CN113726682A - 一种基于限速策略的数据传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于限速策略的数据传输方法和装置，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括：接收多个数据传输请求；数据传输请求指示了待传输数据和数据传输请求的优先级；确定数据传输请求是否符合限速策略；在数据传输请求符合限速策略的情况下，根据数据传输请求的优先级，确定数据传输请求的传输缓存队列；根据传输缓存队列的排列顺序，利用令牌桶策略转发待传输数据。该实施方式能够脱离系统版本的限制，不依赖于系统内核，无需系统内核、驱动等底层开发经验，降低开发成本，保证了系统的稳定性，提高了系统的安全性，将该方法应用于七层模型的应用层，并根据用户属性选择不同的限速策略，使得数据传输更加简单、便利、灵活。

Description

一种基于限速策略的数据传输方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于限速策略的数据传输方法和装置。

背景技术

数据传输是指通过一条或者多条数据链路，将数据从数据源传输到数据终端，从而实现数据源和数据终端之间的通信。

现有的数据传输过程中，为了节约宽带资源、节省流量成本，主要通过带宽限速技术进行流量限速，比如通过IMQ+TC方法，根据需要配置TC工具的限速规则，对待传输数据进行限速。其中：

IMQ：IMQ是中介队列设备的简称，是一个虚拟的网卡设备，与物理网卡不同的是，通过IMQ可以进行全局流量整形，无需对每一个网卡进行限速处理，适用于多个ISP接入的情形。IMQ与Iptables相配合，可以进行上传和下载限速。

TC：Linux操作系统中的流量控制器TC(Traffic Control)，用于Linux内核的流量控制，利用“队列规定”的方法，建立数据包的处理队列，并定义队列中数据包的发送方式，从而实现流量控制。“队列规定”包括无类队列规定和分类队列规定。

现有的IMQ+TC限速方法需要开发linux系统内核，在特定版本linux上安装IMQ补丁包，相应地，由于IMQ工作在linux内核，如果带宽限速过程中出现异常，会导致系统内核工作异常，系统不稳定甚至崩溃，并且，系统安全性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于限速策略的数据传输方法和装置，能够脱离系统版本的限制，不依赖于系统内核，无需系统内核、驱动等底层开发经验，降低开发成本，即使限速异常，也不会影响系统内核，保证了系统的稳定性，提高了系统的安全性，将数据传输方法应用于七层模型的应用层，并根据用户属性选择不同的限速策略，使得数据传输更加简单、便利、灵活。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于限速策略的数据传输方法，包括：

接收多个数据传输请求；所述数据传输请求指示了待传输数据和所述数据传输请求的优先级；

确定所述数据传输请求是否符合限速策略；

在所述数据传输请求符合限速策略的情况下，根据所述数据传输请求的优先级，确定所述数据传输请求的传输缓存队列；

根据所述传输缓存队列的排列顺序，利用令牌桶策略转发所述待传输数据。

可选地，所述优先级指示了所述数据传输请求的时间属性；所述根据所述待传输数据的优先级，确定所述数据传输请求的传输缓存队列，包括：

根据所述数据传输请求的时间属性，确定多个所述数据传输请求的传输顺序；其中，所述时间属性指示了所述待传输数据的待传输时间；

根据所述传输顺序，将所述多个数据传输请求存储至所述传输缓存队列；其中，所述传输缓存队列包括多个子队列，所述多个子队列分别对应不同的时间区间。

可选地，还包括：

在所述子队列中的数据传输请求的待传输时间小于当前转发周期的情况下，确定待传输时间小于当前转发周期的一个或多个目标数据传输请求；

将所述目标数据传输请求移动至与所述当前转发周期对应的子队列；

根据所述令牌桶策略为所述当前转发周期对应的子队列的数据传输请求获取令牌，以转发所述数据传输请求对应的待传输数据。

可选地，所述根据所述令牌桶策略为所述数据传输请求获取令牌，包括：

根据令牌桶策略的消费方式，为所述数据传输请求获取令牌；其中，所述消费方式包括饥饿消费、最少消费和最多消费。

可选地，所述时间属性包括立即发送、延迟发送或者定时发送。

可选地，所述确定所述数据传输请求是否符合限速策略，包括：

所述优先级还指示了所述数据传输请求的用户属性，根据所述用户属性，确定所述数据传输请求是否符合限速策略。

可选地，所述方法通过异步线程执行，所述异步线程包括第一线程和第二线程；其中：

接收所述数据传输请求、确定所述数据传输请求的传输缓存队列以及转发所述待传输数据通过所述第一线程执行；

令牌桶投放令牌通过所述第二线程执行。

可选地，根据所述数据传输请求的类型属性，调整所述令牌桶策略中投放令牌的频率。

根据本发明实施例的再一个方面，提供了一种基于限速策略的数据传输装置，包括：

接收模块，用于接收多个数据传输请求；所述数据传输请求指示了待传输数据和所述数据传输请求的优先级；

判断模块，用于确定所述数据传输请求是否符合限速策略；

排序模块，用于在所述数据传输请求符合限速策略的情况下，根据所述数据传输请求的优先级，确定所述数据传输请求的传输缓存队列；

转发模块，用于根据所述传输缓存队列的排列顺序，利用令牌桶策略转发所述待传输数据。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种基于限速策略的数据传输电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明提供的基于限速策略的数据传输方法。

根据本发明实施例的还一个方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明提供的基于限速策略的数据传输方法。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：因为采用根据用户属性判断数据传输请求是否符合限速策略，将符合限速策略的数据传输请求按照优先级确定的传输顺序存储至传输缓存队列(优先级是根据数据传输请求的待传输时间、协议类型等确定的)，根据传输顺序利用令牌桶算法转发待传输数据，该方法应用于七层模型的应用层并且通过多线程异步执行的技术手段，所以克服了现有的限速方法需要内核开发经验，容易导致系统内核工作异常，系统不稳定甚至崩溃，系统安全性较差技术问题，进而达到能够脱离系统版本的限制，不依赖于系统内核，无需系统内核、驱动等底层开发经验，即使限速异常，也不会影响系统内核，保证了系统的稳定性，提高了系统的安全性，将数据传输方法应用于七层模型的应用层，并根据用户属性选择不同的限速策略，使得数据传输更加简单、便利、灵活的技术效果。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的基于限速策略的数据传输方法的主要流程的示意图；

图2是根据本发明实施例的数据传输方法多线程异步执行的示意图；

图3是根据本发明实施例的传输缓存队列的确定方法的主要流程的示意图；

图4是根据本发明实施例的传输缓存队列的示意图；

图5是根据本发明实施例的待传输数据的转发方法的主要流程的示意图；

图6是根据本发明实施例的基于限速策略的数据传输装置的主要模块的示意图；

图7是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；

图8是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

七层模型，亦称OSI(Open System Interconnection)参考模型、OSI网络七层模型等，是一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系，包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层；其中，应用层是网络服务与最终用户的一个接口，包括HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、DNS、TELNET、HTTPS、POP3、DHCP等协议。

令牌桶算法：是指令牌以固定速率产生，并缓存到令牌桶中；当令牌桶装满时，多余的令牌被丢弃；根据待传输数据的数据量，确定令牌数量，数据传输请求需要消耗等比例令牌方可被处理；当令牌桶中的令牌数量不足时，数据传输请求被缓存。令牌桶算法包括令牌桶和队列，令牌桶用于存放令牌，队列用于存放数据传输请求。令牌桶算法在限制待传输数据的平均传输速率的同时，可以允许突发流量(burst)，即待传输数据的突发传输。

队列：是指用于存储数据的容器，采用先进先出的模式，按序存储和取出数据。比如，队列类似于旅游景点的检票口，从检票口一端先进入的游客，从检票口的另一端先出去。

传输缓存队列：按照时间粒度将存入队列中的各种请求散列存储，当到达队列预设时间点时，无需遍历全部请求，即可确定当前时间到期请求，以及请求的处理顺序；其中，按照时间粒度，请求包括立即处理请求、定时处理请求、延迟处理请求。

消费令牌是指一次获取令牌的数量，消费方式包括：饥饿消费、最少消费和最大消费，其中：

饥饿消费是指令牌桶根据请求数据需要的令牌数量分发令牌，相应地，请求数据一次获取需要数量的令牌；

最少消费是指一次分发的令牌数量的最小值，即使请求数据需要的令牌数量小于最小值，也为请求数据分发最少消费的令牌，相应地，请求数据一次获取与最少消费的令牌数量对应的令牌；

最多消费是指一次分发的令牌数量的最大值，即使请求数据需要的令牌数量大于最大值，也为请求数据分发最多消费的令牌，针对请求数据的剩余数据，等待下次分发，相应地，请求数据一次获取与最多消费的令牌数量对应的令牌。

线程：是指操作系统中执行任务的服务程序。

多线程同步：是指操作系统中多个线程执行相同的服务。多个线程同时接收数据传输请求，通过加锁等同步方式，排队获取令牌并转发。比如，每个线程对应一个教师，多个线程对应多个教师，每个教师收到一份试卷后，首先批改试卷，然后复印留存(全部教师共享一台打印机，多个教师使用同一台打印机需要排队等待)，最后将试卷返还给学生，处理完一份试卷后，再接收下一份。

多线程异步：是指操作系统中多个线程执行不同的服务，具体地，接收数据传输请求和根据获取的令牌数量转发待传输数据对应一个线程、获取令牌对应一个线程。因此，获取令牌的过程不会影响接收数据传输请求、转发的过程，从而提升了系统带宽限速时的数据传输效率。比如，批改试卷和返还试卷的教师(即批返教师)对一个线程，复印留存的教师(即复印教师)对应一个线程；针对批改试卷和返还试卷的线程，批返教师收到一份试卷后，首先批改试卷，然后将试卷提交至打印机，即可继续接收新的试卷，无需等待复印完成，等接到复印完的试卷后返还给学生即可；针对复印留存的线程，复印教师接收到批改完的试卷后，进行复印留存，然后将试卷返还给批返教师。多线程异步过程中，尽管全部教师共享一台打印机，但是复印留存的工作由复印教师(也就是带宽限速线程)完成，不影响批返教师接收新的试卷、批改试卷以及返还已经留存的试卷。

图1是根据本发明实施例的基于限速策略的数据传输方法的主要流程的示意图，如图1所示，本发明的基于限速策略的数据传输方法包括如下步骤：

步骤S101，接收多个数据传输请求；所述数据传输请求指示了待传输数据和所述数据传输请求的优先级。

随着计算机技术的快速发展，大量的资源可以通过数字化技术进行信息共享、以及传播。数字信息的传输对应着流量资源的消耗，比如，对于企业来说，员工上网消耗的流量成本巨大，相应地，带宽的费用成本很高，因此，为了节约带宽资源、降低带宽费用成本、降低流量资源消耗，通过带宽限速技术对流量进行限速，在满足员工正常工作上网需求的同时，防止员工非工作上网需求的流量资源消耗。

在本发明实施例中，为了防止多线程同步可能导致的线程阻塞，本发明的基于限速策略的数据传输方法为多线程异步，通过异步线程执行，如图2所示，异步线程包括第一线程和第二线程，接收多个数据传输请求通过第一线程执行。

在本发明实施例中，通过七层模型传输数据时，将本发明的基于限速策略的数据传输方法应用于七层模型的应用层，可以对应用层的带宽进行限速控制，无需依赖系统内核，降低开发成本的同时可以提高系统的稳定性和安全性。

步骤S102，确定所述数据传输请求是否符合限速策略。

在本发明实施例中，如图2所示，确定所述数据传输请求是否符合限速策略通过第一线程执行。

在本发明实施例中，优先级指示了所述数据传输请求的用户属性，用户属性包括账号、IP地址、账号权限、账号等级等。根据用户属性中的IP地址、和/或账号权限、和/或账号等级，判断数据传输请求是否符合限速策略。比如，账号权限为管理员权限，则无需对数据传输请求进行限速，直接转发待传输数据，相应地，数据传输请求不符合限速策略；账号权限为普通权限，则需要对数据传输请求进行限速，利用令牌桶策略转发待传输数据，相应地，数据传输请求符合限速策略。

在本发明实施例中，通过判断数据传输请求是否符合限速策略，能够对数据传输请求进行分类，确定直接转发的数据传输请求和需要利用令牌桶策略进行宽带限速的数据传输请求，故而对两种数据传输请求对应的待传输数据进行分别处理，从而可以根据用户属性进行区分，提高数据传输效率，满足不同权限用户的传输需求。

步骤S103，在所述数据传输请求符合限速策略的情况下，根据所述数据传输请求的优先级，确定所述数据传输请求的传输缓存队列。

在本发明实施例中，如图2所示，确定所述数据传输请求的传输缓存队列通过第一线程执行。

在本发明实施例中，在数据传输请求不符合限速策略的情况下，无需利用令牌桶策略进行处理，直接转发待传输数据。

在接收到符合限速策略的多个数据传输请求的情况下，从带宽限速的令牌桶中获取令牌，并根据获取到的令牌数量转发等量的待传输数据。然而，在令牌桶中的令牌使用完毕，相应地，令牌桶中的令牌数量为0后，则无法转发待传输数据。为了处理数据传输请求，通常情况下，按照多个数据传输请求的请求顺序，将未获取到令牌的多个数据传输请求统一缓存到队列中，从而在令牌桶中再次投放令牌后，为多个数据传输请求按照请求顺序获取令牌，使得待传输数据被转发。需要说明的是，分发令牌和获取令牌的含义相同，仅是相对于不同主体而言，站在待传输数据的角度，其是获取令牌；站在令牌桶的角度，其是分发令牌。

按照请求顺序获取令牌的过程中，当令牌桶中再次投放令牌后，需要遍历队列中的全部数据传输请求，从中查找需要最先发送(比如，立即发送)的数据传输请求，也就是最需要令牌的数据传输请求，为其获取令牌从而转发待传输数据。由于每一次处理数据传输请求皆需要遍历队列，导致数据传输请求的处理效率极其低下，并且占用系统资源，降低系统性能。

在本发明实施例中，不再使用通常的按照数据传输请求的请求顺序进行带宽限速的方式，或者说，不再使用通常的简单按照统一规则(比如，请求顺序)进行带宽限速的方式，而是通过应用层的第一线程，将数据传输请求的各种属性(比如，立即发送、延迟发送、HTTP的POST请求优先发送等)，转换为不同的优先级，按照优先级从高到低的顺序进行排序，确定多个数据传输请求的传输缓存队列，按照传输缓存队列的顺序，处理传输缓存队列中当前到期的数据传输请求，转发待传输数据。相应地，在获取令牌的过程中，仅需根据当前时间确定需要处理的数据传输请求并获取令牌，进而转发待处理数据即可，无需遍历全部数据传输请求。

在本发明实施例中，如图3所示，本发明的传输缓存队列的确定方法包括如下步骤：

步骤S301，根据数据传输请求的用户属性、时间属性和类型属性，确定多个数据传输请求的传输顺序；其中，时间属性指示了待传输数据的待传输时间。

在本发明实施例中，可以根据用户属性中的IP地址，确定多个数据传输请求的传输顺序。比如，将IP地址为192.168.1.0/24网段的数据传输请求传输顺序排列在先。

在本发明实施例中，优先级还指示了数据传输请求的时间属性，时间属性包括立即发送、延迟发送或者定时发送等，对应了不同的待传输时间。根据传输时间的先后，确定多个数据传输请求的传输顺序。

在本发明实施例中，优先级还指示了数据传输请求的类型属性，数据传输请求的类型包括HTTP请求(比如，HTTP的POST请求、HTTP的GET请求等)、FTP请求、TFTP请求、SMTP请求、SNMP请求、DNS请求、TELNET请求、HTTPS请求、POP3请求、DHCP请求等。不同的类型属性对应不同的传输顺序，比如，根据数据传输请求的类型属性，将多个数据传输请求的传输顺序HTTP的POST请求传输顺序排列在先。

在本发明实施例中，根据数据传输请求的用户属性、时间属性和类型属性中的一个或者多个，确定多个数据传输请求的传输顺序。比如，根据用户属性中的IP地址和类型属性中的HTTP请求确定数据传输请求的传输顺序，将IP地址为192.168.1.0/24网段的POST/PUT的HTTP请求的传输顺序排列在先。

步骤S302，确定传输缓存队列；其中，传输缓存队列包括多个子队列，多个子队列分别对应不同的时间区间。

在本发明实施例中，本发明的传输缓存队列包括多个子队列，每一个子队列包括多个孙子桶，每一个孙子桶包括一个或多个数据传输请求。

比如，如图4所示，传输缓存队列包括10个子队列(queue)，相应地，10个子队列对应10个时间区间，时间区间最小粒度为5ms(毫秒)。其中，queue1对应的时间区间为0～5ms，queue2对应的时间区间为5～10ms，queue3对应的时间区间为10～20ms，queue4对应的时间区间为20～40ms，……，queue9对应的时间区间为640～1280ms，queue10对应的时间区间为1280～2560ms。

每一个子队列包括多个孙子桶(bucket)，用于存储距当前时间对应时间间隔内需要被处理的数据传输请求。根据时间区间，确定子队列内的孙子桶的数量。子队列的时间区间越大，对应的孙子桶数量越多。比如，孙子桶的时间区间为5ms，相应地，queue1包括1个孙子桶bucket1，用于存储距当前时间0～5ms内需要被处理的数据传输请求；queue2包括1个孙子桶bucket2，用于存储距当前时间5～10ms内需要被处理的数据传输请求；queue3包括2个孙子桶bucket3、bucket4，用于存储距当前时间10～15ms、15～20ms内需要被处理的数据传输请求；queue4包括4个孙子桶bucket5、bucket6、bucket7、bucket8，用于存储距当前时间20～25ms、25～30ms、30～35ms、35～40ms内需要被处理的数据传输请求；……，queue9包括128个孙子桶bucket129、…、bucket256，用于存储距当前时间640～645ms、…、1275～1280ms内需要被处理的数据传输请求；queue10包括256个孙子桶bucket257、…、bucket512，用于存储距当前时间1280～1285ms、…、2555～2560ms内需要被处理的数据传输请求。

步骤S303，根据传输顺序，将多个数据传输请求存储至传输缓存队列。

在本发明实施例中，根据传输顺序，距当前时间0～5ms内需要被处理的数据传输请求存储于queue1的bucket1；如果数据传输请求需要在16ms以后被处理，那么该数据传输请求存储于queue3的bucket4，以此类推，将多个数据传输请求存储至传输缓存队列。

在本发明实施例中，数据传输请求的传输顺序按照时间进行排序，并存储至传输缓存队列，保证了执行时间点与子队列的孙子桶固定对应，在处理数据传输请求时，仅需处理对应执行时间点的传输缓存队列的孙子桶中的数据传输请求即可，无需遍历全部数据传输请求查找到期请求。

在本发明实施例中，通过本发明的传输缓存队列的确定方法，能够根据多个数据传输请求的优先级，确定多个数据传输请求的传输顺序，从而构建基于传输顺序的传输缓存队列，进而根据传输缓存队列的顺序处理数据传输请求，无需遍历全部请求，提高了数据传输效率，使得数据传输更加简单、便利、灵活。

步骤S104，根据所述传输缓存队列的排列顺序，利用令牌桶策略转发所述待传输数据。

在本发明实施例中，如图2所示，转发所述待传输数据通过第一线程执行，令牌桶投放令牌通过第二线程执行。通过将业务处理线程(即第一线程)与令牌桶投放令牌线程(即第二线程)分离，在第二线程投放令牌的过程中，第一线程可以继续处理新的数据传输请求，无需阻塞等待令牌的投放，提高了数据传输效率。

在本发明实施例中，令牌桶策略对应的算法为令牌桶算法，通过第二线程投放令牌时，定期向令牌桶中投放令牌；比如，定期为50ms，则通过第二线程，每间隔50ms向令牌桶中投放一次令牌。通过第一线程转发待传输数据时，向令牌桶请求令牌，获取到与待传输数据的数据量对应的令牌数量后，转发待传输数据。

在本发明实施例中，根据令牌桶策略，确定第一线程的带宽限速，比如，第一线程的带宽限速为100KB/s。

在本发明实施例中，令牌桶策略指示了投放频率，可以根据数据传输请求的类型属性，在固定的带宽限速下，调整令牌桶策略中投放令牌的频率。通常情况下，由于FTP协议的数据传输请求对应的待传输数据的数据量较大，因此，对于FTP请求，每次传输待传输数据需要大量的令牌，为了减少转发待传输数据获取令牌的次数，在固定的带宽限速下，可以调整投放频率，通过减小投放频率、增大单次投放令牌数量的方式，处理FTP协议的数据传输请求。又或者，由于HTTP协议的GET请求对应的待传输数据的数据量较小、次数较多，因此，对于HTTP的GET请求，在固定的带宽限速下，可以调整投放频率，通过增大投放频率、减小单次投放令牌数量的方式，处理HTTP的GET请求。比如，令牌桶策略确定的带宽限速为100KB/s，在投放令牌时，可以每1s投放一次，每次投放令牌的数量为100KB；或者，可以每100ms投放一次，每次投放令牌的数量为10KB。

在本发明实施例中，如图5所示，本发明的待传输数据的转发方法包括如下步骤：

步骤S501，将子队列的数据传输请求的待传输时间与当前转发周期进行对比，确定数据传输请求的待传输时间是否小于当前转发周期，如果是，转至步骤S502；如果否，转至步骤S504。

在本发明实施例中，预先设置线程的转发周期，比如，1ms转发一次、5ms转发一次、10ms转发一次等。当前转发周期为当前时间，下一转发周期为在当前时间的基础上叠加转发周期确定的时间。优选地，线程的转发周期与子队列的时间区间相同，比如，5ms转发一次。

为了减小线程调度存在的波动，每次线程调用时，重新检查并重新入队可能到期的数据传输请求，从而应对孙子桶中数据传输请求过期的问题。相应地，每次调用线程执行子队列的数据传输请求后，更新传输缓存队列，比如，执行完queue1中的数据传输请求后，更新传输缓存队列，原先的queue2即成为新的queue1；其中，当前转发周期与queue1相对应。

步骤S502，确定待传输时间小于当前转发周期的一个或多个目标数据传输请求。

在本发明实施例中，在数据传输请求的待传输时间小于当前转发周期的情况下，确定待传输时间小于当前转发周期的一个或多个目标数据传输请求。

比如，如图4所示，假设转发周期为11ms，queue1的数据处理请求本应在11ms前开始被处理，由于线程调度的波动，queue1的数据处理请求并未被处理，在当前转发周期的情况下，queue1的bucket1和queue2的bucket2中的数据传输请求已经到期，queue3的bucket3中的数据传输请求的部分可能已经到期，因此，确定queue1的bucket1、queue2的bucket2和queue3的bucket3中已经到期的数据传输请求为目标数据传输请求。

步骤S503，将目标数据传输请求移动至与当前转发周期对应的子队列。

在本发明实施例中，比如，如图4所示，将queue1的bucket1、queue2的bucket2和queue3的bucket3中已经到期的数据传输请求全部移动至与当前转发周期对应的子队列，作为新的queue1的bucket1中的数据传输请求。将queue3的bucket3中未到期的数据传输请求作为新的queue2的bucket2中的数据传输请求。因此，每次线程调用时，处理queue1的bucket1中的数据传输请求即可，无需遍历传输缓存队列中的全部数据传输请求。

步骤S504，根据令牌桶策略为当前转发周期对应的子队列的数据传输请求获取令牌，以转发数据传输请求对应的待传输数据。

在本发明实施例中，令牌桶策略的消费方式包括饥饿消费、最少消费和最多消费，根据令牌桶策略的消费方式，为数据传输请求获取令牌。

在本发明实施例中，第一线程根据当前转发周期的数据传输请求，也即，第一线程根据queue1的bucket1中的数据传输请求，向第二线程请求令牌，根据消费方式，比如，饥饿消费，第一线程逐个获取与bucket1中的各个数据传输请求的待传输数据的数据量相同数量的令牌，并转发各个数据传输请求的待传输数据。

进一步地，在最多消费的消费方式中，如果数据传输请求的待传输数据的数据量大于最多消费的令牌数量，第一线程继续获取，直至获取到与数据传输请求的待传输数据的数据量相应数量的令牌。

在最少消费的消费方式中，如果数据传输请求的待传输数据的数据量小于最少消费的令牌数量，第一线程仍然获取最少消费的令牌数量并转发待传输数据，剩余的令牌可以留存以待下次转发。

在本发明实施例中，通过利用令牌桶策略，使用传输缓存队列缓存符合限速策略的数据传输请求，即使令牌桶中的令牌数量暂时为0，也不会造成七层模型中待传输数据的丢失，并且，令牌桶中的令牌可以一次性获取，可以应对瞬间的大流量迸发。

在本发明实施例中，通过本发明的待传输数据的转发方法，能够根据符合限速策略的数据传输请求的传输顺序，利用令牌桶策略转发待传输数据，无需遍历全部请求，极大地提高了数据传输效率，使得数据传输更加简单、便利、灵活。

在本发明实施例中，通过接收多个数据传输请求；所述数据传输请求指示了待传输数据和所述数据传输请求的优先级；确定所述数据传输请求是否符合限速策略；在所述数据传输请求符合限速策略的情况下，根据所述数据传输请求的优先级，确定所述数据传输请求的传输缓存队列；根据所述传输缓存队列的排列顺序，利用令牌桶策略转发所述待传输数据等步骤，能够脱离系统版本的限制，不依赖于系统内核，无需系统内核、驱动等底层开发经验，降低开发成本，即使限速异常，也不会影响系统内核，保证了系统的稳定性，提高了系统的安全性，将数据传输方法应用于七层模型的应用层，并根据用户属性选择不同的限速策略，使得数据传输更加简单、便利、灵活。

图6是根据本发明实施例的基于限速策略的数据传输装置的主要模块的示意图，如图6所示，本发明的基于限速策略的数据传输装置600包括如下模块：

接收模块601，用于接收多个数据传输请求；所述数据传输请求指示了待传输数据和所述数据传输请求的优先级。

在本发明实施例中，通过所述接收模块601接收数据传输请求。

在本发明实施例中，通过七层模型传输数据时，将本发明的基于限速策略的数据传输装置应用于七层模型的应用层，可以对应用层的带宽进行限速控制，无需依赖系统内核，降低开发成本的同时可以提高系统的稳定性和安全性。

判断模块602，用于确定所述数据传输请求是否符合限速策略。

在本发明实施例中，优先级指示了所述数据传输请求的用户属性，用户属性包括账号、IP地址、账号权限、账号等级等。所述判断模块602根据用户属性中的IP地址、和/或账号权限、和/或账号等级，判断数据传输请求是否符合限速策略。

在本发明实施例中，通过判断数据传输请求是否符合限速策略，能够对数据传输请求进行分类，确定直接转发的数据传输请求和需要利用令牌桶策略进行宽带限速的数据传输请求，故而对两种数据传输请求对应的待传输数据进行分别处理，从而可以根据用户属性进行区分，提高数据传输效率，满足不同权限用户的传输需求。

排序模块603，用于在所述数据传输请求符合限速策略的情况下，根据所述数据传输请求的优先级，确定所述数据传输请求的传输缓存队列。

在本发明实施例中，在数据传输请求不符合限速策略的情况下，无需利用令牌桶策略进行处理，所述转发模块604直接转发待传输数据。

在本发明实施例中，在数据传输请求符合限速策略的情况下，所述排序模块603根据数据传输请求的优先级，确定数据传输请求的传输缓存队列。

在本发明实施例中，不再使用通常的按照请求顺序进行带宽限速的方式，或者说，不再使用通常的简单按照统一规则(比如，请求顺序)进行带宽限速的方式，而是通过应用层的第一线程，所述排序模块603将数据传输请求的各种属性(包括用户属性、时间属性和类型属性等)转换为不同的优先级，按照优先级从高到低的顺序进行排序，确定多个数据传输请求的传输缓存队列，按照传输缓存队列的顺序，处理传输缓存队列中当前到期的数据传输请求，转发待传输数据。相应地，在获取令牌的过程中，仅需根据当前时间确定需要处理的数据传输请求并获取令牌，进而转发待处理数据即可，无需遍历全部数据传输请求。

转发模块604，用于根据所述传输缓存队列的排列顺序，利用令牌桶策略转发所述待传输数据。

在本发明实施例中，所述转发模块604根据传输缓存队列的排列顺序，转发多个数据传输请求的待传输数据。

在本发明实施例中，通过接收模块、判断模块、排序模块和转发模块等模块，能够脱离系统版本的限制，不依赖于系统内核，无需系统内核、驱动等底层开发经验，降低开发成本，即使限速异常，也不会影响系统内核，保证了系统的稳定性，提高了系统的安全性，将数据传输方法应用于七层模型的应用层，并根据用户属性选择不同的限速策略，使得数据传输更加简单、便利、灵活。

图7示出了可以应用本发明实施例的基于限速策略的数据传输方法或基于限速策略的数据传输装置的示例性系统架构700。

如图7所示，系统架构700可以包括数据源701、七层模型的应用层702和数据终端703。应用层702是用以在数据源701和数据终端703之间提供通信链路的介质。

用户可以使用数据源701通过应用层702与数据终端703交互，以接收或发送数据等。数据源701、数据终端703上可以安装有各种通讯客户端应用，例如数据传输类应用、网络类应用、网页浏览器应用、购物类应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等。

数据源701、数据终端703可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等；或者，数据源701、数据终端703可以是提供各种服务的服务器。

应用层702可以对用户利用数据源701、数据终端703传输的数据提供支持。应用层702可以对接收到的数据源701发送的数据传输请求等进行分析等处理，并将处理结果(例如待传输数据)反馈给数据终端703。

需要说明的是，本发明实施例所提供的数据处理方法一般由七层模型的应用层702执行，相应地，数据处理装置一般设置于七层模型的应用层702中。

应该理解，图7中的数据源、数据终端和七层模型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数据源、数据终端和七层模型服务器。

下面参考图8，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统800的结构示意图。图8示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图8所示，计算机系统800包括中央处理单元(CPU)801，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中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还存储有系统800操作所需的各种程序和数据。CPU 801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。

以下部件连接至I/O接口805：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，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该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。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)801执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的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。在本发明中，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。而在本发明中，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、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、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，上述模块、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，框图或流程图中的每个方框、以及框图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。

描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括接收模块、判断模块、排序模块和转发模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，排序模块还可以被描述为“根据数据传输请求的优先级，确定数据传输请求的传输缓存队列的模块”。

作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：接收多个数据传输请求；所述数据传输请求指示了待传输数据和所述数据传输请求的优先级；确定所述数据传输请求是否符合限速策略；在所述数据传输请求符合限速策略的情况下，根据所述数据传输请求的优先级，确定所述数据传输请求的传输缓存队列；根据所述传输缓存队列的排列顺序，利用令牌桶策略转发所述待传输数据。

根据本发明实施例的技术方案，能够脱离系统版本的限制，不依赖于系统内核，无需系统内核、驱动等底层开发经验，降低开发成本，即使限速异常，也不会影响系统内核，保证了系统的稳定性，提高了系统的安全性，将数据传输方法应用于七层模型的应用层，并根据用户属性选择不同的限速策略，提高数据传输效率，使得数据传输更加简单、便利、灵活。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于限速策略的数据传输方法，其特征在于，所述方法应用于七层模型的应用层，包括：

接收多个数据传输请求；所述数据传输请求指示了待传输数据和所述数据传输请求的优先级；

确定所述数据传输请求是否符合限速策略；

在所述数据传输请求符合限速策略的情况下，根据所述数据传输请求的优先级，确定所述数据传输请求的传输缓存队列；

根据所述传输缓存队列的排列顺序，利用令牌桶策略转发所述待传输数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优先级指示了所述数据传输请求的时间属性；所述根据所述待传输数据的优先级，确定所述数据传输请求的传输缓存队列，包括：

根据所述数据传输请求的时间属性，确定多个所述数据传输请求的传输顺序；其中，所述时间属性指示了所述待传输数据的待传输时间；

根据所述传输顺序，将所述多个数据传输请求存储至所述传输缓存队列；其中，所述传输缓存队列包括多个子队列，所述多个子队列分别对应不同的时间区间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述子队列中的数据传输请求的待传输时间小于当前转发周期的情况下，确定待传输时间小于当前转发周期的一个或多个目标数据传输请求；

将所述目标数据传输请求移动至与所述当前转发周期对应的子队列；

根据所述令牌桶策略为所述当前转发周期对应的子队列的数据传输请求获取令牌，以转发所述数据传输请求对应的待传输数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述令牌桶策略为所述数据传输请求获取令牌，包括：

根据令牌桶策略的消费方式，为所述数据传输请求获取令牌；其中，所述消费方式包括饥饿消费、最少消费和最多消费。

5.根据权利要求2至4中任一所述的方法，其特征在于，所述时间属性包括立即发送、延迟发送或者定时发送。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述数据传输请求是否符合限速策略，包括：

所述优先级还指示了所述数据传输请求的用户属性，根据所述用户属性，确定所述数据传输请求是否符合限速策略。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法通过异步线程执行，所述异步线程包括第一线程和第二线程；其中：

接收所述数据传输请求、确定所述数据传输请求的传输缓存队列以及转发所述待传输数据通过所述第一线程执行；

令牌桶投放令牌通过所述第二线程执行。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

根据所述数据传输请求的类型属性，调整所述令牌桶策略中投放令牌的频率。

9.一种基于限速策略的数据传输装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收多个数据传输请求；所述数据传输请求指示了待传输数据和所述数据传输请求的优先级；

判断模块，用于确定所述数据传输请求是否符合限速策略；

排序模块，用于在所述数据传输请求符合限速策略的情况下，根据所述数据传输请求的优先级，确定所述数据传输请求的传输缓存队列；

转发模块，用于根据所述传输缓存队列的排列顺序，利用令牌桶策略转发所述待传输数据。

10.一种基于限速策略的数据传输电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8中任一所述的方法。

11.一种计算机可读介质，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如权利要求1-8中任一所述的方法。

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