CN116261018A - 一种防止网络丢包方法、装置和输出节点设备 - Google Patents

一种防止网络丢包方法、装置和输出节点设备 Download PDF

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CN116261018A CN202111509734.9A CN202111509734A CN116261018A CN 116261018 A CN116261018 A CN 116261018A CN 202111509734 A CN202111509734 A CN 202111509734A CN 116261018 A CN116261018 A CN 116261018A
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张瑜凯
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Zhejiang Uniview Technologies Co Ltd
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Abstract

本申请实施例公开了一种防止网络丢包方法、装置和输出节点设备，该方法包括：获取输出节点设备与输入节点设备之间进行数据传输时的目标数据传输参数；该目标数据传输参数使得输出节点设备和输入节点设备之间的丢包率满足预设的丢包率要求；将获取的所述目标数据传输参数发送到所述输入节点设备，并根据所述目标数据传输参数与所述输入节点设备进行数据传输。通过该实施例方案，降低了丢包率，改善了由于丢包造成的卡顿、花屏以及设备挂死问题。

Description

一种防止网络丢包方法、装置和输出节点设备
技术领域
本申请实施例涉及KVM(键盘、视频和鼠标)系统的网络数据传输技术，尤指一种防止网络丢包方法、装置和输出节点设备。
背景技术
当前KVM系统中，在输出节点设备和输入节点设备之间进行数据传输时，如果检测到有丢包，则将整个GOP(画面组)都丢弃掉，这样会造成解码画面卡顿的现象，显示效果较差。或者检测到有丢包不处理，直接将数据送去解码，这样会造成解码花屏，甚至设备挂死问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种防止网络丢包方法、装置和输出节点设备，能够降低丢包率，改善由于丢包造成的卡顿、花屏以及设备挂死问题。
本申请实施例提供了一种防止网络丢包方法，可以应用于输出节点设备侧，所述方法包括：
获取输出节点设备与输入节点设备之间进行数据传输时的目标数据传输参数；所述目标数据传输参数使得所述输出节点设备和所述输入节点设备之间的丢包率满足所述丢包率要求；
将获取的所述目标数据传输参数发送到所述输入节点设备，并根据所述目标数据传输参数与所述输入节点设备进行数据传输。
在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：
在根据所述目标数据传输参数进行数据传输时检测到丢包现象时，控制所述输入节点设备和所述输出节点设备均开启纠错功能，并在数据传输时在需要传输的多个编码数据包后面增加一个纠错数据包；
其中，所述纠错数据包中的纠错报文是依据异或的校验和恢复特性根据所述多个编码数据包中的编码报文生成的，所述纠错数据包用于发生丢包现象时由所述输入节点设备通过所述纠错数据包对丢包数据进行恢复。
在本申请的示例性实施例中，所述获取输出节点设备与输入节点设备之间进行数据传输时的目标数据传输参数，可以包括：
直接调取预先探测好的目标数据传输参数；或者，
在与所述输入节点设备进行数据传输之前，通过预设的目标数据传输参数探测方案探测所述目标数据传输参数。
在本申请的示例性实施例中，所述目标数据传输参数可以包括：目标码率；
所述通过预设的目标数据传输参数探测方案探测所述目标数据传输参数，可以包括：
向所述输入节点设备发送不同码率的探测报文，并接收所述输入节点设备根据每个码率的探测报文返回的应答报文；其中，以每个码率发送的探测报文可以均相同；
根据所述每个码率对应的探测报文和应答报文计算该码率下的丢包率，并获取计算出的丢包率中符合所述丢包率要求的丢包率；
根据符合所述丢包率要求的丢包率，以及符合所述丢包率要求的丢包率对应的分辨率和/或画面组GOP参数确定所述目标码率。
在本申请的示例性实施例中，所述根据符合所述丢包率要求的丢包率，以及符合所述丢包率要求的丢包率对应的分辨率和/或画面组GOP参数确定所述目标码率，可以包括：
从所述符合所述丢包率要求的丢包率对应的分辨率中获取符合预设的分辨率要求的分辨率，将符合所述预设的分辨率要求的分辨率所对应的丢包率中的最小丢包率作为目标丢包率，将所述目标丢包率对应的码率作为所述目标码率；和/或，
从所述符合所述丢包率要求的丢包率对应的GOP参数中获取符合预设的GOP参数要求的GOP参数，将符合所述预设的GOP参数要求的GOP参数所对应的丢包率中的最小丢包率作为目标丢包率，将所述目标丢包率对应的码率作为所述目标码率。
在本申请的示例性实施例中，所述向所述输入节点设备发送不同码率的探测报文，可以包括：
以预设码率为起点，按二叉树原理对多个不同码率进行遍历；
按照预设的码率和报文发送量之间的转化关系式计算以遍历到的码率发送所述探测报文时对应的报文发送量；所述报文发送量包括：发送次数和每次发送的字节数；
根据计算出的报文发送量以与该报文发送量对应的码率向所述输入节点设备发送所述探测报文。
在本申请的示例性实施例中，所述计算该码率下的丢包率可以包括：
针对该码率，多次发送所述探测报文并相应计算每次发送所述探测报文对应的丢包率；
获取计算出的多个丢包率的平均值作为该码率对应的最终丢包率。
在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：
根据所述目标设备参数进行参数设置，并在采集到输入数据后按所设置的参数进行编码。
本申请实施例还提供了一种防止网络丢包装置，可以应用于输出节点设备侧，可以包括处理器和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，当所述指令被所述处理器执行时，实现上述任意一项所述的防止网络丢包方法。
本申请实施例还提供了一种输出节点设备，可以包括所述的防止网络丢包装置。
与相关技术相比，本申请实施例可以包括：获取输出节点设备与输入节点设备之间进行数据传输时的目标数据传输参数；所述目标数据传输参数使得所述输出节点设备和所述输入节点设备之间的丢包率满足预设的丢包率要求；将获取的所述目标数据传输参数发送到所述输入节点设备，并根据所述目标数据传输参数与所述输入节点设备进行数据传输。通过该实施例方案，降低了丢包率，改善了由于丢包造成的卡顿、花屏以及设备挂死问题。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施的防止网络丢包方法流程图；
图2为本申请实施例的通过预设的目标数据传输参数探测方案探测所述目标数据传输参数的方法流程图；
图3为本申请实施例的不同码率二叉树示意图；
图4为本申请实施例的探测报文组成结构示意图；
图5为传统的两个编码报文增加一个纠错报文的实施例示意图；
图6为本申请实施例的两个以上编码报文增加一个纠错报文的实施例示意图；
图7为本申请实施例的防止网络丢包装置组成框图；
图8为本申请实施例的输出节点设备组成框图。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
本申请实施例提供了一种防止网络丢包方法，可以应用于输出节点设备侧，如图1所示，所述方法可以包括步骤S101-S102：
S101、获取输出节点设备与输入节点设备之间进行数据传输时的目标数据传输参数；所述目标数据传输参数使得所述输出节点设备和所述输入节点设备之间的丢包率满足所述丢包率要求；
S102、将获取的所述目标数据传输参数发送到所述输入节点设备，并根据所述目标数据传输参数与所述输入节点设备进行数据传输。
在本申请的示例性实施例中，所述获取输出节点设备与输入节点设备之间进行数据传输时的目标数据传输参数，包括：
直接调取预先探测好的目标数据传输参数；或者，
在与所述输入节点设备进行数据传输之前，通过预设的目标数据传输参数探测方案探测所述目标数据传输参数。
在本申请的示例性实施例中，该目标数据传输参数可以是预先探测好的，也可以是临时探测获得的，如果该目标数据传输参数已经提前探测好，则可以直接调用该目标数据传输参数即可，如果该目标数据传输参数提前未探测好，即在首次使用本申请实施例方案进行数据传输时，可以通过预设的目标数据传输参数探测方案探测所述目标数据传输参数后在进行数据传输。下面对该目标数据传输参数探测方案进行详细介绍。
在本申请的示例性实施例中，输出节点设备可以自动去探测与输入节点设备之间进行数据传输时的丢包率。
在本申请的示例性实施例中，所述目标数据传输参数可以包括：目标码率。
在本申请的示例性实施例中，如图2所示，所述通过预设的目标数据传输参数探测方案探测所述目标数据传输参数，可以包括步骤S201-S203：
S201、向所述输入节点设备发送不同码率的探测报文，并接收所述输入节点设备根据每个码率的探测报文返回的应答报文。
在本申请的示例性实施例中，以每个码率发送的探测报文可以相同，也可以不同，对于具体报文不做限定。
在本申请的示例性实施例中，所述向所述输入节点设备发送不同码率的探测报文，可以包括：
以预设码率为起点，按二叉树原理对多个不同码率进行遍历；
按照预设的码率和报文发送量之间的转化关系式计算以遍历到的码率发送所述探测报文时对应的报文发送量；所述报文发送量包括：发送次数和每次发送的字节数；
根据计算出的报文发送量以与该报文发送量对应的码率向所述输入节点设备发送所述探测报文。
在本申请的示例性实施例中，该探测报文是指用于探测目标数据传输参数的报文。
在本申请的示例性实施例中，如图3所示，为不同码率二叉树示意图；可以以预设的码率，例如图3中的4Ms/b为起点，对不同码率按二叉树原理进行遍历，每次发送的探测报文可以为1500Byte，报文组成可以如图4所示，u8Data中可以全部填充0xff数据，发送端可以将le16Ack置为0，u8Seq可以按发送报文数量累加。
在本申请的示例性实施例中，码率和发送量之间的转化关系式可以包括：
m＝n*1024*1024/8Byte；
x＝m/k；
y＝m％k；
m表示对于整个探测报文(可以共包含k字节)来说每次发送的字节数，x表示按k字节可一共发送次数，y表示最后一次发送的字节数，总共发送的次数为x+1；n Ms/b表示码率，即1秒钟有n兆bit的数据；其中，m、n、x、y均为正整数。
在本申请的示例性实施例中，当k＝1500字节时，
m＝n*1024*1024/8Byte；
x＝m/1500；
y＝m％1500。
在本申请的示例性实施例中，输出节点设备将探测报文对应的数据全部发送完之后，等待输入节点设备发送应答(ACK)报文，获取ACK数据。
在本申请的示例性实施例中，输入节点设备接收到探测报文后，可以将每个探测报文的le16Ack置为1(表示已接收到探测报文，该报文作为应答报文)重新发送到输出节点设备。
S202、根据所述每个码率对应的探测报文和应答报文计算该码率下的丢包率，并获取计算出的丢包率中符合所述丢包率要求的丢包率。
在本申请的示例性实施例中，输出节点设备接收到报文后，通过le16Ack确认是ACK报文后，通过u8Seq判断是否有丢包，最后统计一共丢包数量为p(p为正整数)，p/(x+1)*100即为该次数据传输的丢包率。
在本申请的示例性实施例中，所述计算该码率下的丢包率可以包括：
针对该码率(指任意一个码率)，多次发送所述探测报文并相应计算每次发送所述探测报文对应的丢包率；
获取计算出的多个丢包率的平均值作为该码率对应的最终丢包率。
在本申请的示例性实施例中，针对每个码率重复探测多次，最后取平均值为最终探测的该码率下的丢包率。
在本申请的示例性实施例中，该丢包率要求可以为设定的丢包率阈值，将小于该丢包率阈值的丢包率确定为符合所述丢包率要求的丢包率，大于或等于该丢包率阈值的丢包率确定为不符合所述丢包率要求的丢包率。
S203、根据符合所述丢包率要求的丢包率，以及符合所述丢包率要求的丢包率对应的分辨率和/或画面组GOP参数确定所述目标码率。
在本申请的示例性实施例中，所述目标数据传输参数可以包括：目标码率；所述方法还可以包括：
在获取所述符合所述丢包率要求的丢包率以后，确定所述符合所述丢包率要求的丢包率对应的目标设备参数；所述目标设备参数包括：分辨率和/或GOP(画面组)参数。
在本申请的示例性实施例中，所述根据符合所述丢包率要求的丢包率，以及符合所述丢包率要求的丢包率对应的分辨率和/或画面组GOP参数确定所述目标码率，可以包括：
从所述符合所述丢包率要求的丢包率对应的分辨率中获取符合预设的分辨率要求的分辨率，将符合所述预设的分辨率要求的分辨率所对应的丢包率中的最小丢包率作为目标丢包率，将所述目标丢包率对应的码率作为所述目标码率；和/或，
从所述符合所述丢包率要求的丢包率对应的GOP参数中获取符合预设的GOP参数要求的GOP参数，将符合所述预设的GOP参数要求的GOP参数所对应的丢包率中的最小丢包率作为目标丢包率，将所述目标丢包率对应的码率作为所述目标码率。
在本申请的示例性实施例中，每个码率对应一组分辨率和GOP参数，可以选择符合所述丢包率要求的丢包率中丢包率相对较低，而对应的分辨率较高(如，符合预设的分辨率要求)和/或GOP参数较理想(如符合预设的GOP参数要求)得丢包率作为最终的目标丢包率。
在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：
根据所述目标设备参数进行参数设置，并在采集到输入数据后按所设置的参数进行编码。
在本申请的示例性实施例中，输出节点设备可以将预测到的目标码率、目标分辨率以及目标GOP参数发送到输入节点设备，并且输出节点设备可以根据预测到的目标码率、目标分辨率以及目标GOP参数进行相应的参数设置，并在输出节点设备采集到输入数据后按所设置的参数进行编码，获取编码数据包。
在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：
在根据所述目标数据传输参数进行数据传输时检测到丢包现象时，控制所述输入节点设备和所述输出节点设备均开启纠错功能，并在数据传输时在需要传输的多个编码数据包后面增加一个纠错数据包；
其中，所述纠错数据包中的纠错报文是依据异或的校验和恢复特性根据所述多个编码数据包中的编码报文生成的，所述纠错数据包用于发生丢包现象时由所述输入节点设备通过所述纠错数据包对丢包数据进行恢复。
在本申请的示例性实施例中，如果目标码率下仍然有丢包现象，可以控制输入节点设备和输出节点设备均开启纠错功能。
在本申请的示例性实施例中，输出节点设备采集到输入数据后可以按照所设置的参数(例如目标GOP参数)进行编码，此时如果输出节点设备已开启纠错功能，可以在编码数据包后面增加纠错数据包。其中，根据异或的校验和恢复特性，可以根据多个(如两个以上)编码数据包中的编码报文生成一个纠错报文，因此，可以在发送编码数据包时每发送多个编码数据包，发送一个相应的纠错数据包(根据所述发送的多个编码数据包中的编码报文生成)。
在本申请的示例性实施例中，纠错数据包增加原理主要使用异或的校验和恢复特性，IF a^b＝c then c^a＝b，c^b＝a。
在本申请的示例性实施例中，由于增加纠错数据包(通过纠错报文实现)会额外增加网络负载，如图5所示，是2个编码报文增加1个纠错报文的实施例示意图，增加的带宽为原有带宽的50％，增加较多。
在本申请的示例性实施例中，如图6所示，按异或特性(IF a^b^c＝d then d^a^b＝c，d^a^c＝b，d^b^c＝a)可以同时支持每N(N为大于2的正整数)个编码报文增加1个纠错报文，以适用于不同网络环境下的丢包问题。
在本申请的示例性实施例中，两个以上编码报文对应一个纠错报文，按照异或进行纠错，从而减少了原来两个报文就要对应一个纠错报文而造成的带宽浪费。
在本申请的示例性实施例中，输出节点设备将编码报文+纠错报文发送到输入节点设备，输入节点设备接收到报文后，如果检测到有丢包，则通过纠错报文恢复丢包数据后再送去解码。
本申请实施例还提供了一种防止网络丢包装置1，如图7所示，应用于输出节点设备侧，可以包括处理器11和计算机可读存储介质12，所述计算机可读存储介质12中存储有指令，当所述指令被所述处理器11执行时，实现上述任意一项所述的防止网络丢包方法。
在本申请的示例性实施例中，前述的防止网络丢包方法实施例中的任意实施例均适用于该装置实施例中，在此不再一一赘述。
本申请实施例还提供了一种输出节点设备2，如图8所示，可以包括所述的防止网络丢包装置1。
在本申请的示例性实施例中，前述的防止网络丢包方法实施例中的任意实施例均适用于该输出节点设备实施例中，在此不再一一赘述。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种防止网络丢包方法，其特征在于，应用于输出节点设备侧，所述方法包括：
获取输出节点设备与输入节点设备之间进行数据传输时的目标数据传输参数；所述目标数据传输参数使得所述输出节点设备和所述输入节点设备之间的丢包率满足预设的丢包率要求；
将获取的所述目标数据传输参数发送到所述输入节点设备，并根据所述目标数据传输参数与所述输入节点设备进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的防止网络丢包方法，其特征在于，所述方法还包括：
在根据所述目标数据传输参数进行数据传输时检测到丢包现象时，控制所述输入节点设备和所述输出节点设备均开启纠错功能，并在数据传输时在需要传输的多个编码数据包后面增加一个纠错数据包；
其中，所述纠错数据包中的纠错报文是依据异或的校验和恢复特性根据所述多个编码数据包中的编码报文生成的，所述纠错数据包用于发生丢包现象时由所述输入节点设备通过所述纠错数据包对丢包数据进行恢复。
3.根据权利要求1所述的防止网络丢包方法，其特征在于，所述获取输出节点设备与输入节点设备之间进行数据传输时的目标数据传输参数，包括：
直接调取预先探测好的目标数据传输参数；或者，
在与所述输入节点设备进行数据传输之前，通过预设的目标数据传输参数探测方案探测所述目标数据传输参数。
4.根据权利要求3所述的防止网络丢包方法，其特征在于，所述目标数据传输参数包括：目标码率；
所述通过预设的目标数据传输参数探测方案探测所述目标数据传输参数，包括：向所述输入节点设备发送不同码率的探测报文，并接收所述输入节点设备根据每个码率的探测报文返回的应答报文；
根据所述每个码率对应的探测报文和应答报文计算该码率下的丢包率，并获取计算出的丢包率中符合所述丢包率要求的丢包率；
根据符合所述丢包率要求的丢包率，以及符合所述丢包率要求的丢包率对应的分辨率和/或画面组GOP参数确定所述目标码率。
5.根据权利要求4所述的防止网络丢包方法，其特征在于，所述根据符合所述丢包率要求的丢包率，以及符合所述丢包率要求的丢包率对应的分辨率和/或画面组GOP参数确定所述目标码率，包括：
从所述符合所述丢包率要求的丢包率对应的分辨率中获取符合预设的分辨率要求的分辨率，将符合所述预设的分辨率要求的分辨率所对应的丢包率中的最小丢包率作为目标丢包率，将所述目标丢包率对应的码率作为所述目标码率；和/或，
从所述符合所述丢包率要求的丢包率对应的GOP参数中获取符合预设的GOP参数要求的GOP参数，将符合所述预设的GOP参数要求的GOP参数所对应的丢包率中的最小丢包率作为目标丢包率，将所述目标丢包率对应的码率作为所述目标码率。
6.根据权利要求4所述的防止网络丢包方法，其特征在于，所述向所述输入节点设备发送不同码率的探测报文，包括：
以预设码率为起点，按二叉树原理对多个不同码率进行遍历；
按照预设的码率和报文发送量之间的转化关系式计算以遍历到的码率发送所述探测报文时对应的报文发送量；所述报文发送量包括：发送次数和每次发送的字节数；
根据计算出的报文发送量以与该报文发送量对应的码率向所述输入节点设备发送所述探测报文。
7.根据权利要求4所述的防止网络丢包方法，其特征在于，所述计算该码率下的丢包率，包括：
针对该码率，多次发送所述探测报文并相应计算每次发送所述探测报文对应的丢包率；
获取计算出的多个丢包率的平均值作为该码率对应的最终丢包率。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的防止网络丢包方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述目标设备参数进行参数设置，并在采集到输入数据后按所设置的参数进行编码。
9.一种防止网络丢包装置，其特征在于，应用于输出节点设备侧，包括处理器和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，当所述指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1-8任意一项所述的防止网络丢包方法。
10.一种输出节点设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的防止网络丢包装置。
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