CN111355527B - 数据传输方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种数据传输方法、装置和电子设备。该数据传输方法，包括获得用于向多个卫星端站发送的内容数据，确定与每个所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不能满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站，将所述内容数据以组播的方式按照第一传输协议发送到所述第一端站，以及将所述内容数据以单播的方式按照第二传输协议发送到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。从而可自适应地选择适合的传输方式，有效地节省了带宽资源，一定程度上改善了接收到的内容数据的质量。

Description

数据传输方法、装置及电子设备

技术领域

本公开涉及通信技术领域，具体涉及一种数据传输方法、装置及电子设备。

背景技术

基于卫星链路的分发网络，最大的优势就是可以利用卫星广播链路覆盖范围广的特点，有效的实现跨区域内容分发。然而，卫星通信同时又存在着低带宽、低可靠和高成本的问题。因此，如何节省在保证数据传输质量的同时节省带宽资源成为一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种数据传输方法、装置及电子设备。

第一方面，本公开实施例中提供了一种数据传输方法，包括获得用于向多个卫星端站发送的内容数据，确定与每个所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不能满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站，将所述内容数据以组播的方式按照第一传输协议发送到所述第一端站，以及将所述内容数据以单播的方式按照第二传输协议发送到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

可选地，所述确定与每个所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件包括，向每个所述卫星端站发送探寻信号，接收所述探寻信号的反馈信号，以及基于所述反馈信号，确定传输的丢包率和/或时延是否满足阈值要求，以确定与所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件。

可选地，所述将所述内容数据以组播的方式按照第一传输协议发送到所述第一端站包括，基于所述第一端站的地址建立用于转发所述内容数据的组播组，并确定组播组地址，将所述组播组地址发送到内容服务节点，以及响应于接收到目的地址为组播组地址的内容数据，基于所述组播组中的地址按照第一传输协议转发所述内容数据到多个所述第一端站。

可选地，所述基于所述组播组中的地址按照第一传输协议转发所述内容数据到多个所述第一端站包括，基于所述多个第一端站所在的地理位置是否可被同一卫星波束覆盖，以组播组地址为目的地址，按照波束将所述内容数据上传到卫星，通过卫星分发到所述多个第一端站。

可选地，所述基于所述第一端站的地址建立用于转发所述内容数据的组播组，并确定组播组地址包括，至少为每个所述第一端站分配组播地址，并确定组播组地址，向每个所述第一端站发送所分配的组播地址以及所述组播组地址，以便每个所述第一端站保存所述组播地址和组播组地址，以及基于每个所述第一端站的组播地址建立组播组。

可选地，所述方法还包括，响应于接收到取消组播组的消息，将所述取消组播组的消息转发到作为组播成员的多个卫星端站，并删除组播组的数据。

第二方面，本公开实施例中提供了一种数据传输方法，包括获得内容数据，确定用于接收所述内容数据的多个卫星端站，发送所述多个卫星端站的识别信息以及所述内容数据的识别信息到卫星主站，响应于接收到来自所述卫星主站的可靠性验证结果和组播组地址，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站，以组播组地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站将所述内容数据按照第一传输协议转发到所述第一端站，以及/或者，以所述第二端站的地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站以单播的方式按照第二传输协议将所述内容数据转发到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

可选地，所述方法还包括，将所述第二端站加入到等待队列，响应于所述等待队列中的一个卫星端站按照所述第一传输协议发生访问，按照所述第一传输协议向所述卫星端站发送所述内容数据并将其移出所述等待队列。

可选地，所述方法还包括定期将所述等待队列中的卫星端站的识别信息发送到卫星主站，以便对所述卫星端站进行可靠性验证，响应于接收到可靠性验证结果，向满足预定条件的卫星端站以组播的方式发送所述内容数据。

可选地，所述方法还包括将所述不满足预定条件的卫星端站从等待队列移动到就绪队列，以便响应推荐算法重新确定是否仍然需要向所述不满足预定条件的卫星端站发送所述内容数据，若不再需要向所述不满足预定条件的卫星端站发送所述内容数据，则将所述不满足预定条件的卫星端站从所述就绪队列中移除。

可选地，所述方法还包括在所述内容数据发送完成后，删除组播组地址，并向所述卫星主站发送取消组播组的消息。

第三方面，本公开实施例中提供了一种数据传输装置，包括第一获得模块、第一确定模块、第一传输模块以及第二传输模块。第一获得模块，被配置为获得用于向多个卫星端站发送的内容数据。第一确定模块，被配置为确定与每个所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不能满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站。第一传输模块，被配置为将所述内容数据以组播的方式按照第一传输协议发送到所述第一端站。第二传输模块，被配置为将所述内容数据以单播的方式按照第二传输协议发送到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

第四方面，本公开实施例中提供了一种数据传输装置，包括第二获得模块、第二确定模块、发送模块、第三确定模块、第三传输模块。第二获得模块，被配置为获得内容数据。第二确定模块，被配置为确定用于接收所述内容数据的多个卫星端站。发送模块，被配置为发送所述多个卫星端站的识别信息以及所述内容数据的识别信息到卫星主站。第三确定模块，被配置为响应于接收到来自所述卫星主站的可靠性验证结果和组播组地址，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站。第三传输模块，被配置为以组播组地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站将所述内容数据按照第一传输协议转发到所述第一端站。

可选地，该数据传输装置还可以包括第四传输模块，被配置为以所述第二端站的地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站以单播的方式按照第二传输协议将所述内容数据转发到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

第五方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如上所述的方法。

第六方面，本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。

第七方面，本公开实施例提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示出了根据本公开实施例的应用场景的示意图；

图2示出根据本公开实施例的数据传输方法的流程图；

图3示出根据本公开另一实施例的数据传输方法的流程图；

图4示出根据本公开的实施例的数据传输方法的时序图；

图5示出根据本公开的实施例的数据传输装置的结构框图；

图6示出根据本公开的另一实施例的数据传输装置的结构框图；

图7示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图；

图8示出适于实现根据本公开实施例的数据传输方法的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在本公开中，应理解，诸如“包括”、“包含”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

在5G地星网络中，每个地面移动网络的5G基站核心网用户侧都会部署有边缘计算(MEC)平台，后端接入卫星地面站，然后使用卫星链路接入网络。MEC平台主要承担缓存和计算的功能，其中大规模边缘缓存可以大大提高用户侧的响应速率，尤其是对于高带宽低时延的用户应用，比如视频服务。然而，想要拥有高效内容分发的能力，边缘节点必须能够实现大规模有效缓存预热，即后端(公网)服务节点的智能过滤和提前推送。基于卫星链路的分发网络，最大的优势就是可以利用卫星广播链路覆盖范围广的特点，有效的实现跨区域组播分发。

在这种场景下，传统组播协议的设计思想配合卫星链路的广播特性能够有效实现高带宽利用率的分发网络。然而，一方面卫星的高时延低可靠以及非对称的链路特点使得传统有线网络的组播协议无法有效的匹配地星网络，另一方面修改卫星底层的链路控制协议和传输控制协议实现可靠单信道多播分发的开发成本较高且降低了卫星网络协议栈对横向业务扩展能力。在高带宽低可靠性需求的业务场景下，如何仅仅对服务提供端和卫星网关应用层的协议设计，而无需大规模改动底层协议栈以实现一定程度的可靠内容推送成为本发明的着眼点。

为了解决上述问题，本发明考虑设计一种基于服务端根据卫星用户站链路状况自适应选择分发的单工组播机制，一方面既保证了视频分发网络在基于卫星链路的情况下能够高效运行，又成功利用卫星组播一次分发多次接受的带宽友好特性释放了稀缺的带宽资源。

图1示出了根据本公开实施例的应用场景的示意图。可以理解，图1所示应用场景仅为了说明本公开的概念和原理，而并非意味着本公开仅适用于这样的应用场景。

如图1所示，基于卫星网络的数据分发系统100可以包括内容服务节点101、虚拟专用网(或者隧道网络)102、卫星主站103、卫星104、卫星端站(例如105A、105B、105C)、基站(例如106A、106B、106C)以及边缘服务器(即MEC服务器，例如107A、107B、107C)。

基站为5G终端用户提供移动接入服务，基站通过卫星端站，卫星104，卫星主站103连接到虚拟专用网102，从而获取保存在内容服务节点101中的内容数据。MEC服务器提供边缘缓存功能，同时也具备网关代理功能，通过缓存推送将远程高带宽服务请求下沉到基站侧，大大缩减服务距离和服务响应时延。基站回传接入卫星端站，以卫星链路为入网链路。整个5G卫星内容分发网络通过主站聚集在一个IP化的局域网中，突破了由于地理距离造成的网络共享问题。

内容分发从最末端的内容分发服务器开始，经过智能过滤、自适应组播协议对接、可靠链路过滤、组播转发、等待队列更新、就绪队列更新等最后完成自适应分发，整个过程形成闭环结构。

应该理解，图1中的卫星端站、基站、边缘服务器、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的卫星端站、基站、边缘服务器、网络和服务器。

需要说明的是，本公开实施例如下文图2所描述的数据传输方法一般可以由卫星主站103执行。相应地，本公开实施例如下文图5所描述的视频数据传输装置也可以设置于卫星主站103中。

本公开实施例如下文图3所描述的数据传输方法一般可以由内容服务节点101执行，或者也可以由不同于内容服务节点101且能够与卫星主站103通信的服务器或服务器集群执行。相应地，本公开实施例如下文图6所描述的数据传输装置也可以设置于内容服务节点101中，或设置于不同于内容服务节点101且能够与卫星主站103通信的服务器或服务器集群中。

图2示出根据本公开实施例的数据传输方法的流程图。

如图2所示，该方法包括操作S210-S240。

在操作S210，获得用于向多个卫星端站发送的内容数据。例如，卫星主站可以接收来自内容服务节点的内容数据，以便向多个卫星端站转发该内容数据。其中，除获得内容数据外，还获得该内容数据的目的地址，即多个卫星端站的地址信息。

在操作S220，确定与每个所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不能满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站。

根据本公开实施例，卫星主站可以通过卫星链路向多个卫星端站发送探寻信号，在接收到该些探寻信号的反馈信号时，可以确定与不同卫星端站之间的通信链路的可靠性情况。可以根据预定条件进行判断，例如可以基于丢包率和时延的阈值判断与每个卫星端站之间的通信链路是否满足预定条件。若根据预定条件判断与某一卫星端站之间的通信链路的可靠性较好，则将其确定为第一端站，否则为第二端站。

即，所述确定与每个所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件包括，向每个所述卫星端站发送探寻信号，接收所述探寻信号的反馈信号，以及基于所述反馈信号，确定传输的丢包率和/或时延是否满足阈值要求，以确定与所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件。

在操作S230，将所述内容数据以组播的方式按照第一传输协议发送到所述第一端站。

根据本公开实施例，该第一传输协议例如可以是不具有验证机制的低可靠性传输协议，例如用户数据报协议(UDP)。由于通信链路的质量较好，第一传输协议已经完全可以满足用户对内容数据的质量要求，采用这种方式可以极大地节省卫星链路资源。

在操作S240，将所述内容数据以单播的方式按照第二传输协议发送到所述第二端站。其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

根据本公开实施例，该第二传输协议例如可以是具有验证机制的高可靠性传输协议，例如传输控制协议(TCP)。由于到第二端站的通信链路的质量不佳，因此，对于第二端站可以采用第二传输协议以保证内容数据的传输质量。

本公开实施例的方法通过通信链路质量自适应的方式，在保证内容数据传输质量的同时节省带宽资源。

根据本公开实施例，所述将所述内容数据以组播的方式按照第一传输协议发送到所述第一端站包括，基于所述第一端站的地址建立用于转发所述内容数据的组播组，并确定组播组地址，将所述组播组地址发送到内容服务节点，以及响应于接收到目的地址为组播组地址的内容数据，基于所述组播组中的地址按照第一传输协议转发所述内容数据到多个所述第一端站。

根据本公开实施例，建立的组播组包括多个第一端站的地址，以及内容数据的识别信息，例如内容数据的URL。可以将以上组播组的信息通知内容服务节点，以便该内容服务节点可以通过组播组的方式将内容数据发送到多个第一端站。在接收到来自内容服务节点的目的地址为该组播组地址的内容数据时，可以查询该组播组的信息，确定组播组的成员的IP地址，从而通过卫星向多个第一端站转发该内容数据。此时转发的目的地址仍然为组播组地址，因此可以实现在卫星链路中传送尽量少的次数，节省带宽资源。

根据本公开实施例，所述基于所述组播组中的地址按照第一传输协议转发所述内容数据到多个所述第一端站包括，基于所述多个第一端站所在的地理位置是否可被同一卫星波束覆盖，以组播组地址为目的地址，按照波束将所述内容数据上传到卫星，通过卫星分发到所述多个第一端站。

例如，对于多个第一端站X、Y、Z，卫星主站在转发组播数据时可以确定组播成员X、Y、Z是否可以被同一卫星波束覆盖，若可以覆盖，则通知卫星选择一个波束一次传输到X、Y、Z三个第一端站。若其中X、Y可被同一波束覆盖，而Z只能通过另一波束传输，则可以向卫星转发两次，每次选定不同的波束进行传输。

根据本公开实施例，所述基于所述第一端站的地址建立用于转发所述内容数据的组播组，并确定组播组地址包括，至少为每个所述第一端站分配组播地址，并确定组播组地址，向每个所述第一端站发送所分配的组播地址以及所述组播组地址，以便每个所述第一端站保存所述组播地址和组播组地址，以及基于每个所述第一端站的组播地址建立组播组。根据实际情况的需要，本文中所描述卫星端站的地址均可以是原始的IP地址，也可以是在建立组播组重新分配的组播IP地址。例如在某些规范中，要求组播过程中必须使用特定网段的组播地址，而不能使用普通的IP地址。

根据本公开实施例，所述方法还可以包括，响应于接收到取消组播组的消息，将所述取消组播组的消息转发到作为组播成员的多个卫星端站，并删除组播组的数据。根据本公开实施例，卫星主站可以接收来自内容服务节点的取消组播组的消息，从而可以删除保存在卫星主站的组播组的信息，包括组播成员的IP地址、组播组地址、内容数据URL等。卫星主站还可以将该消息转发到作为组播成员的多个卫星端站，以便该些卫星端站结束组播等待状态，删除组播组地址，组播IP地址等组播数据，以便接受新的数据。

图3示出根据本公开另一实施例的数据传输方法的流程图。

如图3所示，该方法可以包括操作S310～S360。

在操作S310，获得内容数据。

在操作S320，确定用于接收所述内容数据的多个卫星端站。例如，内容服务节点可以基于智能推荐算法确定需要将该内容数据推送到哪些卫星端站上，可以选用各种智能推荐的算法，只要能够确定被推送的卫星端站即可。

在操作S330，发送所述多个卫星端站的识别信息以及所述内容数据的识别信息到卫星主站。

根据本公开实施例，卫星端站的识别信息例如可以是卫星端站的IP地址，内容数据的识别信息例如可以内容数据的URL。内容服务节点可以将其打包成IP组包发送给卫星主站。卫星主站在接收到IP组包后可以对指定的多个卫星端站进行探寻，得到可靠性验证结果。

在操作S340，响应于接收到来自所述卫星主站的可靠性验证结果和组播组地址，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站。

在操作S350，以组播组地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站将所述内容数据按照第一传输协议转发到所述第一端站。

在操作S360，以所述第二端站的地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站以单播的方式按照第二传输协议将所述内容数据转发到所述第二端站。其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

本公开实施例的方法通过通信链路质量自适应的方式，在保证内容数据传输质量的同时节省带宽资源。

根据本公开实施例，内容服务节点对于每个转发中的内容数据可以维护三个队列：等待队列、就绪队列和转发队列。对于具有可靠的通信链路的第一端站，可以将其加入就绪队列，就绪队列中的IP地址会定期转入转发队列进行转发。对于不具有可靠的通信链路的第二端站，可以将其加入等待队列。

根据本公开实施例，该方法还可以包括，将所述第二端站加入到等待队列，响应于所述等待队列中的一个卫星端站按照第一传输协议发生访问，按照所述第一传输协议向所述卫星端站发送所述内容数据并将其移出所述等待队列。

例如，在内容A的转发过程中，若已探寻得知与卫星端站X、Y、Z的通信链路的可靠性较好，则应当将内容A通过第一通信协议转发到X、Y、Z。若此时在内容B的等待队列中有卫星端站Y的IP地址，则将Y从内容B的等待队列移动到就绪队列或转发队列进行转发。

根据本公开实施例，所述方法还可以包括定期将所述等待队列中的卫星端站的识别信息发送到卫星主站，以便对所述卫星端站进行可靠性验证，响应于接收到可靠性验证结果，向满足预定条件的卫星端站以组播的方式发送所述内容数据。根据本公开实施例，对于长期处于等待队列中的卫星端站，可以集中探寻，若能够满足前述预定条件，则以第一通信协议转发，若仍然不能满足前述预定条件，则以第二通信协议转发，清理积压任务。

根据本公开实施例，所述方法还可以包括将所述不满足预定条件的卫星端站从等待队列移动到就绪队列，以便响应推荐算法重新确定是否仍然需要向所述不满足预定条件的卫星端站发送所述内容数据，若不再需要向所述不满足预定条件的卫星端站发送所述内容数据，则将所述不满足预定条件的卫星端站从所述就绪队列中移除。本公开的方法可以对未发送再次筛查，将没有必要发送的任务及时删除，避免浪费卫星链路资源。

根据本公开实施例，所述方法还可以包括在所述内容数据发送完成后，删除组播组地址，并向所述卫星主站发送取消组播组的消息。通过删除组播组并通知卫星主站取消组播组，可以结束卫星主站和卫星端站的组播等待状态，以便发送后续的其他内容数据。

图4示出根据本公开的实施例的数据传输方法的时序图。

如图4所示，该方法可以包括如下步骤1～步骤12。

步骤1：内容服务节点接收到服务提供商生成的内容数据，由主线程使用相关智能推荐技术进行智能推荐，其结果将每一个内容数据绑定多个卫星端站，获取IP组添加至转发队列，为接下来的内容组播分发做准备。

步骤2：内容服务节点的转发进程检测到有IP到来，接着通过自定义的基于TCP的应用层组播协商机制，将组播节点的地址信息打包为IP组包，发送给卫星主站，等待回复。

步骤3：卫星网关通过基于TCP的可靠传输协议解析组包，对于包中的每一个用户站(即卫星端站)的地址，进行探寻，并将生成的组播组IP和相应组播成员IP发送给各个卫星端站，等待回复。

步骤4：卫星端站回复消息。

步骤5：卫星主站根据数据探寻的丢包率或者端到端时延进行可靠性判断，将拥有相对稳定链路和低丢包率(可以通过设定阈值确定)的卫星端站地址保存下来，并将其加入到组播组中(这一步为被动加入，即每一个可靠的卫星端站被动的被卫星主站分配一个组播IP)，将生成的组播组IP和拥有可靠链路的终端IP地址打包回传给内容服务节点。

步骤6：内容服务节点检查回传信息，对于包含在其中的IP地址，进入步骤7，对于没有包含的地址，我们将其存入等待队列，并关联内容ID(一般为URL)，经过一定时间后重新进入步骤2。

在步骤6中，链路状态不佳的卫星终端地址暂时放进等待队列中，等待队列可以使用双向链表进行构建，链表的节点维护一个地址值和一个内容URL数组，并使用hashmap保存相应地址对应的迭代器。通过采用双向链表和hashmap配合，可以快速从等待队列中找到某一个值，在有新的内容数据到来，且已探寻某一卫星端站的卫星链路的可靠性满足条件，则可以直接从该等待队列中调取该值进行转发。使用一定的过期策略对等待队列中的数据进行过期处理，并将最近访问到的IP(例如最近经过探寻卫星链路的可靠性满足条件的某一卫星端站的)从链表中弹出加入相应的就绪队列(每一个没有完全分发的内容都会维护一个就绪队列，该就绪队列定期向转发队列推送一次)。如果一部分地址长期存在于链表的表头处(也就是长期未被访问，例如前5个)，进行第二次集中探寻，如果探寻结果显示还是链路状态不佳，则将该地址标记为忙，在该地址上的传输采用TCP单播的方式分发内容。这样就能保证大部分的内容能够被高效推送，且有效的适应了链路状况。

步骤7：根据组播IP地址分发内容，内容数据到达卫星主站后，查看组播成员IP所在的地理位置是否位于卫星同一波束下。一个波束可能覆盖多个卫星端站，如果多个需要接收的卫星端站可以被同一波束覆盖，则可以通过一个波束一次性传输。

步骤8：如果位于同一波束下，则将内容按照基于UDP“尽力交付”的方式以组播组IP为网络层目的地址，组播MAC地址为链路层地址分发上星，进入步骤9。如果不位于同一波束下，则按照不同波束多次以不同的目的地址，不同的MAC地址上星分发。对于多波束情况，主站可以进行分波束分频段进行多频道组播。

在步骤8中，对于链路状态较好的终端，采用UDP的尽力交付方式可以保证实时性和卫星链路的高效性，如果出现内容质量不佳的情况可以使用后期主动要求更新资源的方式获取高质量的内容资源。事实上大部分基于UDP的内容分发足够保证高带宽内容的质量。

步骤9：卫星端站首先由硬件过滤掉非本地MAC地址或者非组播MAC地址的帧，然后采用混合模式的socket抓取网卡未被处理的内容，解析协议。通常的模式抓取的并非网卡收到的原始数据，此处需要得到原始数据，因此需要采用混合模式的socket抓取数据。

步骤10：如果判断为组播地址由传统组播协议栈处理，否则交由常规TCP/IP协议栈处理。

步骤11：分发结束时，服务端发送内容分发结束指令给卫星主站，卫星主站收到后在数据发送完毕后，取消组播组，准备进行下一次转发。取消组播组例如可以包括逐个探寻作为该组播组成员的卫星端站，取消卫星端站的组播等待状态，删除卫星主站和卫星端站的所有组播信息。

步骤12：对于等待队列中的IP和内容关联组，会定期将等待时间最长的节点推送给就绪队列，进入就绪队列的节点可以响应主线程的智能推荐，同时经过较短的时间可以向转发队列推送IP。在等待队列上的IP不能响应智能推荐算法。根据本公开实施例，在对等待时间最长的几个卫星端站集中探寻前，可以使其再次响应智能推荐算法，如果仍需要推荐，则再次探寻，否则可以直接移除。由于本公开实施例限制了等待队列中的卫星端站不能响应智能推荐算法，因此需要先将其移入就绪队列。

本公开实施例的方法涉及卫星网络中的大规模内容分发机制，在配备有移动边缘计算平台的5G卫星网络中，链路自适应的组播协议有效的节省了下行带宽资源，并且一定程度上改善了卫星终端接收内容的质量。通过结合内容源的智能推荐机制，服务节点主动定制分发策略使得内容既能够有效通过卫星链路分发到各边缘服务节点，也避免了由于链路问题造成了无效分发。总之，该发明有效的提升了基于UDP的组播协议内容分发网络的可靠性和有效性。

图5示出根据本公开的实施例的数据传输装置500的结构框图。

如图5所示，该数据传输装置500包括第一获得模块510、第一确定模块520、第一传输模块530以及第二传输模块540。

第一获得模块510，被配置为获得用于向多个卫星端站发送的内容数据。

第一确定模块520，被配置为确定与每个所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不能满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站。

第一传输模块530，被配置为将所述内容数据以组播的方式按照第一传输协议发送到所述第一端站。

第二传输模块540，被配置为将所述内容数据以单播的方式按照第二传输协议发送到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

根据本公开实施例，第一确定模块520可以进一步被配置为向每个所述卫星端站发送探寻信号，接收所述探寻信号的反馈信号，以及基于所述反馈信号，确定传输的丢包率和/或时延是否满足阈值要求，以确定与所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件。

根据本公开实施例，第一传输模块530可以进一步被配置为基于所述第一端站的地址建立用于转发所述内容数据的组播组，并确定组播组地址，将所述组播组地址发送到内容服务节点，以及响应于接收到目的地址为组播组地址的内容数据，基于所述组播组中的地址按照第一传输协议转发所述内容数据到多个所述第一端站。

根据本公开实施例，第一传输模块530可以进一步被配置为基于所述多个第一端站所在的地理位置是否可被同一卫星波束覆盖，以组播组地址为目的地址，按照波束将所述内容数据上传到卫星，通过卫星分发到所述多个第一端站。

根据本公开实施例，第一传输模块530可以进一步被配置为至少为每个所述第一端站分配组播地址，并确定组播组地址，向每个所述第一端站发送所分配的组播地址以及所述组播组地址，以便每个所述第一端站保存所述组播地址和组播组地址，以及基于每个所述第一端站的组播地址建立组播组。

根据本公开实施例，该数据传输装置500还可以包括第一取消模块，被配置为响应于接收到取消组播组的消息，将所述取消组播组的消息转发到作为组播成员的多个卫星端站，并删除组播组的数据。

图6示出根据本公开的另一实施例的数据传输装置600的结构框图。

如图6所示，该数据传输装置600包括第二获得模块610、第二确定模块620、发送模块630、第三确定模块640、第三传输模块650。

第二获得模块610，被配置为获得内容数据。

第二确定模块620，被配置为确定用于接收所述内容数据的多个卫星端站。

发送模块630，被配置为发送所述多个卫星端站的识别信息以及所述内容数据的识别信息到卫星主站。

第三确定模块640，被配置为响应于接收到来自所述卫星主站的可靠性验证结果和组播组地址，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站。

第三传输模块650，被配置为以组播组地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站将所述内容数据按照第一传输协议转发到所述第一端站。

根据本公开实施例，该数据传输装置600还可以包括第四传输模块660，被配置为以所述第二端站的地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站以单播的方式按照第二传输协议将所述内容数据转发到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

根据本公开实施例，该数据传输装置600还可以包括队列管理模块，被配置为将所述第二端站加入到等待队列，响应于所述等待队列中的一个卫星端站按照第一传输协议发生访问，按照所述第一传输协议向所述卫星端站发送所述内容数据并将其移出所述等待队列。

根据本公开实施例，该队列管理模块可以进一步被配置为定期将所述等待队列中的卫星端站的识别信息发送到卫星主站，以便对所述卫星端站进行可靠性验证，响应于接收到可靠性验证结果，向满足预定条件的卫星端站以组播的方式发送所述内容数据。

根据本公开实施例，该队列管理模块可以进一步被配置为将所述不满足预定条件的卫星端站从等待队列移动到就绪队列，以便响应推荐算法重新确定是否仍然需要向所述不满足预定条件的卫星端站发送所述内容数据，若不再需要向所述不满足预定条件的卫星端站发送所述内容数据，则将所述不满足预定条件的卫星端站从所述就绪队列中移除。

根据本公开实施例，该数据传输装置600还可以包括第二取消模块，被配置为在所述内容数据发送完成后，删除组播组地址，并向所述卫星主站发送取消组播组的消息。

根据本公开的实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意多个、或其中任意多个的至少部分功能可以在一个模块中实现。根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以被拆分成多个模块来实现。根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式的硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的一个或多个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

例如，第一获得模块510、第一确定模块520、第一传输模块530、第二传输模块540以及第一取消模块中的任意多个可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本公开的实施例，第一获得模块510、第一确定模块520、第一传输模块530、第二传输模块540以及第一取消模块中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，第一获得模块510、第一确定模块520、第一传输模块530、第二传输模块540以及第一取消模块中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

又如，第二获得模块610、第二确定模块620、发送模块630、第三确定模块640、第三传输模块650、第四传输模块660、队列管理模块以及第二取消模块中的任意多个可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本公开的实施例，第二获得模块610、第二确定模块620、发送模块630、第三确定模块640、第三传输模块650、第四传输模块660、队列管理模块以及第二取消模块中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，第二获得模块610、第二确定模块620、发送模块630、第三确定模块640、第三传输模块650、第四传输模块660、队列管理模块以及第二取消模块中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

本公开还公开了一种电子设备，图7示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图。

如图7所示，所述电子设备700包括存储器701和处理器702。其中，所述存储器701用于存储一条或多条计算机指令，其被所述处理器702执行以实现如图2或图3所述的方法。

图8示出适于用来实现根据本公开实施例的数据传输方法的计算机系统的结构示意图。图8示出的计算机系统仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。图8示出的计算机系统可以实现为服务器集群，包括至少一个处理器(例如处理器801)以及至少一个存储器(例如存储部分808)。

如图8所示，计算机系统800包括处理器801，例如可以是中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的程序或者从存储部分808加载到随机访问存储器(RAM)803中的程序而执行上述实施例中的各种处理。处理器801例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理器801还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器801可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

在RAM803中，还存储有系统800操作所需的各种程序和数据。处理器801、ROM802以及RAM803通过总线804彼此相连。处理器801通过执行ROM 802和/或RAM 803中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 802和RAM 803以外的一个或多个存储器中。处理器801也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。

根据本公开的实施例，系统800还可以包括输入/输出(I/O)接口805，输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。系统800还可以包括连接至I/O接口805的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分806；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分807；包括硬盘等的存储部分808；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分809。通信部分809经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器810也根据需要连接至I/O接口805。可拆卸介质811，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器810上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分808。

特别地，根据本公开的实施例，上文描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分809从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质811被安装。在该计算机程序被处理器801执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过可编程硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

作为另一方面，本公开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可以是上述实施例中电子设备或计算机系统中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。

根据本公开的实施例，计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线、光缆、射频信号等等，或者上述的任意合适的组合。

例如，根据本公开的实施例，计算机可读介质可以包括上文描述的ROM 802和/或RAM 803和/或ROM 802和RAM 803以外的一个或多个存储器。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种数据传输方法，包括：

获得用于向多个卫星端站发送的内容数据；

确定与每个所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不能满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站；

将所述内容数据以组播的方式按照第一传输协议发送到所述第一端站；以及

将所述内容数据以单播的方式按照第二传输协议发送到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定与每个所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件包括：

向每个所述卫星端站发送探寻信号；

接收所述探寻信号的反馈信号；以及

基于所述反馈信号，确定传输的丢包率和/或时延是否满足阈值要求，以确定与所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述将所述内容数据以组播的方式按照第一传输协议发送到所述第一端站包括：

基于所述第一端站的地址建立用于转发所述内容数据的组播组，并确定组播组地址；

将所述组播组地址发送到内容服务节点；以及

响应于接收到目的地址为组播组地址的内容数据，基于所述组播组中的地址按照第一传输协议转发所述内容数据到多个所述第一端站。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基于所述组播组中的地址按照第一传输协议转发所述内容数据到多个所述第一端站包括：

基于所述多个第一端站所在的地理位置是否可被同一卫星波束覆盖，以组播组地址为目的地址，按照波束将所述内容数据上传到卫星，通过卫星分发到所述多个第一端站。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基于所述第一端站的地址建立用于转发所述内容数据的组播组，并确定组播组地址包括：

至少为每个所述第一端站分配组播地址，并确定组播组地址；

向每个所述第一端站发送所分配的组播地址以及所述组播组地址，以便每个所述第一端站保存所述组播地址和组播组地址；以及

基于每个所述第一端站的组播地址建立组播组。

6.一种数据传输方法，包括：

获得内容数据；

确定用于接收所述内容数据的多个卫星端站；

发送所述多个卫星端站的识别信息以及所述内容数据的识别信息到卫星主站；

响应于接收到来自所述卫星主站的可靠性验证结果和组播组地址，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站；

以组播组地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站将所述内容数据按照第一传输协议转发到所述第一端站；以及

以所述第二端站的地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站以单播的方式按照第二传输协议将所述内容数据转发到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

将所述第二端站加入到等待队列；

响应于所述等待队列中的一个卫星端站按照第一传输协议发生访问，按照所述第一传输协议向所述卫星端站发送所述内容数据并将其移出所述等待队列。

8.一种数据传输装置，包括：

第一获得模块，被配置为获得用于向多个卫星端站发送的内容数据；

第一确定模块，被配置为确定与每个所述卫星端站之间的通信链路的可靠性是否满足预定条件，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不能满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站；

第一传输模块，被配置为将所述内容数据以组播的方式按照第一传输协议发送到所述第一端站；以及

第二传输模块，被配置为将所述内容数据以单播的方式按照第二传输协议发送到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

9.一种数据传输装置，包括：

第二获得模块，被配置为获得内容数据；

第二确定模块，被配置为确定用于接收所述内容数据的多个卫星端站；

发送模块，被配置为发送所述多个卫星端站的识别信息以及所述内容数据的识别信息到卫星主站；

第三确定模块，被配置为响应于接收到来自所述卫星主站的可靠性验证结果和组播组地址，将满足预定条件的卫星端站确定为第一端站，将不满足所述预定条件的卫星端站确定为第二端站；

第三传输模块，被配置为以组播组地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站将所述内容数据按照第一传输协议转发到所述第一端站；以及

第四传输模块，被配置为以所述第二端站的地址为目的地址向所述卫星主站发送内容数据，以便所述卫星主站以单播的方式按照第二传输协议将所述内容数据转发到所述第二端站，其中，所述第二传输协议的可靠性高于所述第一传输协议的可靠性。

10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如权利要求1～7中任意一项所述的方法。

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