在所述数据包的目标路由节点，使所述目标路由节点按照与所述兴趣包到来路径相反的路径将所述数据包发送至所述用户；

其中，d表示求解x_i(t)对t的微分，x_i(t)表示数据流i在时刻t的发送速率，x_j(t)表示数据流j在时刻t的发送速率，x_i(0)表示数据流i在初始时刻0的发送速率，且x_i(t)≥0,x_j(t)≥0，n表示数据流的个数，i和j为不大于n的整数，r_i表示数据流i自身的增长速率，n与优先级的个数相同，且每个数据流对应相同的优先级，a_ij表示数据流j对数据流i的竞争系数，N_i表示数据流i的最大可用带宽，β_i表示数据流i内部的竞争系数；

则

其中，

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述使所述目标路由节点按照与所述兴趣包到来路径相反的路径将所述数据包发送至所述用户，包括：

3.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述数据流速率公式、各数据流的预设最佳带宽分配比以及预设带宽利用率阈值，通过粒子群优化算法，计算各模型参数和带宽利用率，包括：

对各竞争系数进行初始化，得到所述各竞争系数的初始值；

4.一种数据传输装置，其特征在于，所述装置包括：

循环模块，用于在所述转发信息表查询模块的查询结果为是时，在所述PIT中增加所述兴趣包的内容名称对应的服务类型和所述兴趣包的源端口，根据所述兴趣包的优先级，将所述兴趣包通过所述转发接口转发到下一路由节点，返回所述数据包查询模块中检查本地内容存储器中是否存在与所述兴趣包的内容名称对应的数据包的步骤，直至确定内容存储器上存在所述数据包的目标路由节点，使所述目标路由节点按照与所述兴趣包到来路径相反的路径将所述数据包发送至所述用户；

则

其中，

5.根据权利要求4所述的数据传输装置，其特征在于，所述循环模块，包括：

6.根据权利要求4所述的数据传输装置，其特征在于，所述竞争系数计算模块，包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1～3任一所述的数据传输方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1～3任一所述的数据传输方法的步骤。