CN116847360B - 一种非实时数据传输方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种非实时数据传输方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及数据传输技术领域,公开了一种非实时数据传输方法、装置及存储介质,方法包括:周期性地进行空闲带宽占用协同调整;每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,间隔性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率。本发明通过周期性地进行空闲带宽占用协同调整,使共享相同物理链路多个路径链路,均会得到部分空闲网络资源使用权,从而实现各数据流公平占用网络空闲带宽资源;并且,每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,周期性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率,从而充分利用带宽资源,规避网络拥塞。

Description

一种非实时数据传输方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域,尤其涉及一种非实时数据传输方法、装置及存储介质。
背景技术
近年来非实时内容传输得到了越来越广泛的应用,典型应用场景包括:在线存储,如百度网盘、Dropbox;内容上传分享,如快手、YouTube、Instagram;即时通信工具(如QQ)离线传输;等等。非实时内容传输应用拥有庞大的用户群,庞大的非实时内容流量通常跨越不同的网络区域,很容易导致互联网特别是骨干网链路的拥塞,进而影响互联网整体服务质量特别是对实时内容应用的服务质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题,提供一种非实时数据传输方法、装置及存储介质。
为解决上述技术问题,本发明提供一种非实时数据传输方法,包括:周期性地进行空闲带宽占用协同调整;每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,周期性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种非实时数据传输装置,包括协调调整模块和空闲带宽测量模块;协同调整模块用于周期性地进行空闲带宽占用协同调整;空闲带宽测量模块用于每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,间隔性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种计算机可读存储介质,包括指令,当指令在计算机上运行时,使计算机执行上述技术方案提供的非实时数据传输方法。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种非实时数据传输装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上的并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时实现上述技术方案提供的非实时数据传输方法。
本发明的有益效果是:通过周期性地进行空闲带宽占用协同调整,使共享相同物理链路多个路径链路,均会得到部分空闲网络资源使用权,从而实现各数据流公平占用网络空闲带宽资源;并且,每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,间隔性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率,从而充分利用带宽资源,规避网络拥塞。
本发明附加的方面及其优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例提供的非实时数据传输方法流程图;
图2为本发明实施例提供的非实时数据传输空闲带宽动态测量及占用协同调整机制示意图;
图3为本发明实施例提供的非实时数据传输装置示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然,所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
需要说明的是,下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见,本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中,且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开,所属领域的技术人员应了解,本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施,且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说,可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外,可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
图1为本发明实施例提供的非实时数据传输方法流程图。如图1所示,该方法包括:
S1,周期性地进行空闲带宽占用协同调整;
S2,每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,间隔性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率。
本发明实施例提供的非实时数据传输方法为基于网络空闲资源的非实时数据传输速率协同适应方法,采用一种路径空闲带宽获取及占用协同调整机制。如图2所示。该机制周期性地进行空闲带宽占用协同调整;在数据传输不处于空闲带宽占用协同调整(即每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间)时,周期性地进行路径空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率。
需要说明的是,数据发送方利用路径空闲带宽测量方法获取路径空闲带宽。本发明实施例进行路径空闲宽带测量可采用基于包间隔的测量方法、基于速率的测量方法或基于概率的测量方法。
基于包间隔的路径可用带宽测量基本思路为:向网络中注入一些探测报文,通过解析这些报文进出网络的时间,计算出瓶颈带宽和可用带宽。受网络负载动态性影响,基于包间隔的路径可用带宽测量在不同时间段测得的结果会有所不同。
在基于速率的路径可用带宽测量中,发送端不断增加速率发送报文进行探测。当发送端的发送速率等于可用带宽值时,接收端的平均时延会接近常量。
基于概率的路径可用带宽测量向网络中注入低速率的探测包,部分探测包在路径中不需要排队而部分探测包则需要排队。不需要排队的探测包比例在一定程度上代表了端到端路径的利用率,从而可以推断路径可用带宽。
除上述三类常见的路径可用带宽测量方法外,也存在一些其它路径可用带宽测量方法,如基于特定探测包模型的路径可用带宽测量。基于特定探测包模型的路径可用带宽测量通过发送少量的探测包收集路径的信息,并结合模型分析推断出路径的可用带宽。
本发明实施例通过周期性地进行空闲带宽占用协同调整,使共享相同物理链路多个路径链路,均会得到部分空闲网络资源使用权,从而实现各数据流公平占用网络空闲带宽资源;并且,每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,周期性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率,从而充分利用带宽资源,规避网络拥塞。
可选地,每两个相邻的空闲带宽测量事件之间,根据空闲带宽变化情况动态确定下次空闲带宽测量的等待期。具体地,根据空闲带宽变化情况动态确定下次空闲带宽测量的等待期,公式如下:
其中,Ti+1表示第i+1次空闲带宽测量的等待时间,Bi和Bi-1分别为第i和i-1次空闲带宽测量得到的空闲带宽值,ρ为配置参数,为常量。
假设Ti+1表示第i+1次空闲带宽测量的等待时间,Bi和Bi-1分别为第i和i-1次空闲带宽测量得到的空闲带宽值,则Ti+1可设置为:
其中ρ为配置参数,默认情况下,ρ=3(分钟)。以上设置意味着在空闲带宽基本无变化时,下次空闲带宽测量需要等待3分钟。当空闲带宽变化较大时,Ti+1值变小,以便充分利用带宽资源或规避网络拥塞。
在下次空闲带宽测量的等待期内,获取路径实际传输速率,当路径实际传输速率大于或等于当前速率限制值时,强制提前进行下次空闲带宽测量,以便及时调整传输速率以充分利用空闲的网络资源。无论在何种情况下,相邻两次空闲带宽获取的时间间隔不低于指定的阈值,以避免过于频繁的空闲带宽测量动作。当不在空闲带宽占用协同调整期间内,每次获得路径空闲带宽测量结果后,数据传输速率调整为测量结果对应的值。
本发明实施例根据空闲带宽变化情况动态制定了相对宽松的等待期,有效解决了在路径空闲带宽获取及占用协同调整机制中,每两个相邻空闲带宽获取事件间的等待时间越长,空闲带宽获取负载越小,但空闲带宽信息的时效性越差的矛盾。
由于多个路径链路可能共享相同的物理链路,各路径独立限制传输速率有时候会导致有些路径迟迟得不到空闲带宽的使用权或仅得到少量的使用权。现通过以下场景说明上面问题:假设两个会话对应的路径分别为p1和p2,p1和p2共享同一瓶颈物理链路,其中p1先于p2获取空闲带宽并基于空闲带宽安排传输速率。当需要使用路径p2传输数据时,会因所共享的瓶颈物理链路带宽资源被占用无法获得有效的空闲带宽,从而不利于提高网络的整体服务质量。针对上述问题,本发明实施例各路径每隔一段时间(可根据需求配置,如3分钟)主动调整空闲带宽占用。每次空闲带宽占用调整时,通过一个指数函数(ta,t表示时间,默认情况下a=2)每隔一段指定的时间(如30秒)渐进增加传输速率;空闲带宽占用调整的时长根据任务量和任务执行情况动态调整。当采用渐进增加传输速率时,各数据传输均会得到部分空闲网络资源使用权,从而实现各数据流公平占用网络空闲带宽资源。此外,由于采用指数增长函数,网络空闲带宽资源整体上可以被快速的利用。
本发明实施例还提供一种非实时数据传输装置,包括协调调整模块和空闲带宽测量模块。协同调整模块用于周期性地进行空闲带宽占用协同调整;空闲带宽测量模块用于每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,间隔性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率。
需要说明的是,数据发送方利用路径空闲带宽测量方法获取路径空闲带宽。本发明实施例进行路径空闲宽带测量可采用基于包间隔的测量方法、基于速率的测量方法或基于概率的测量方法。
基于包间隔的路径可用带宽测量基本思路为:向网络中注入一些探测报文,通过解析这些报文进出网络的时间,计算出瓶颈带宽和可用带宽。受网络负载动态性影响,基于包间隔的路径可用带宽测量在不同时间段测得的结果会有所不同。在基于速率的路径可用带宽测量中,发送端不断增加速率发送报文进行探测。当发送端的发送速率等于可用带宽值时,接收端的平均时延会接近常量。基于概率的路径可用带宽测量向网络中注入低速率的探测包,部分探测包在路径中不需要排队而部分探测包则需要排队。不需要排队的探测包比例在一定程度上代表了端到端路径的利用率,从而可以推断路径可用带宽。
除上述三类常见的路径可用带宽测量方法外,也存在一些其它路径可用带宽测量方法,如基于特定探测包模型的路径可用带宽测量。基于特定探测包模型的路径可用带宽测量通过发送少量的探测包收集路径的信息,并结合模型分析推断出路径的可用带宽。
本发明实施例通过周期性地进行空闲带宽占用协同调整,使共享相同物理链路多个路径链路,均会得到部分空闲网络资源使用权,从而实现各数据流公平占用网络空闲带宽资源;并且,每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,周期性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率,从而充分利用带宽资源,规避网络拥塞。
可选地,空闲带宽测量模块具体用于每两个相邻的空闲带宽测量事件之间,根据空闲带宽变化情况动态确定下次空闲带宽测量的等待期。具体地,根据空闲带宽变化情况动态确定下次空闲带宽测量的等待期,公式如下:
其中,Ti+1表示第i+1次空闲带宽测量的等待时间,Bi和Bi-1分别为第i和i-1次空闲带宽测量得到的空闲带宽值,ρ为配置参数,为常量。
假设Ti+1表示第i+1次空闲带宽测量的等待时间,Bi和Bi-1分别为第i和i-1次空闲带宽测量得到的空闲带宽值,则Ti+1可设置为:
其中ρ为配置参数,默认情况下,ρ=3(分钟)。以上设置意味着在空闲带宽基本无变化时,下次空闲带宽测量需要等待3分钟。当空闲带宽变化较大时,Ti+1值变小,以便充分利用带宽资源或规避网络拥塞。
在下次空闲带宽测量的等待期内,获取路径实际传输速率,当路径实际传输速率大于或等于当前速率限制值时,强制提前进行下次空闲带宽测量,以便及时调整传输速率以充分利用空闲的网络资源。无论在何种情况下,相邻两次空闲带宽获取的时间间隔不低于指定的阈值,以避免过于频繁的空闲带宽测量动作。当不在空闲带宽占用协同调整期间内,每次获得路径空闲带宽测量结果后,数据传输速率调整为测量结果对应的值。空闲带宽测量时的数据传输速率可以保持当前传输速率不变。
本发明实施例根据空闲带宽变化情况动态制定了相对宽松的等待期,有效解决了在路径空闲带宽获取及占用协同调整机制中,每两个相邻空闲带宽获取事件间的等待时间越长,空闲带宽获取负载越小,但空闲带宽信息的时效性越差的矛盾。
可选地,协同调整模块用于在空闲带宽占用协同调整期内,通过指数函数渐进增加传输速率。指数函数为ta,t表示时间,a为常数。
由于多个路径链路可能共享相同的物理链路,各路径独立限制传输速率有时候会导致有些路径迟迟得不到空闲带宽的使用权或仅得到少量的使用权。现通过以下场景说明上面问题:假设两个会话对应的路径分别为p1和p2,p1和p2共享同一瓶颈物理链路,其中p1先于p2获取空闲带宽并基于空闲带宽安排传输速率。当需要使用路径p2传输数据时,会因所共享的瓶颈物理链路带宽资源被占用无法获得有效的空闲带宽,从而不利于提高网络的整体服务质量。针对上述问题,各路径每隔一段时间(可根据需求配置,如3分钟)主动调整空闲带宽占用。每次空闲带宽占用调整时,通过一个指数函数(ta,t表示时间,默认情况下a=2)渐进增加传输速率。当采用渐进增加传输速率时,各数据传输均会得到部分空闲网络资源使用权,从而实现各数据流公平占用网络空闲带宽资源。此外,由于采用指数增长函数,网络空闲带宽资源整体上可以被快速的利用。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,包括指令,当指令在计算机上运行时,使计算机执行上述实施例提供的非实时数据传输方法。
如图3所示,本发明实施例还提供一种非实时数据传输装置3000,包括处理器3001、存储器3003及存储在存储器3003上的并可在处理器30001上运行的计算机程序,处理器3001执行程序时实现上述实施例提供的非实时数据传输方法。
其中,处理器3001和存储器3003相连,如通过总线3002相连。可选地,电子设备3000还可以包括收发器3003,收发器3003可以用于该电子设备与其他电子设备之间的数据交互,如数据的发送和/或数据的接收等。需要说明的是,实际应用中收发器3003不限于一个,该电子设备3000的结构并不构成对本发明实施例的限定。
处理器3001可以是CPU(Central Processing Unit,中央处理器),通用处理器,DSP(Digital Signal Processor,数据信号处理器),ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit,专用集成电路),FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。处理器3001也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,DSP和微处理器的组合等。
总线3002可包括一通路,在上述组件之间传送信息。总线3002可以是PCI(Peripheral Component Interconnect,外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture,扩展工业标准结构)总线等。总线3002可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图3中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器3003可以是ROM(Read Only Memory,只读存储器)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备,也可以是EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory,电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(Compact DiscRead Only Memory,只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。
存储器3003用于存储执行本发明方案的应用程序代码(计算机程序),并由处理器3001来控制执行。处理器3001用于执行存储器3003中存储的应用程序代码,以实现前述方法实施例所示的内容。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种非实时数据传输方法,其特征在于,包括:
周期性地进行空闲带宽占用协同调整;在所述空闲带宽占用协同调整期内,通过指数函数渐进增加传输速率;
每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,间隔性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率;
每两个相邻的空闲带宽测量事件之间,根据空闲带宽变化情况动态确定下次空闲带宽测量的等待期。
2.根据权利要求1所述的非实时数据传输方法,其特征在于,所述根据空闲带宽变化情况动态确定下次空闲带宽测量的等待期,公式如下:
其中,Ti+1表示第i+1次空闲带宽测量的等待时间,Bi和Bi-1分别为第i和i-1次空闲带宽测量得到的空闲带宽值,ρ为配置参数,为常量。
3.根据权利要求1所述的非实时数据传输方法,其特征在于,在所述下次空闲带宽测量的等待期内,获取路径实际传输速率,当所述路径实际传输速率大于或等于当前速率限制值时,提前进行下次空闲带宽测量。
4.根据权利要求1所述的非实时数据传输方法,其特征在于,所述指数函数为ta,t表示时间,a为常数。
5.根据权利要求4所述的非实时数据传输方法,其特征在于,所述a的取值为2。
6.一种非实时数据传输装置,其特征在于,包括:
协同调整模块,用于周期性地进行空闲带宽占用协同调整;在所述空闲带宽占用协同调整期内,通过指数函数渐进增加传输速率;
空闲带宽测量模块,用于每两个相邻的空闲带宽占用协同调整事件之间,间隔性地进行空闲带宽测量并根据测量结果调整数据传输速率;
每两个相邻的空闲带宽测量事件之间,根据空闲带宽变化情况动态确定下次空闲带宽测量的等待期。
7.一种计算机可读存储介质,包括指令,其特征在于,当所述指令在计算机上运行时,使所述计算机执行根据权利要求1至5任一项所述的非实时数据传输方法。
8.一种非实时数据传输装置,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述的非实时数据传输方法。
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