CN114389954A - 一种基于固定带宽的数据传输控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于固定带宽的数据传输控制方法及系统，通过将网络带宽上的传输队列划分成以时间序列排序的一个个传输控制块；将所述传输控制块分割成多个同样大小的传输单元；将传输控制块中的传输单元合理分配给消息、文件、实时码流传输任务，满足各类数据对传输时效性、稳定性的不同需求。此方法将需要占用过多网络带宽资源的任务数据按传输单元进行分割后分别占据不同时刻的传输控制块中的传输单元进行传输，精细控制数据传输过程，避免网络阻塞，保证重要数据的时效性、实时数据的传输稳定性；同时由于对现有的网络带宽进行合理的资源分配，充分利用传输控制块中的每一传输单元，提高了网络带宽的利用率。
Description
技术领域
本发明术语计算机网络技术领域，尤其是涉及一种基于固定带宽的数据传输控制方法及系统。
背景技术
当前背景下的数据传输正变得复杂多样和动态多变，数据传输决策面临着庞大决策空间的考验。同时，考虑到数据包大小和请求数量的不确定性，以及用户对传输时延的强烈需求，传统算法在处理如此复杂动态的数据传输需求时，无法综合考虑诸多限制条件，同时降低传输能耗，较难获得理想的优化效果。比如对于内容分发网络CDN厂商来说，其加速服务主要根据业务特征及评估指标来针对性的制定传输策略，例如，点播业务评估指标为卡顿率时，为了减少视频播放卡顿，传输策略就需要配置为以较快较稳定速度发包，但这种传输策略会使传输业务较容易发生拥塞，甚至导致丢包；相反的，评估指标为丢包率时，传输策略则需要配置为尽量减少丢包。但是，由于目前针对同一个域名的数据传输加速服务通常是选择一种固定的传输策略，因此策略上难以兼顾不同网络制式传输上的差异，从而忽略了不同网络制式对质量的影响，由此导致传输质量不能得到充分提升。
上文中的技术主要解决特定类型数据的传输策略，针对消息、文件、码流等数据的综合传输策略，没有很好的方法，会造成以下问题：
1、若某类型的数据过多占用带宽，会导致其他数据无法满足该类型数据的传输需求；
2、为防止上述情况，一般会针对每类数据划定指定带宽，但会导致传输资源浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是怎样解决特定类型数据传输过程中，既能防止因某类型数据占用过多带宽导致其他数据无法传输，又能防止因指定带宽造成传输资源浪费的情况，提出了一种基于固定带宽的数据传输控制方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种基于固定带宽的数据传输控制方法，包括以下步骤：
步骤1：根据预设的网络带宽W，单位为Mbps，将所述网络带宽上的传输队列划分成以时间序列排序的一个个传输控制块，每个传输控制块传输一个时间单位的传输任务；
步骤2：将所述传输控制块分割成多个同样大小的传输单元；
步骤3：将传输队列中位于一个时间单位内的多个传输任务根据各任务大小分别分割成传输单元大小的多个数据包并放置在不同的传输单元中进行传送。
进一步地，所述传输单元的大小U根据用户需要进行预先设置。
进一步地，所述时间单位为秒。
进一步地，一个时间单位内的多个传输任务按照优先级由高到低的顺序占据传输单元。
进一步地，多个所述传输任务包括消息、文件以及实时码流三类任务，任务类别为消息的数据大小为M，单位为KB，M≤U，U为传输单元的大小，单位为KB，任务类别为实时码流的传输速率为S，单位为Kbps，S<W，实时码流中单个数据包的大小小于U，任务类别为文件的数据大小为F，F>U，单位为MB。
进一步地，传输任务类别为文件的数据在传输过程中将被切割为一个个大小为传输单元大小的数据包，不足一个传输单元大小的部分按照一个传输单元来处理，为每个数据包分配一个传输单元位置。
进一步地，当多个传输任务中包括实时码流时，优先将实时码流分配到当前传输控制块中，再将剩下的传输任务按照优先级由高到低的顺序分配到传输控制块剩余的传输单元中；当多个传输任务中不包括实时码流，仅具有消息和文件传输任务时，按照传输任务的优先级，由高到低按顺序分配到一个传输控制块中，其中大于传输单元的大小U(KB)的任务数据分解成小于或等于U(KB)的数据包分配。
进一步地，当传输控制块剩余的传输单元不足以放置当前时间单位内被分割的数据包时，则将多余的数据包分配在下一个时间单位的传输控制块中。
进一步地，当任务队列中有优先级更高的任务出现时，将当前传输控制块中优先级低的传输任务分配到的传输单元释放出来给优先级更高的任务使用，被释放的优先级低的传输任务顺移到下一个传输控制块中的各传输单元中。
进一步地，在每次传输任务开始前进行传输控制块的分配，并在之后的每个传输控制块传输时先对前一个传输控制块的传输任务完成情况进行判断，如果完成，则释放传输模块中的传输单元位置，并给新的传输任务分配传输单元位置及对应的传输量；如果未完成，则继续传输先前的传输任务。
本发明还提供了一种基于固定带宽的传输控制系统，包括以下模块：
带宽划分模块：用于根据预设的网络带宽W，单位为Mbps，将所述网络带宽上的传输队列划分成以时间序列排序的一个个传输控制块，每个传输控制块传输一个时间单位的传输任务；
决策模块：用于将传输队列中位于一个时间单位内的多个传输任务根据各任务大小分别分割成传输单元大小的多个数据包并放置在不同的传输单元中；
控制模块：用于将一个时间单位内的传输任务通过决策模块放置在一个传输控制块的不同传输单元中进行传送。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的一种基于固定带宽的数据传输控制方法及系统，通过将固定带宽看作以时间序列排序的一个个传输控制块，并传输控制块分割成多个同样大小的传输单元，将需要占用过多网络带宽资源的任务数据按传输单元进行分割后分别占据不同的传输单元进行传输，精细控制数据传输过程，避免网络阻塞，保证重要数据的时效性；同时由于对现有的网络带宽进行合理的资源分配，充分利用传输控制块中的每一传输单元，提高了网络带宽的利用率。
附图说明
图1为本发明系统流程图；
图2为带宽划分示意图；
图3为多类传输任务占据传输单元示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
图1至图3示出了本发明一种基于固定带宽的数据传输控制方法，包括以下步骤：
步骤1：根据预设的网络带宽W，单位为Mbps，如图1所示，将所述网络带宽上的传输队列划分成以时间序列排序的一个个传输控制块，每个传输控制块传输一个时间单位内的传输任务。
步骤2：将所述传输控制块分割成多个同样大小的传输单元。
本实施例中，通过将带宽上的传输队列看作成一个个以时间排序的传输控制块，并且分成多个同样大小的传输单元，通过对网络带宽资源的虚拟化，将每秒传输数据进行合理划分，因此使得在一个时间单位内，可以同时传输码流数据、消息、文件，并满足各自的传输需求。本实施例中，所述时间单位为秒，当然时间单位也可以设置成两秒或半秒，根据用户的习惯及需要进行设置。一个传输控制块中被分割的传输单元的数量确定后，一般不再修改。传输单元的大小U是用户根据任务需要预先进行设置，经过实验传输单元大小一般设置为4KB时，网络传输时延小、丢包率低，丢包重传代价低。一个传输单元中放置一个消息任务数据包，以及实时码流传输中的一个数据包，避免由于过细的分割造成资源的浪费失去传输控制块的意义。
如图2所示，按单个传输单元大小U进行分割，则每秒在传输控制块中传输单元的数量n1=（W/8）*（1024/U），即每秒在传输控制块中有n1个传输单元位置，在同时有多个传输任务的情况下，每个传输任务会按照优先级由高到低的顺序占有传输控制块中相应数量的位置。
步骤3：将传输队列中位于一个时间单位内的多个传输任务根据任务大小分别分割成传输单元大小的多个数据包并放置在不同的传输单元中进行传送。本实施例中，通过将一个时间单位内的多个传输任务根据任务大小进行分割，精细控制数据传输过程，避免网络阻塞，而且由于一个传输控制块中既可以传输实时码流、消息，也可以传输文件，保证重要数据的时效性；以传输控制块为基础，对现有的网络带宽进行合理的资源分配，充分利用传输控制块中的每一传输单元，提高网络带宽的利用率。
本实施例中，一个时间单位内的多个传输任务按照优先级由高到低的顺序占据传输单元。并且被分割的任务数据包具有与分割前任务相同的优先级。多个所述传输任务包括消息、文件以及实时码流三类任务，任务类别为消息的数据长度为M，单位为KB，M≤U，U为传输单元的大小，单位为KB，任务类别为实时码流的传输速率为S，单位为Kbps，S<W，任务类别为文件的数据大小为F，F>U，单位为MB。一个消息类数据传输任务在传输时按单个传输单元传输，即一个任务占有一个传输单元，不需要进行分割；文件类数据传输任务在传输时会按照单个传输单元分割为大小为U的数据包传输，一个数据包占有一个传输单元；实时码流传输速率大小为S（Kbps），S小于W，实时码流中单个数据包的大小小于传输单元的大小U，由此可得出，实时码流在传输时每秒占用传输单元的数量n2=（S/8）*（1024/U）。
本实施例中，传输任务类别为文件的数据在传输过程中将被切割为一个个大小为传输单元大小的数据包，不足一个传输单元大小的部分按照一个传输单元来处理，为每个数据包分配一个传输单元位置。如果单次文件传输任务的数据包数量大于传输控制块所分割的传输单元数量，则将多余的数据包分配在下一个时间单位的传输控制块中。
在同时有多个传输任务的情况下，每个传输任务按照优先级由高到低占有传输控制块中相对数量的位置。应当理解的是，大于U(KB)的文件数据会被分割成小于或等于U(KB)的数据包传输，实时码流数据按照要求的频率进行传输，比如1KB/s或0.5KB/s等，本发明给出几种具体的情况：
当多个传输任务只有消息数据传输时，由于消息数据的大小小于或等于U(KB)，将每个消息数据传输任务分配到传输控制块的一个传输单元位置中，直至所有的传输任务分配完成；
当多类传输任务中包括实时码流时，优先将实时码流分配到当前传输控制块中，再将剩下的传输任务按照优先级由高到低的顺序分配到传输控制块剩余的传输单元中；当多个传输任务中不包括实时码流，仅具有消息和文件传输任务时，按照传输任务的优先级，由高到低按顺序分配到一个传输模块中，其中大于传输单元大小U(KB)的数据分解成小于或等于U(KB)的数据包分配。在传输时，当传输控制块剩余的传输单元不足以放置当前时间单位内被分割的数据包时，则将多余的数据包分配在下一个时间单位的传输控制块中。
本实施例中，当任务队列中有优先级更高的任务出现时，将当前传输控制块中优先级低的传输任务分配到的传输单元释放出来给优先级更高的任务使用，被释放的优先级低的传输任务顺移到下一个传输控制块中的各传输单元中。
本实施例中，在每次传输任务开始前进行传输控制块的分配，并在之后的每个传输控制块传输时先对先前的传输任务完成情况进行判断，如果完成，则释放传输模块中的位置，并给新的传输任务分配位置及对应的传输量；如果未完成，则继续传输先前的传输任务。通过任务是否完成的判断可以避免前面的任务没有传输完成，造成数据的丢失。
本发明还提供了一种基于固定带宽的传输控制系统，如图3所示，包括以下模块：
带宽划分模块：用于根据预设的网络带宽W，单位为Mbps，将所述网络带宽上的传输队列划分成以时间序列排序的一个个传输控制块，每个传输控制块传输一个时间单位内的传输任务；
决策模块：用于将传输队列中位于一个时间单位内的多个传输任务根据各任务大小分别分割成传输单元大小的多个数据包并放置在不同的传输单元中；
控制模块：用于将一个时间单位内的传输任务通过决策模块放置在一个传输控制块的不同传输单元中进行传送。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种基于固定带宽的数据传输控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据预设的网络带宽W，单位为Mbps，将所述网络带宽上的传输队列划分成以时间序列排序的一个个传输控制块，每个传输控制块传输一个时间单位的传输任务；
步骤2：将所述传输控制块分割成多个同样大小的传输单元；
步骤3：将传输队列中位于一个时间单位内的多个传输任务根据各任务大小分别分割成传输单元大小的多个数据包并放置在不同的传输单元中进行传送。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述传输单元的大小U根据用户需要进行预先设置。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述时间单位为秒。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，一个时间单位内的多个传输任务按照优先级由高到低的顺序占据传输单元。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，多个所述传输任务包括消息、文件以及实时码流三类任务，任务类别为消息的数据大小为M，单位为KB，M≤U，U为传输单元的大小，单位为KB，任务类别为实时码流的传输速率为S，单位为Kbps，S<W，实时码流中单个数据包的大小小于U，任务类别为文件的数据大小为F，F>U，单位为MB。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，传输任务类别为文件的数据在传输过程中将被切割为一个个大小为传输单元大小的数据包，不足一个传输单元大小的部分按照一个传输单元来处理，为每个数据包分配一个传输单元位置。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当多个传输任务中包括实时码流时，优先将实时码流分配到当前传输控制块中，再将剩下的传输任务按照优先级由高到低的顺序分配到传输控制块剩余的传输单元中；当多个传输任务中不包括实时码流，仅具有消息和文件传输任务时，按照传输任务的优先级，由高到低按顺序分配到一个传输控制块中，其中大于传输单元的大小U的任务数据分解成小于或等于U的数据包分配。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当传输控制块剩余的传输单元不足以放置当前时间单位内被分割的数据包时，则将多余的数据包分配在下一个时间单位的传输控制块中。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，当任务队列中有优先级更高的任务出现时，将当前传输控制块中优先级低的传输任务分配到的传输单元释放出来给优先级更高的任务使用，被释放的优先级低的传输任务顺移到下一个传输控制块中的各传输单元中。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，在每次传输任务开始前进行传输控制块的分配，并在之后的每个传输控制块传输时先对前一个传输控制块的传输任务完成情况进行判断，如果完成，则释放传输模块中的传输单元位置，并给新的传输任务分配传输单元位置及对应的传输量；如果未完成，则继续传输先前的传输任务。
11.一种基于固定带宽的传输控制系统，其特征在于，包括以下模块：
带宽划分模块：用于根据预设的网络带宽W，单位为Mbps，将所述网络带宽上的传输队列划分成以时间序列排序的一个个传输控制块，每个传输控制块传输一个时间单位的传输任务；
决策模块：用于将传输队列中位于一个时间单位内的多个传输任务根据各任务大小分别分割成传输单元大小的多个数据包并放置在不同的传输单元中；
控制模块：用于将一个时间单位内的传输任务通过决策模块放置在一个传输控制块的不同传输单元中进行传送。
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