CN111049754A

CN111049754A - 数据通信方法、装置、设备和计算机可读存储介质

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Publication number: CN111049754A
Application number: CN201911312935.2A
Authority: CN
Inventors: 王业通
Original assignee: Shanghai Zhongyuan Network Co ltd
Current assignee: Shanghai Zhongyuan Network Co ltd
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2039-12-18
Also published as: CN111049754B

Abstract

本发明实施例提供了一种数据通信方法、装置、设备和计算机可读存储介质。该方法包括：在与客户端建立通信连接的过程中，向所述客户端发送接收窗口尺寸为零的信息；在与所述客户端建立通信连接之后，与真实服务器建立通信连接；向所述客户端发送接收窗口尺寸不为零的信息，使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信。本发明实施例的DPVS服务器由于在与真实服务器建立真实的通信连接之前，向客户端发送的接收窗口尺寸为零，这样，客户端不会向真实服务器发送信息，所以即便在连接建立请求并发量大的情况下，DPVS服务器也不会缓存大量来自客户端的数据包，避免出现DPVS服务器资源不足的情况，更不会出现DPVS服务器无法服务的问题。

Description

数据通信方法、装置、设备和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种数据通信方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

随着互联网的快速发展和业务量的不断提高，基于网络的数据访问流量迅速增长，特别是对数据中心、大型企业以及门户网站等的访问流量甚至达到了10Gb/s的级别。相对于网络技术的发展，网络带宽和应用服务的增长远远高于服务器处理速度和内存访问速度的增长，而且在网络带宽增长的同时用户数量也在不断增长，这造成服务器的资源消耗严重，使得服务器成为了网络瓶颈，也往往成为网络故障点。因此，组建服务器集群，利用负载均衡技术在服务器集群间进行业务均衡成为解决这些问题的主要方案。

目前，为了提高负载均衡性能，很多新技术被应用在了负载均衡上。例如：利用高性能的DPVS(Data Plane Development Kit-Linux Virtual Server，数据平面开发套件-Linux虚拟服务器)负载均衡器来替代现有的LVS(Linux Virtual Server，Linux虚拟服务器)。DPVS是一套使用DPDK套件实现的高性能四层负载均衡器。通过避免中断、无锁化、CPU(Central Processing Unit，中央处理器)亲和、大页内存等技术，提高数据处理性能和吞吐量，提高数据平面应用程序的工作效率。但是，在面临DDOS(Distributed denial ofservice attack，分布式拒绝服务攻击)攻击等连接建立请求并发量较大的场景时，由于DPVS服务器需要根据每个连接建立请求与客户端进行数据通信，这样将会在DPVS服务器缓存大量的数据包，导致DPVS服务器资源不足，甚至会出现DPVS服务器出现无法服务的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种数据通信方法、装置、设备和计算机可读存储介质，以解决连接建立请求并发量较大时，DPVS服务器将会缓存大量数据包，导致DPVS服务器资源不足的问题。具体技术方案如下：

在本发明实施的第一个方面，提供了一种数据通信方法，在数据平面开发套件虚拟服务器DPVS执行，包括：在与客户端建立通信连接的过程中，向所述客户端发送接收窗口尺寸为零的信息；在与所述客户端建立通信连接之后，与真实服务器建立通信连接；向所述客户端发送接收窗口尺寸不为零的信息，使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信。

其中，所述在与客户端建立通信连接的过程中，向所述客户端发送接收窗口尺寸为零的信息，包括：拦截客户端向真实服务器发送的连接建立请求；根据所述连接建立请求，向所述客户端返回连接应答消息；在所述连接应答消息中携带接收窗口尺寸为零的信息；在接收到所述客户端返回的连接确认消息之后，完成与所述客户端的通信连接的建立。

其中，所述使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信，包括：在接收到所述真实服务器向所述客户端发送的数据包时，将所述数据包中的序列号调整成与向所述客户端返回的连接应答消息中的初始序列号一致；将已经调整序列号的所述数据表向所述客户端发送。

其中，所述与真实服务器建立通信连接，包括：向所述真实服务器发送连接建立请求；接收所述真实服务器返回的连接应答消息；向所述真实服务器发送确认消息，完成与所述真实服务器的通信连接的建立；所述向所述客户端发送接收窗口尺寸不为零的信息，包括：向所述客户端发送所述真实服务器的接收窗口尺寸的信息。

其中，所述向所述客户端发送所述真实服务器的接收窗口尺寸的信息，包括：在所述真实服务器返回的连接应答消息中，提取所述真实服务器的接收窗口尺寸；生成窗口更新消息；其中，在所述窗口更新消息中携带所述真实服务器的接收窗口尺寸；将所述窗口更新消息发送给所述客户端。

其中，所述向所述客户端发送所述真实服务器的接收窗口尺寸的信息，包括：在所述真实服务器返回的连接应答消息中仅保留所述真实服务器的接收窗口尺寸，并将仅保留所述真实服务器的接收窗口尺寸的连接应答消息透传给所述客户端。

其中，所述使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信，包括：在接收到所述客户端向所述真实服务器发送的数据包时，将所述数据包中的确认号调整成与所述真实服务器返回的连接应答消息中的初始序列号一致；将已经调整确认号的所述数据包向所述真实服务器发送。

在本发明实施的第二个方面，还提供了一种数据通信装置，设置在数据平面开发套件虚拟服务器DPVS，包括：发送模块，用于在与客户端建立通信连接的过程中，向所述客户端发送接收窗口尺寸为零的信息；连接模块，用于在与所述客户端建立通信连接之后，与真实服务器建立通信连接；通信模块，用于向所述客户端发送接收窗口尺寸不为零的信息，使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信。

本发明实施例的第三个方面，还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，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述的方法步骤。

在本发明实施的第四个方面，还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中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的方法步骤。

在本发明实施的第五个方面，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的方法步骤。

本发明实施例提供的数据通信方法、装置、设备和计算机可读存储介质，在DPVS服务器未与真实服务器建立通信连接之前，向客户端返回接收窗口尺寸为零的信息，使得客户端不会向真实服务器发送信息，在DPVS服务器与真实服务器建立通信连接之后，向客户端发送接收窗口尺寸为非零的信息，使得客户端和真实服务器可以通过DPVS服务器进行正常的通信。由于在与真实服务器建立真实的通信连接之前，DPVS服务器向客户端发送的接收窗口尺寸为零，这样，客户端不会向真实服务器发送信息，所以即便在连接建立请求并发量大的情况下，DPVS服务器也不会缓存大量来自客户端的数据包，避免出现DPVS服务器资源不足的情况，更不会出现DPVS服务器无法服务的问题。

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。

图1为根据本发明一实施例的数据通信方法的流程图；

图2为根据本发明一实施例的数据通信方法的示意图；

图3为根据本发明一实施例的数据通信装置的结构图；

图4为根据本发明一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描述。

本发明实施例提供了一种数据通信方法。本发明实施例的执行主体为DPVS服务器。DPVS服务器可以是负载均衡器。

在本发明实施例中，DPVS服务器分别与客户端和真实服务器建立通信连接，使得客户端和真实服务器通过DPVS服务器进行数据通信。当DPVS服务器接收到来自客户端的数据包时，将数据包发送给真实服务器。当DPVS服务器接收到来自真实服务器的数据包时，将数据包发送给对应的客户端。

图1为根据本发明一实施例的数据通信方法的流程图。图2为根据本发明一实施例的数据通信方法的示意图。

步骤S110，在与客户端建立通信连接的过程中，向所述客户端发送接收窗口尺寸为零的信息。

接收窗口尺寸为零，用于表示真实服务器尚且不具备接收信息的能力。接收窗口尺寸为零的信息可以是ACK(Acknowledge character，确认字符)报文。

拦截客户端向真实服务器发送的连接建立请求；根据所述连接建立请求，向所述客户端返回连接应答消息；在所述连接应答消息中携带接收窗口尺寸为零的信息；在接收到所述客户端返回的连接确认消息之后，完成与所述客户端的通信连接的建立。

连接建立请求，用于请求与真实服务器建立通信连接。该连接建立请求可以是客户端向真实服务器发送的SYN(Synchronize Sequence Numbers，同步序列编号)报文。

连接应答消息，用于应答连接建立请求的消息。该连接应答消息可以是SYN-ACK(Synchronize Sequence Numbers-Acknowledge character，同步序列编号-确认字符)报文。在向客户端返回连接应答消息中，至少包括：初始序列号、接收窗口尺寸。其中，初始序列号Seq＝ISN1，接收窗口尺寸WIN＝0。

连接确认消息，用于确认信息已经成功收到。该连接确认消息可以是ACK报文。

具体而言，DPVS服务器在接收到客户端发送的SYN报文之后，向客户端发送SYN-ACK报文；客户端根据DPVS服务器发送的SYN-ACK报文，向DPVS负载均衡返回的ACK报文；DPVS服务器在接收到客户端根据SYN-ACK报文返回的ACK报文之后，DPVS服务器与客户端完成通信连接的建立。

步骤S120，在与所述客户端建立通信连接之后，与真实服务器建立通信连接。

DPVS服务器与真实服务器建立通信连接的过程，与DPVS服务器与客户端建立通信连接的过程相似。DPVS服务器向所述真实服务器发送连接建立请求；接收所述真实服务器返回的连接应答消息；向所述真实服务器发送确认消息，完成与所述真实服务器的通信连接的建立。

步骤S130，将所述真实服务器的接收窗口尺寸透传给所述客户端，使所述客户端和所述真实服务器基于所述真实服务器的接收窗口尺寸进行通信。

接收窗口尺寸不为零，用于表示真实服务器已经具备接收信息的能力。接收窗口尺寸不为零的信息可以是ACK报文。

在真实服务器返回的连接应答消息中，至少包括：初始序列号和接收窗口尺寸。其中，初始序列号Seq＝ISN2，接收窗口尺寸WIN！＝0(WIN不等于0)。该WIN可以是真实服务器的接收窗口尺寸。

向所述客户端发送接收窗口尺寸不为零的信息，包括：向所述客户端发送所述真实服务器的接收窗口尺寸的信息。

进一步地，向所述客户端发送所述真实服务器的接收窗口尺寸的信息，包括：在所述真实服务器返回的连接应答消息中，提取所述真实服务器的接收窗口尺寸；生成窗口更新消息；其中，在所述窗口更新消息中携带所述真实服务器的接收窗口尺寸；将所述窗口更新消息发送给所述客户端。或者，在所述真实服务器返回的连接应答消息中仅保留所述真实服务器的接收窗口尺寸，并将仅保留所述真实服务器的接收窗口尺寸的连接应答消息透传给所述客户端。

具体而言，在DPVS服务器向客户端返回的连接应答消息中携带的初始序列号ISN1是由DPVS服务器生成的。在真实服务器向DPVS服务器返回的连接应答消息中携带的初始序列号ISN2是由真实服务器生成的。初始序列号ISN1和初始序列号ISN2不同。进一步地，ISN1是由DPVS服务器中的Syn cookie生成的，ISN2是在真实服务器的TCP(TransmissionControl Protocol，传输控制协议)层生成的。

由于客户端会将DPVS服务器发送的连接应答消息记录在建立的通信连接信息中，这样DPVS服务器生成的初始序列号ISN1将被记录在客户端中；而且真实服务器会存储生成的初始序列号ISN2。所以，在使客户端和真实服务器通过DPVS服务器进行通信的过程中，DPVS服务器在透传真实服务器向客户端发送的数据包时，如果携带真实服务器生成的初始序列号ISN2，则透传的数据包将不会被客户端正确接收；DPVS服务器在透传客户端向真实服务器发送的数据包时，如果携带DPVS服务器生成的初始序列号ISN1，则真实服务器将认为客户端是在伪造数据包。

这样，DPVS服务器需要对往来的数据包进行调整：

在接收到所述真实服务器向所述客户端发送的数据包时，将所述数据包中的序列号调整成与向所述客户端返回的连接应答消息中的初始序列号一致；将已经调整序列号的所述数据表向所述客户端发送；

在接收到所述客户端向所述真实服务器发送的数据包时，将所述数据包中的确认号(ACK号)调整成与所述真实服务器返回的连接应答消息中的初始序列化一致；将已经调整确认号的所述数据包向所述真实服务器发送。

在本实施例中，在DPVS服务器未与真实服务器建立通信连接之前，向客户端返回接收窗口尺寸为零的信息，使得客户端不会向真实服务器发送信息。在DPVS服务器与真实服务器建立通信连接之后，向客户端发送接收窗口尺寸为非零的信息，使得客户端和真实服务器可以通过DPVS服务器进行正常的通信。在本实施例中，由于在与真实服务器建立真实的通信连接之前，DPVS服务器向客户端发送的接收窗口尺寸为零，这样，客户端不会向真实服务器发送信息，所以即便在连接建立请求并发量大的情况下，DPVS服务器也不会缓存大量来自客户端的数据包，避免出现DPVS服务器资源不足的情况，更不会出现DPVS服务器无法服务的问题。

本发明实施例还提供了一种数据通信装置。该数据通信装置被设置在DPVS服务器。如图3所示，为根据本发明一实施例的数据通信装置的结构图。

该数据通信装置，包括：发送模块310，连接模块320和通信模块330。

发送模块310，用于在与客户端建立通信连接的过程中，向所述客户端发送接收窗口尺寸为零的信息。

连接模块320，用于在与所述客户端建立通信连接之后，与真实服务器建立通信连接。

通信模块330，用于向所述客户端发送接收窗口尺寸不为零的信息，使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信。

本发明实施例所述的装置的功能已经在上述的方法实施例中进行了描述，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图4所示，包括处理器410、通信接口420、存储器430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。

存储器430，用于存放计算机程序。

处理器410，用于执行存储器430上所存放的程序时，实现如下步骤：在与客户端建立通信连接的过程中，向所述客户端发送接收窗口尺寸为零的信息；在与所述客户端建立通信连接之后，与真实服务器建立通信连接；向所述客户端发送接收窗口尺寸不为零的信息，使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信。

上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图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。

通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，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。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)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。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的数据通信方法。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的数据通信方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

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，对于系统实施例而言，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

1.一种数据通信方法，其特征在于，在数据平面开发套件虚拟服务器DPVS执行，包括：

在与客户端建立通信连接的过程中，向所述客户端发送接收窗口尺寸为零的信息；

在与所述客户端建立通信连接之后，与真实服务器建立通信连接；

向所述客户端发送接收窗口尺寸不为零的信息，使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在与客户端建立通信连接的过程中，向所述客户端发送接收窗口尺寸为零的信息，包括：

拦截客户端向真实服务器发送的连接建立请求；

根据所述连接建立请求，向所述客户端返回连接应答消息；在所述连接应答消息中携带接收窗口尺寸为零的信息；

在接收到所述客户端返回的连接确认消息之后，完成与所述客户端的通信连接的建立。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信，包括：

在接收到所述真实服务器向所述客户端发送的数据包时，将所述数据包中的序列号调整成与向所述客户端返回的连接应答消息中的初始序列号一致；

将已经调整序列号的所述数据表向所述客户端发送。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述与真实服务器建立通信连接，包括：

向所述真实服务器发送连接建立请求；

接收所述真实服务器返回的连接应答消息；

向所述真实服务器发送确认消息，完成与所述真实服务器的通信连接的建立；

所述向所述客户端发送接收窗口尺寸不为零的信息，包括：

向所述客户端发送所述真实服务器的接收窗口尺寸的信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向所述客户端发送所述真实服务器的接收窗口尺寸的信息，包括：

在所述真实服务器返回的连接应答消息中，提取所述真实服务器的接收窗口尺寸；

生成窗口更新消息；其中，在所述窗口更新消息中携带所述真实服务器的接收窗口尺寸；

将所述窗口更新消息发送给所述客户端。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向所述客户端发送所述真实服务器的接收窗口尺寸的信息，包括：

在所述真实服务器返回的连接应答消息中仅保留所述真实服务器的接收窗口尺寸，并将仅保留所述真实服务器的接收窗口尺寸的连接应答消息透传给所述客户端。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信，包括：

在接收到所述客户端向所述真实服务器发送的数据包时，将所述数据包中的确认号调整成与所述真实服务器返回的连接应答消息中的初始序列号一致；

将已经调整确认号的所述数据包向所述真实服务器发送。

8.一种数据通信装置，其特征在于，设置在数据平面开发套件虚拟服务器DPVS，包括：

发送模块，用于在与客户端建立通信连接的过程中，向所述客户端发送接收窗口尺寸为零的信息；

连接模块，用于在与所述客户端建立通信连接之后，与真实服务器建立通信连接；

通信模块，用于向所述客户端发送接收窗口尺寸不为零的信息，使所述客户端和所述真实服务器通过DPVS服务器进行通信。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-7任一所述的方法步骤。

10.一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，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法步骤。