CN113783662B - 自适应数据传输方法、装置、计算机设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种自适应数据传输方法、装置、计算机设备及可读存储介质，包括：首先发送测试报文至目标设备，获取与目标设备的通信状态参数；然后获取待发送数据以及待发送数据的数据状态参数；再根据通信状态参数和数据状态参数，从多个传输策略中确定出目标传输策略；进而根据目标传输策略对待发送数据进行报文构造，得到目标报文；最终根据目标传输策略将目标报文进行封装，并发送至目标设备，如此设计，相较于相关技术中无法针对复杂的工信通信网络确定出最适配的传输策略，本方案巧妙地利用了通信状态参数和数据状态参数作为传输策略的选择依据，能够快速确定最适合当前通信场景的传输策略。

Description

自适应数据传输方法、装置、计算机设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及通信传输技术，具体地，涉及自适应数据传输方法、装置、计算机设备及可读存储介质。

背景技术

当前的工业通信网络系统是一个复杂的综合性系统，不论是需要进行传输处理的数据本身的类型，还是用户的需求，又或者传输协议本身，均存在多种选择，这导致了在复杂的通信环境下，用户不能快速确定调用何种传输协议为当前的最优选择，而一些定制化的传输协议调用方案也在切换通信场景后无法复用。

发明内容

本申请实施例中提供了一种自适应数据传输方法、装置、计算机设备及可读存储介质。

第一方面，本申请实施例提供一种自适应数据传输方法，应用于计算机设备，计算机设备配置有多个传输策略，计算机设备与目标设备通信连接，方法包括：

发送测试报文至目标设备，获取与目标设备的通信状态参数；

获取待发送数据以及待发送数据的数据状态参数；

根据通信状态参数和数据状态参数，从多个传输策略中确定出目标传输策略；

根据目标传输策略对待发送数据进行报文构造，得到目标报文；

根据目标传输策略将目标报文进行封装，并发送至目标设备。

在一种可能的实施方式中，通信状态参数包括通信方式和信道质量评价值，发送测试报文至目标设备，获取与目标设备的通信状态参数，包括：

发送测试报文至目标设备；

在预设时间范围内获取目标设备反馈的响应报文的情况下，判定通信方式为双工通信；

根据测试报文和响应报文，确定出与目标设备的往返延迟、丢包率和网络带宽；

根据往返延迟、丢包率和网络带宽计算得到信道质量评价值；

在预设时间范围内未获取目标设备反馈的响应报文的情况下，判定通信方式为单工通信。

在一种可能的实施方式中，根据往返延迟、丢包率和网络带宽计算得到信道质量评价值，包括：

利用加权平均法将预设时段的往返延迟、丢包率和网络带宽转化为通信性能评价值；

根据公式

计算得到信道质量评价值，其中，P为信道质量评价值，P_t为t时刻的通信性能评价值，n为预设时段包括的时刻个数。

在一种可能的实施方式中，多个传输策略包括重传机制传输策略、多发机制传输策略、纠错机制传输策略、混合机制传输策略和直接传输策略，数据状态参数包括数据实时性指标，根据通信状态参数和数据状态参数，从多个传输策略中确定出目标传输策略，包括：

判断通信方式为单工通信或双工通信；

若通信方式为单工通信，则判断数据实时性指标是否表征要求实时性通信；若数据实时性指标表征要求实时性通信，则将重传机制传输策略作为目标传输策略；若数据实时性指标表征未要求实时性通信，则将多发机制传输策略作为目标传输策略；

若通信方式为双工通信，则判断信道质量评价值是否大于第一信道质量评价值阈值；若信道质量评价值大于第一信道质量评价值阈值，则判断信道质量评价值是否大于第二信道质量评价值阈值；若信道质量评价值大于第二信道质量评价值阈值，则将纠错机制传输策略作为目标传输策略，若信道质量评价值不大于第二信道质量评价值阈值，则将直接传输策略作为目标传输策略；若信道质量评价值不大于第一信道质量评价值阈值，则将混合机制传输策略作为目标传输策略。

在一种可能的实施方式中，在目标传输策略为述混合机制传输策略的情况下，根据目标传输策略将目标报文进行封装，并发送至目标设备，包括：

根据目标传输策略将目标报文进行封装，得到包含目标报文对应的纠错码的目标数据帧；

将目标数据帧发送至目标设备，以使目标设备能够利用目标报文对应的纠错码完成度目标数据帧的纠错；

在接收到目标设备反馈的用于表征纠错失败的NCK数据包的情况下，再次发送目标数据帧至目标设备；

在预定时间范围内未接收到目标设备反馈的用于表征确认接收的ACK数据包的情况下，再次发送目标数据帧至目标设备。

在一种可能的实施方式中，数据状态参数包括数据安全等级，根据目标传输策略对待发送数据进行报文构造，得到目标报文，包括：

根据目标传输策略对待发送数据进行报文构造，得到包括数据安全等级的目标报文。

在一种可能的实施方式中，方法还包括：

接收目标设备发送的待处理数据帧；

解析待处理数据帧，从多个传输策略中确定出待处理数据帧对应的传输策略；

根据待处理数据帧对应的传输策略对待处理数据帧进行解封，得到待处理数据帧对应的待处理报文。

第二方面，本申请实施例提供一种自适应数据传输装置，应用于计算机设备，计算机设备配置有多个传输策略，计算机设备与目标设备通信连接，装置包括：

获取模块，用于发送测试报文至目标设备，获取与目标设备的通信状态参数；获取待发送数据以及待发送数据的数据状态参数；

决策模块，用于根据通信状态参数和数据状态参数，从多个传输策略中确定出目标传输策略；

构造模块，用于根据目标传输策略对待发送数据进行报文构造，得到目标报文；

传输模块，用于根据目标传输策略将目标报文进行封装，并发送至目标设备。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，计算机设备包括处理器及存储有计算机指令的非易失性存储器，计算机指令被处理器执行时，计算机设备执行第一方面至少一种可能的实施方式中的自适应数据传输方法。

第四方面，本申请实施例提供一种可读存储介质，可读存储介质包括计算机程序，计算机程序运行时控制可读存储介质所在计算机设备执行第一方面至少一种可能的实施方式中的自适应数据传输方法。

采用本申请实施例中提供的本申请实施例中提供的一种自适应数据传输方法、装置、计算机设备及可读存储介质，通过发送测试报文至目标设备，获取与目标设备的通信状态参数；然后获取待发送数据以及待发送数据的数据状态参数；再根据通信状态参数和数据状态参数，从多个传输策略中确定出目标传输策略；进而根据目标传输策略对待发送数据进行报文构造，得到目标报文；最终根据目标传输策略将目标报文进行封装，并发送至目标设备，如此设计，相较于相关技术中无法针对复杂的工信通信网络确定出最适配的传输策略，本方案巧妙地利用了通信状态参数和数据状态参数作为传输策略的选择依据，能够快速确定最适合当前通信场景的传输策略。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的自适应数据传输系统的一种场景交互示意图；

图2为本申请实施例提供的自适应数据传输方法的一种步骤流程示意图；

图3为本申请实施例提供的自适应数据传输方法的另一种步骤流程示意图；

图4为本申请实施例提供的自适应数据传输方法的另一种步骤流程示意图；

图5为本申请实施例提供的用于执行图2中自适应数据传输方法的自适应数据传输装置的一种结构示意框图；

图6为本申请实施例提供的用于执行图2中自适应数据传输方法的计算机设备的一种结构示意框图。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请结合参阅图1，图1为本申请实施例提供的自适应数据传输系统的场景交互示意图，自适应数据传输系统可以包括计算机设备100以及与计算机设备100通信连接的目标设备200，计算机设备100配置有多个传输策略，在本申请实施例的其他实施方式中，自适应数据传输系统也可以包括更多或者更少的组件，在此不做限制。

请结合参阅图2，图2为本申请实施例提供的自适应数据传输方法的步骤流程示意图，该自适应数据传输方法可以由图1中的计算机设备100作为执行主体执行实施，下面对该自适应数据传输方法进行详细的描述。

步骤S201，发送测试报文至目标设备200，获取与目标设备200的通信状态参数。

步骤S202，获取待发送数据以及待发送数据的数据状态参数。

步骤S203，根据通信状态参数和数据状态参数，从多个传输策略中确定出目标传输策略。

步骤S204，根据目标传输策略对待发送数据进行报文构造，得到目标报文。

步骤S205，根据目标传输策略将目标报文进行封装，并发送至目标设备200。

在本申请实施例中，用户可以预先为计算机设备100配置多个传输策略，相应的，目标设备200也可以预先配置相同的多个传输策略，以便在确定出目标传输策略对待发送数据进行处理发送至目标设备200后，目标设备200能够利用同样的目标传输策略进行解封等操作，以便完成传输过程。在本申请实施例的其他实施方式中，也可以在确定出目标传输策略后，再将目标传输策略发送至目标设备200，以便目标设备200后续使用。

通过上述步骤，在获取了通信状态参数和数据状态参数之后，便能够根据二者具体的数值从多个传输策略中确定出目标传输策略，该目标传输策略为多个传输策略中适配当前的通信状态参数和数据状态参数的传输策略，整个过程无需用户参与决策，即可实现在复杂的工业通信网络系统中快速确定出最适合当前数据传输场景下的传输策略的方案。

在一种可能的实施方式中，通信状态参数包括通信方式和信道质量评价值，前述步骤S201可以通过以下详细的步骤执行实施。

子步骤S201-1，发送测试报文至目标设备200。

子步骤S201-2，在预设时间范围内获取目标设备200反馈的响应报文的情况下，判定通信方式为双工通信。

子步骤S201-3，根据测试报文和响应报文，确定出与目标设备200的往返延迟、丢包率和网络带宽。

子步骤S201-4，根据往返延迟、丢包率和网络带宽计算得到信道质量评价值。

子步骤S201-5，在预设时间范围内未获取目标设备200反馈的响应报文的情况下，判定通信方式为单工通信。

在本申请实施例中，为了判断计算机设备100与目标设备200之间的通信方式，可以利用发送预设次数的测试报文至目标设备200，即与目标设备200之间建立若干次探视性通信，如果能接收到响应报文，则可以判定通信双方的物理链路是双工，若一段时间内仍无法接收到响应报文，我们即将物理链路标识为单工，之所以将物理链路标识为单工而不是判定为单工，是因为在规定时间内无法接收到响应报文可能是受到网络环境的影响，但是在这种情况下我们仍然无法使用双工方式进行通信，所以将其标识为单工。应当理解的是，在本申请实施例中，全双工和半双工均可以归类到上述提出的双工通信中，在本申请实施例的其他实施方式中，可以进一步对全双工和半双工进行分类识别，在此不做限制。

在一种可能的实施方式中，前述子步骤S201-4可以通过以下详细的步骤实现。

（1）利用加权平均法将预设时段的往返延迟、丢包率和网络带宽转化为通信性能评价值。

（2）根据公式

计算得到信道质量评价值，其中，P为信道质量评价值，Pt为t时刻的通信性能评价值，n为预设时段包括的时刻个数。

在本申请实施例中，连通性、延迟、丢包率和网络带宽等都在在一定程度上反映了当前的信道质量，为了能够满足全面性、易测性和相关性，本申请实施例中可以采取往返延迟、丢包率和网络带宽作为测试指标，上述测试指标可以分为2种类型，一种类型是值越大表明性能越好，被称为正指标；而另一种指标值越大表明性能越差，被称为逆指标。在选取的三个指标中，往返延迟越大，丢包率越高，说明信道质量越差；而网络带宽越大，说明信道质量越好。因此，网络带宽是正指标，而往返延迟和丢包率是逆指标。在此基础上，利用加权平均法将预设时段的往返延迟、丢包率和网络带宽转化为通信性能评价值可以利用以下公式：

，其中，

，

，

，

，P_t为t时刻的通信性能评价值，k代表测量指标的总个数，l代表测量指标中正指标的个数，n代表时刻数，w_i表示示第i项指标权值，x_it，

代表第i项测量指标的满意值，

代表第i项测量指标的不允许值，d_it代表第i项正指标的无量纲相对数，

代表第i项逆指标的无量纲相对数，应当理解的是，某项指标的不允许值是指该项指标在测量中不应该出现的最坏值，满意值即该项指标在测量中可能达到的最好值，信道质量的量化值是n个时刻性能评价指标综合求值的结果，即用上述公式

计算得到，P值越大表明信道质量越好。

请结合参阅图3，在一种可能的实施方式中，多个传输策略包括重传机制传输策略、多发机制传输策略、纠错机制传输策略、混合机制传输策略和直接传输策略，数据状态参数包括数据实时性指标，前述步骤203可以通过以下详细的实施方式执行实施。

子步骤S203-1，判断通信方式为单工通信或双工通信。

若通信方式为单工通信，则执行子步骤S203-2。

子步骤S203-2，判断数据实时性指标是否表征要求实时性通信。

若数据实时性指标表征要求实时性通信，则执行子步骤S203-3，若数据实时性指标表征未要求实时性通信，则执行子步骤S203-4。

子步骤S203-3，将重传机制传输策略作为目标传输策略。

子步骤S203-4，将多发机制传输策略作为目标传输策略。

若通信方式为双工通信，则执行子步骤S203-5。，

子步骤S203-5，判断信道质量评价值是否大于第一信道质量评价值阈值。

若信道质量评价值大于第一信道质量评价值阈值，则执行子步骤S203-6。

子步骤S203-6，判断信道质量评价值是否大于第二信道质量评价值阈值。

若信道质量评价值大于第二信道质量评价值阈值，则执行子步骤S203-7，若信道质量评价值不大于第二信道质量评价值阈值，则执行子步骤S203-8。

子步骤S203-7，将纠错机制传输策略作为目标传输策略。

子步骤S203-8，将直接传输策略作为目标传输策略。

若信道质量评价值不大于第一信道质量评价值阈值，则执行子步骤S203-9。

子步骤S203-9，将混合机制传输策略作为目标传输策略。

在本申请实施例中，通过参数获取模块得到的通信环境参数判断当前通信双方信道是否为单工。使用重传机制和混合机制进行数据传输需要目标设备200向计算机设备100发送反馈信息，单工信道无法满足使用重传机制和混合机制进行传输的要求。

若当前通信双方为单工通信则进一步判断当前要传输的数据是否要求实时性通信，要求实时性通信就选择纠错机制进行数据传输，不要求实时性通信就选择多传机制进行数据传输，这是因为实时性数据的数据量较少，且每时每刻都有新数据需要发送，只有最新的数据是有意义的，在这种情况下使用多传机制进行传输是没有意义的。

若当前通信双方不是单工通信则进一步判断信道质量值是否大于阈值，信道质量值大于第二信道质量评价值阈值就不采取任何策略直接进行数据传输，信道质量值大于第一信道质量评价值阈值且小于第二信道质量评价值阈值就使用重传机制进行数据传输，信道质量值不大于第一信道质量评价值阈值就使用混合机制进行数据传输，这是因为在信道质量较差的情况下，使用重传机制进行数据传输需要多次重传，传输效果很差，而混合机制通过使用纠错码可以减少重传次数，传输效果较好。

值得说明的是，实时性数据的数据量较少，对传输速率有很高的要求，只有最新的数据是有意义的，因此实时数据一般不适用重传机制，如各种检测器和控制器的I/O口的实时数据，信号、控制器之间的互锁信号等。非实时性数据，对传输速率要求较低，但数据量一般较大，如用户编程数据、组态数据和部分系统状态监视数据等。

在一种可能的实施方式中，请结合参阅图4，在目标传输策略为述混合机制传输策略的情况下，前述步骤S205可以通过以下步骤执行实施。

子步骤S205-1，根据目标传输策略将目标报文进行封装，得到包含目标报文对应的纠错码的目标数据帧。

子步骤S205-2，将目标数据帧发送至目标设备200，以使目标设备200能够利用目标报文对应的纠错码完成度目标数据帧的纠错。

子步骤S205-3，在接收到目标设备200反馈的用于表征纠错失败的NCK数据包的情况下，再次发送目标数据帧至目标设备200；

子步骤S205-4，在预定时间范围内未接收到目标设备200反馈的用于表征确认接收的ACK数据包的情况下，再次发送目标数据帧至目标设备200。

在本申请实施例中，可以预先确定报文构造的模板，请结合参阅表1。

表1：

其中，其中6bit的头类型即为传输策略信息，头类型值为0表示使用重传策略进行数据传输，头类型为1表示使用多发策略进行数据传输，头类型值为3表示使用纠错策略进行数据传输，头类型值为7表示使用混合策略进行传输，然后根据传输策略对报文的其余部分进行构造和解析。在此基础上，在使用混合机制传输策略下，待发送数据对应的报文格式可以参考表2和表3，表2为混合机制传输策略的报文格式，表3为混合机制传输策略的报文标志位。

表2：

表3：

其中，块类型：2位，传输块的类型值为0；头类型：6位，混合机制的头类型为7；标志位：1字节，预定义了5个标志位，剩下1位为保留位被置为0，如表3所示。

bit0-bit1是RS（Resend）标志，用表示重发的相关信息。若RS位置为00，则表示当前数据包为数据的计算机设备100设备发送的正常数据包；RS位置为01，则表示当前数据包为数据的目标设备200返还的ACK（Acknowledgements，确认机制）数据包，确认接收到的数据包通过<Transmission Id>和<TSN>字段来定位；RS位置为11，则表示当前数据包为数据的目标设备200返还的NCK（Negative acknowledgment，出错机制）数据包，说明对应的数据包出现错误需要重发，重发的数据包通过<Transmission Id>和<TSN>字段来定位。

bit2是EC（EnCrypted）标志，表示消息（不包括传输块的非负载部分）是否加密，被置为1时，说明消息是经过加密的。

bit3是TC（TrunCated）标志，表示消息是否被截断。

bit4是CP（ComPressed）标志，表明消息（不包括消息信封）是否经过压缩。1表示压缩，0表示未压缩。压缩方法定义为IETF-XXXX。

bit5-bit7是FEC编码，表示不同纠错码种类，其中000代表汉明码；001代表BCH码；010代表Seed-Solomon（RS）码；011代表卷积码；100代表Turbo码；101代表低密度奇偶校验码（LDPC）；纠错码长度：2字节，当前数据包中包含的纠错码长度；保留位：2字节，保留供未来使用；传输标识：发送端的每个传输都由一个4字节无符号整数的<Transmission Id>表示。传输标识必须与同一个发送者发起的其他传输相区别，并使之能跟踪这个传输。

接收端的响应必须包含正确的传输标识；传输序列号：消息可能在传输过程中截断（如基于UDP时）。< TSN>是一个4字节无符号整数，作为对原始信息截断后每一个分片的跟踪计数。

信息接收者可以基于<TSN>来组装恢复原始信息。每一条信息的<TSN>必须从0开始。每一条截断的信息必须将其传输块中的TC标志置位。没有截断的消息必须设置其<TSN>为0；总数：4字节无符号整数，指定截断消息的数据包总数。

数据可以作为具有共同的传输标识的多条消息传输；时间戳：4字节，报文在发送时，当前时钟的时间值；流标识：2字节，表明该数据块所从属的流。该字段的设计的目的是实现多流传输。通过流标识来唯一标记每一条逻辑流，在接收端进行区分接收，每条逻辑流之间相互独立。如果不使用多流传输则置为-1；流序列号：2字节，流内序列号，相对于流标识所在的流，传输序列号TSN用于确定在指定Transmission ID下所有数据的传输序列号，SSN用于确认在当前所在逻辑流下数据的序列号。通过流标识和流序列号的设置，从而实现多流传输。如果不使用多流传输则置为-1。

为了能够更加清楚的描述本申请实施例提供的方案，下面对混合传输机制的处理流程进行详细描述，计算机设备100根据传输的待发送数据计算相应的纠错码，进而组成目标数据帧传递到缓存中等待发送。目标设备200在收到目标数据帧后，对目标数据帧进行差错校验，若差错校验不存在错误，则直接将目标数据帧提交上层；若差错校验存在错误，则使用纠错码进行纠错，如果能够成功纠错，就将纠错后的目标数据帧提交上层，如果纠错失败，就通过反馈信道向数据的计算机设备100发送NCK，由计算机设备100的FEC（Forwarderror correction，前向纠错编码）编码器接收。计算机设备100收到NCK后，就再次发送存在错误的目标数据帧，直至传输成功；若计算机设备100在预定时间内未接收到目标设备200反馈的ACK，说明数据帧在传输过程中丢失，就再次发送对应的数据帧至目标设备200。

为了能够更加清楚地描述本申请提供的方案，下面对其他传输策略在本申请中的使用方式进行详细介绍。

在使用重传机制传输策略下，待发送数据对应的报文格式可以参考表4和表5，表4为重传机制传输策略的报文格式，表5为重传机制传输策略的报文标志位。

表4：

表5：

其中，块类型：2位，传输块的类型值为0；头类型：6位，重传机制的头类型为0；标志位：1字节，预定义了4个标志位，剩下3位为保留位被置为0，如表5所示。

bit0-bit1是RS（Resend）标志，用表示重发的相关信息。如果RS位置为00，则表示当前数据包为数据的计算机设备100设备发送的正常数据包；RS位置为01，则表示当前数据包为数据的目标设备200返还的ACK数据包，确认接收到的数据包通过<Transmission Id>和<TSN>字段来定位；RS位置为11，则表示当前数据包为数据的目标设备200返还的NCK数据包，说明对应的数据包出现错误需要重发，重发的数据包通过<Transmission Id>和<TSN>字段来定位。

bit2是EC（EnCrypted）标志，表示消息（不包括传输块的非负载部分）是否加密。被置为1时，说明消息是经过加密的。

bit3是TC（TrunCated）标志，表示消息是否被截断。

bit4是CP（ComPressed）标志，表明消息（不包括消息信封）是否经过压缩。1表示压缩，0表示未压缩。压缩方法定义为IETF-XXXX；保留位：4字节，保留供未来使用；传输标识：发送端的每个传输都由一个4字节无符号整数的<Transmission Id>表示。传输标识必须与同一个发送者发起的其他传输相区别，并使之能跟踪这个传输。接收端的响应必须包含正确的传输标识；传输序列号：消息可能在传输过程中截断（如基于UDP时）。< TSN>是一个4字节无符号整数，作为对原始信息截断后每一个分片的跟踪计数。信息接收者可以基于<TSN>来组装恢复原始信息。每一条信息的<TSN>必须从0开始。每一条截断的信息必须将其传输块中的TC标志置位。没有截断的消息必须设置其<TSN>为0；总数：4字节无符号整数，指定截断消息的数据包总数。数据可以作为具有共同的传输标识的多条消息传输；时间戳：4字节，报文在发送时，当前时钟的时间值；流标识：2字节，表明该数据块所从属的流。该字段的设计的目的是实现多流传输。通过流标识来唯一标记每一条逻辑流，在接收端进行区分接收，每条逻辑流之间相互独立。如果不使用多流传输则置为-1；流序列号：2字节，流内序列号，相对于流标识所在的流，传输序列号TSN用于确定在指定Transmission ID下所有数据的传输序列号，SSN用于确认在当前所在逻辑流下数据的序列号。通过流标识和流序列号的设置，从而实现多流传输。如果不使用多流传输则置为-1。

在重传机制传输策略中，计算机设备100对数据序列按一定的规则进行编码，使其成为一个检错能力强的数据包，然后将数据包传递到缓存中进行发送。目标设备200在收到数据包后，按编码规则计算接收校验码。若校验正确，则接受此包。同时，目标设备200经由反向信道反馈发送ACK通知计算机设备100设备，它所发送的数据包已被成功地接收。若校验错误则说明数据包有错，通过反馈信道发送NCK通知计算机设备100重传同一包。计算机设备100把前面发出的数据重新传送一次，直到该数据包被成功地接收为止。

在使用多发机制传输策略下，待发送数据对应的报文格式可以参考表6和表7，表6为多发机制传输策略的报文格式，表7为多发机制传输策略的报文标志位。

表6：

表7：

其中，传输序列号：4字节，为每个数据包按顺序标号，从0开始，到达最大限额后归零重新开始；计数：4字节，表示数据被多发的次数；标志位：如表8所示。

在基于多发机制策略的发送过程中，对于同一个传输标识，每个数据包唯一的帧序列号（即报文中的传输序列号）。对同一帧序列号，计算机设备100设备连续发送多遍数据，但帧序列号不增加，发送的次数在计数Count中定义（大于等于2）。连续发送的间隔没有限制。接收过程中，目标设备200对收到的数据进行帧序列号判断，若大于当前已接收到的帧的序列号，就认为是一个有效的包，进行正常处理；若接收到的帧序列号与当前已接收到的帧的序列号相同，则认为是上一数据包的冗余传输，作为无效数据丢弃。

在使用纠错机制传输策略下，待发送数据对应的报文格式可以参考表8和表9，表8为纠错机制传输策略的报文格式，表9为纠错机制传输策略的报文标志位。

表8：

表9：

其中，冗余大小：2字节，当前包所在的组中，冗余包的个数；标志位：如表9所示。其中FEC编码占三位，表示不同纠错码种类；000：汉明码；001：BCH码；010：Seed-Solomon（RS）码；011：卷积码；100：Turbo码；101：低密度奇偶校验码（LDPC）；组序号：4字节，当前包所在的组的序号，码流由连续的组组成，每个组拥有自己唯一的序列号。从0开始，到达最大限额后归零重新开始；组大小：2字节，当前包所在组大小；组序列号：当先包在组内的序列号，从0开始。

纠错机制采用向前纠错的方法增加数据通信的可信度，在单向通讯信道中，一旦错误被发现，其目标设备200将无权再请求传输。前向纠错编码（FEC）技术通过在传输码列中加入冗余纠错码，在一定条件下，通过解码可以自动纠正传输误码，降低接收信号的误码率。FEC是利用数据进行传输冗余信息的方法，当传输中出现错误，目标设备200可以重建数据。在发送过程中，待发送数据被分割成多个组进行传输，每个组由一定比例的数据包和冗余包组成（冗余度）。在一个组中，冗余包由数据包以及对应的纠错码生成。组和组之间是相互独立的，组大小及冗余度可以不同，计算机设备100设备可以根据情况动态调整，以达到最佳的服务服务质量。在接收过程中，如果目标设备200按照组序列号接收到包，则说明没有丢失，直接上传给上层应用；如果未按照组序列号收到包，则说明存在丢包的情况，目标设备200需要根据纠错码和组内其他包进行恢复。若无法恢复，则按序上传已经接收到的包，其余的放弃。

在一种可能的实施方式中，数据状态参数包括数据安全等级，前述步骤S204可以由以下详细的实施方式执行实施。

子步骤S204-1，根据目标传输策略对待发送数据进行报文构造，得到包括数据安全等级的目标报文。

在本申请实施例中，可以通过对数据的安全等级进行划分，识别数据对企业的具体价值，进而确定适当的传输策略，保护数据的完整性、保密性和可用性。例如，一般企业将数据分为绝密、机密、秘密和公开四种类型，超过公开级别的数据都是敏感数据，它们具有不同的价值，在传输过程中需要采取适当的策略，规避因传输过程中的数据丢失和错误给企业造成重大损失的可能。具体地，将数据划分为5个安全等级：1）绝密，这是极度敏感的数据，如果受到破坏，可能会导致企业面临严重风险，例如系统和个人认证信息等；2）机密，这是高度敏感的数据，如果受到破坏，可能导致企业面临风险，例如商业机密和个人信用卡信息等；3）秘密，如果受到破坏，可能对企业造成负面影响，例如与合作企业的合同和员工审查等信息；4）内部公开，非公共披露的数据，例如组织结构图和员工信息等；5）外部公开，可以自由公开披露的数据，例如企业联系信息等。通过上述设置，能够在目标设备200确定出接收数据的安全等级后，采取对应的保密措施进行处理。

在一种可能的实施方式中，方法还包括：

步骤S301，接收目标设备200发送的待处理数据帧。

步骤S302，解析待处理数据帧，从多个传输策略中确定出待处理数据帧对应的传输策略。

步骤S303，根据待处理数据帧对应的传输策略对待处理数据帧进行解封，得到待处理数据帧对应的待处理报文。

在本申请实施例中，计算机设备100也可以作为数据的接收者，对接收到的待处理数据帧的处理方式与前述计算机设备100作为发送端的处理方式相对应，在此不做赘述。

本申请实施例提供一种自适应数据传输装置110，应用于计算机设备100，计算机设备100配置有多个传输策略，计算机设备100与目标设备200通信连接，请结合参阅图5，自适应数据传输装置110包括：

获取模块1101，用于发送测试报文至目标设备200，获取与目标设备200的通信状态参数；获取待发送数据以及待发送数据的数据状态参数。

决策模块1102，用于根据通信状态参数和数据状态参数，从多个传输策略中确定出目标传输策略。

构造模块1103，用于根据目标传输策略对待发送数据进行报文构造，得到目标报文。

传输模块1104，用于根据目标传输策略将目标报文进行封装，并发送至目标设备200。

在一种可能的实施方式中，通信状态参数包括通信方式和信道质量评价值，获取模块1101具体用于：

发送测试报文至目标设备200；在预设时间范围内获取目标设备200反馈的响应报文的情况下，判定通信方式为双工通信；根据测试报文和响应报文，确定出与目标设备200的往返延迟、丢包率和网络带宽；根据往返延迟、丢包率和网络带宽计算得到信道质量评价值；在预设时间范围内未获取目标设备200反馈的响应报文的情况下，判定通信方式为单工通信。

在一种可能的实施方式中，获取模块1101进一步具体用于，包括：

利用加权平均法将预设时段的往返延迟、丢包率和网络带宽转化为通信性能评价值；根据公式

计算得到信道质量评价值，其中，P为信道质量评价值，P_t为t时刻的通信性能评价值，n为预设时段包括的时刻个数。

在一种可能的实施方式中，多个传输策略包括重传机制传输策略、多发机制传输策略、纠错机制传输策略、混合机制传输策略和直接传输策略，数据状态参数包括数据实时性指标，决策模块1102具体用于：

判断通信方式为单工通信或双工通信；若通信方式为单工通信，则判断数据实时性指标是否表征要求实时性通信；若数据实时性指标表征要求实时性通信，则将重传机制传输策略作为目标传输策略；若数据实时性指标表征未要求实时性通信，则将多发机制传输策略作为目标传输策略；若通信方式为双工通信，则判断信道质量评价值是否大于第一信道质量评价值阈值；若信道质量评价值大于第一信道质量评价值阈值，则判断信道质量评价值是否大于第二信道质量评价值阈值；若信道质量评价值大于第二信道质量评价值阈值，则将纠错机制传输策略作为目标传输策略，若信道质量评价值不大于第二信道质量评价值阈值，则将直接传输策略作为目标传输策略；若信道质量评价值不大于第一信道质量评价值阈值，则将混合机制传输策略作为目标传输策略。

在一种可能的实施方式中，在目标传输策略为述混合机制传输策略的情况下，传输模块1104具体用于：

根据目标传输策略将目标报文进行封装，得到包含目标报文对应的纠错码的目标数据帧；将目标数据帧发送至目标设备200，以使目标设备200能够利用目标报文对应的纠错码完成度目标数据帧的纠错；在接收到目标设备200反馈的用于表征纠错失败的NCK数据包的情况下，再次发送目标数据帧至目标设备200；在预定时间范围内未接收到目标设备200反馈的用于表征确认接收的ACK数据包的情况下，再次发送目标数据帧至目标设备200。

在一种可能的实施方式中，数据状态参数包括数据安全等级，构造模块1103具体用于：

根据目标传输策略对待发送数据进行报文构造，得到包括数据安全等级的目标报文。

在一种可能的实施方式中，传输模块1104还用于：

接收目标设备200发送的待处理数据帧；解析待处理数据帧，从多个传输策略中确定出待处理数据帧对应的传输策略；根据待处理数据帧对应的传输策略对待处理数据帧进行解封，得到待处理数据帧对应的待处理报文。

需要说明的是，前述自适应数据传输装置110的实现原理可以参考前述自适应数据传输方法的实现原理，在此不再赘述。应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，获取模块1101可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上获取模块1101的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所描述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(centralprocessing unit，CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，SOC)的形式实现。

本发明实施例提供一种计算机设备100，计算机设备100包括处理器及存储有计算机指令的非易失性存储器，计算机指令被处理器执行时，计算机设备100执行前述的自适应数据传输装置110。如图6所示，图6为本发明实施例提供的计算机设备100的结构框图。计算机设备100包括自适应数据传输装置110、存储器111、处理器112及通信单元113。

为实现数据的传输或交互，存储器111、处理器112以及通信单元113各元件相互之间直接或间接地电性连接。例如，可通过一条或多条通讯总线或信号线实现这些元件相互之间电性连接。自适应数据传输装置110包括至少一个可以软件或固件（firmware）的形式存储于存储器111中或固化在计算机设备100的操作系统（operating system，OS）中的软件功能模块。处理器112用于执行存储器111中存储的自适应数据传输装置110，例如自适应数据传输装置110所包括的软件功能。

本申请实施例提供一种可读存储介质，可读存储介质包括计算机程序，计算机程序运行时控制可读存储介质所在计算机设备执行前述至少一种可能的实施方式中的自适应数据传输方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种自适应数据传输方法，其特征在于，应用于计算机设备，所述计算机设备配置有多个传输策略，所述计算机设备与目标设备通信连接，所述方法包括：

发送测试报文至所述目标设备，获取与所述目标设备的通信状态参数；

获取待发送数据以及所述待发送数据的数据状态参数；

根据所述通信状态参数和所述数据状态参数，从所述多个传输策略中确定出目标传输策略；

根据所述目标传输策略对所述待发送数据进行报文构造，得到目标报文；

根据所述目标传输策略将所述目标报文进行封装，并发送至所述目标设备；

所述通信状态参数包括通信方式和信道质量评价值，所述发送测试报文至所述目标设备，获取与所述目标设备的通信状态参数，包括：

发送测试报文至所述目标设备；

在预设时间范围内获取所述目标设备反馈的响应报文的情况下，判定所述通信方式为双工通信；

根据所述测试报文和所述响应报文，确定出与所述目标设备的往返延迟、丢包率和网络带宽；

根据所述往返延迟、所述丢包率和所述网络带宽计算得到所述信道质量评价值；

在预设时间范围内未获取所述目标设备反馈的响应报文的情况下，判定所述通信方式为单工通信；

所述多个传输策略包括重传机制传输策略、多发机制传输策略、纠错机制传输策略、混合机制传输策略和直接传输策略，所述数据状态参数包括数据实时性指标，所述根据所述通信状态参数和所述数据状态参数，从所述多个传输策略中确定出目标传输策略，包括：

判断所述通信方式为所述单工通信或所述双工通信；

若所述通信方式为所述单工通信，则判断所述数据实时性指标是否表征要求实时性通信；若所述数据实时性指标表征要求实时性通信，则将所述重传机制传输策略作为所述目标传输策略；若所述数据实时性指标表征未要求实时性通信，则将所述多发机制传输策略作为所述目标传输策略；

若所述通信方式为所述双工通信，则判断所述信道质量评价值是否大于第一信道质量评价值阈值；若所述信道质量评价值大于所述第一信道质量评价值阈值，则判断所述信道质量评价值是否大于第二信道质量评价值阈值；若所述信道质量评价值大于所述第二信道质量评价值阈值，则将所述纠错机制传输策略作为所述目标传输策略，若所述信道质量评价值不大于所述第二信道质量评价值阈值，则将所述直接传输策略作为所述目标传输策略；若所述信道质量评价值不大于所述第一信道质量评价值阈值，则将所述混合机制传输策略作为所述目标传输策略。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述往返延迟、所述丢包率和所述网络带宽计算得到所述信道质量评价值，包括：

利用加权平均法将预设时段的所述往返延迟、所述丢包率和所述网络带宽转化为通信性能评价值；

根据公式

计算得到所述信道质量评价值，其中，P为所述信道质量评价值，P_t为t时刻的所述通信性能评价值，n为所述预设时段包括的时刻个数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标传输策略为所述混合机制传输策略的情况下，所述根据所述目标传输策略将所述目标报文进行封装，并发送至所述目标设备，包括：

根据所述目标传输策略将所述目标报文进行封装，得到包含所述目标报文对应的纠错码的目标数据帧；

将所述目标数据帧发送至所述目标设备，以使所述目标设备能够利用所述目标报文对应的纠错码完成度所述目标数据帧的纠错；

在接收到所述目标设备反馈的用于表征纠错失败的NCK数据包的情况下，再次发送所述目标数据帧至所述目标设备；

在预定时间范围内未接收到所述目标设备反馈的用于表征确认接收的ACK数据包的情况下，再次发送所述目标数据帧至所述目标设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据状态参数包括数据安全等级，所述根据所述目标传输策略对所述待发送数据进行报文构造，得到目标报文，包括：

根据所述目标传输策略对所述待发送数据进行报文构造，得到包括所述数据安全等级的所述目标报文。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述目标设备发送的待处理数据帧；

解析所述待处理数据帧，从所述多个传输策略中确定出所述待处理数据帧对应的传输策略；

根据所述待处理数据帧对应的传输策略对所述待处理数据帧进行解封，得到所述待处理数据帧对应的待处理报文。

6.一种自适应数据传输装置，其特征在于，应用于计算机设备，所述计算机设备配置有多个传输策略，所述计算机设备与目标设备通信连接，所述装置包括：

获取模块，用于发送测试报文至所述目标设备，获取与所述目标设备的通信状态参数；获取待发送数据以及所述待发送数据的数据状态参数；

决策模块，用于根据所述通信状态参数和所述数据状态参数，从所述多个传输策略中确定出目标传输策略；

构造模块，用于根据所述目标传输策略对所述待发送数据进行报文构造，得到目标报文；

传输模块，用于根据所述目标传输策略将所述目标报文进行封装，并发送至所述目标设备；

所述通信状态参数包括通信方式和信道质量评价值，所述获取模块具体用于：

发送测试报文至所述目标设备；在预设时间范围内获取所述目标设备反馈的响应报文的情况下，判定所述通信方式为双工通信；根据所述测试报文和所述响应报文，确定出与所述目标设备的往返延迟、丢包率和网络带宽；根据所述往返延迟、所述丢包率和所述网络带宽计算得到所述信道质量评价值；在预设时间范围内未获取所述目标设备反馈的响应报文的情况下，判定所述通信方式为单工通信；

所述多个传输策略包括重传机制传输策略、多发机制传输策略、纠错机制传输策略、混合机制传输策略和直接传输策略，所述数据状态参数包括数据实时性指标，所述决策模块具体用于：

判断所述通信方式为所述单工通信或所述双工通信；若所述通信方式为所述单工通信，则判断所述数据实时性指标是否表征要求实时性通信；若所述数据实时性指标表征要求实时性通信，则将所述重传机制传输策略作为所述目标传输策略；若所述数据实时性指标表征未要求实时性通信，则将所述多发机制传输策略作为所述目标传输策略；若所述通信方式为所述双工通信，则判断所述信道质量评价值是否大于第一信道质量评价值阈值；若所述信道质量评价值大于所述第一信道质量评价值阈值，则判断所述信道质量评价值是否大于第二信道质量评价值阈值；若所述信道质量评价值大于所述第二信道质量评价值阈值，则将所述纠错机制传输策略作为所述目标传输策略，若所述信道质量评价值不大于所述第二信道质量评价值阈值，则将所述直接传输策略作为所述目标传输策略；若所述信道质量评价值不大于所述第一信道质量评价值阈值，则将所述混合机制传输策略作为所述目标传输策略。

7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器及存储有计算机指令的非易失性存储器，所述计算机指令被所述处理器执行时，所述计算机设备执行权利要求1-5中任意一项所述的自适应数据传输方法。

8.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质包括计算机程序，所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在计算机设备执行权利要求1-5中任意一项所述的自适应数据传输方法。

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