CN116896567B - 网络层协议传输数据方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种网络层协议传输数据方法和装置,该方法包括:发送方基于网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务,依次向接收方发送;接收方依次读取,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息;在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息,向发送方发送;发送方根据分片请求信息,从多个分片信息中确定未收到的分片信息,向接收方发送;接收方根据已读取的分片信息和未收到的分片信息,确定待处理数据对应的分片信息队列。该方法对网络数据进行低时延快速且可靠传输。

Description

网络层协议传输数据方法和装置
技术领域
本发明涉及网络数据传输技术领域,尤其涉及一种网络层协议传输数据方法和装置。
背景技术
随着元宇宙、物联网、卫星通信、直播等技术的发展,接收远程信息的实时性备受关注,因此,对网络传输有更高的要求。现有的网络传输协议可以包括传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)和用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP),其中,TCP具有高可靠性,确保传输数据的正确性,使得数据在传输过程中不出现丢失或乱序等现象,因此,TCP成为了网络应用中使用最为广泛的协议。TCP设计握手机制、确认机制、超时重传机制、滑动窗口机制、流量控制和拥塞控制机制等机制,同时,在基于该TCP的网络传输中也增加了纠错和重传等因素,在一定程度上影响数据传输的实时性;UDP提供了无连接的数据报服务,具有较好的实时性。但是,UDP传输数据无须等待对方的应答,会出现分组丢失、重复、乱序等情况,无法保证可靠性,同时,UDP传输受自身协议字节数和路由器最大传输单元(Maximum Transmission Unit,MTU)的限制,不支持大数据量的数据传输。
综上,无论是TCP还是UDP都具有一定局限性,导致数据传输效果不佳。
发明内容
本发明提供一种网络层协议传输数据方法和装置,用以解决现有技术中TCP会影响数据传输实时性,同时,UDP具有不可靠性且不支持大数据量的数据传输的缺陷,通过确认机制和重传机制解决了数据的可靠传输问题,通过分片解决了数据量较大的问题,同时网络协议的整个算法降低了网络数据传输的时延,在网络抖动的环境下效果更加明显,提高了数据传输效果。
第一方面,本发明提供一种网络层协议传输数据方法,应用于电子设备中异步网络传输模型的接收方,该异步网络传输模型还包括发送方,该电子设备携带网络协议,该网络协议包括协议头和协议数据,该方法包括:
S1、依次接收该发送方发送的至少一个网际互连协议(Internet Protocol,IP)报文事务,该至少一个IP协议报文事务是该发送方基于该网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息构建的,各IP协议报文事务包括至少一个分片信息,该多个分片信息存储于该协议数据;
S2、依次读取该至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息,该确认消息用于指示该接收方已确认该第一当前IP协议报文事务中的分片信息;
S3、在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示该当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息,该分片请求信息用于该发送方从该多个分片信息中确定未收到的分片信息;
S4、重复执行步骤S3达到第一预设次数,针对各分片请求信息,向该发送方发送该分片请求信息;并接收该发送方发送的该未收到的分片信息;
S5、根据该已读取的分片信息和该未收到的分片信息,确定该待处理数据对应的分片信息队列。
根据本发明提供的一种网络层协议传输数据方法,在该生成确认消息之后,该方法还包括:向该发送方发送该确认消息,该确认消息用于该发送方确定该接收方对于该第一当前IP协议报文事务中分片信息的确认情况。
根据本发明提供的一种网络层协议传输数据方法,各分片信息的协议头包括报文标识和分片序号,该报文标识用于指示对应的分片信息为非最后一个分片信息或最后一个分片信息,该在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示该当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息,包括:读取该第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的报文标识;在该当前分片信息的报文标识指示该当前分片信息为该最后一个分片信息的情况下,根据该所有确认消息,确定已读取的分片信息;根据该已读取的分片信息各自的分片序号,生成该分片请求信息。
根据本发明提供的一种网络层协议传输数据方法,该根据已读取的分片信息各自的分片序号,生成分片请求信息,包括:确定该已读取的分片信息各自的分片序号;将所有分片序号按序排列,将不连续的分片序号确定为未收到的分片序号;根据该未收到的分片序号,生成分片请求信息,分片请求信息用于该发送方根据该未收到的分片序号,从该多个分片信息中确定未收到的分片信息。
第二方面,本发明提供一种网络层协议传输数据方法,应用于电子设备中异步网络传输模型的发送方,该异步网络传输模型还包括接收方,该电子设备携带网络协议,该网络协议包括协议头和协议数据,该方法包括:
基于该网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务,各IP协议报文事务包括至少一个分片信息,该多个分片信息存储于该协议数据;
依次向该接收方发送该至少一个IP协议报文事务,该至少一个IP协议报文事务用于该接收方S1、在依次接收该至少一个IP协议报文事务之后,S2、依次读取该至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息,该确认消息用于指示该接收方已确认该第一当前IP协议报文事务中的分片信息;S3、在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示该当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息;S4、重复执行步骤S3达到第一预设次数;
针对各分片请求信息,接收该接收方发送的该分片请求信息,并根据该分片请求信息,从该多个分片信息中确定未收到的分片信息;
向该接收方发送该未收到的分片信息,该未收到的分片信息用于该发送方结合该已读取的分片信息,确定该待处理数据对应的分片信息队列。
根据本发明提供的一种网络层协议传输数据方法,该方法还包括:S6、在确定向该接收方发送完该至少一个IP协议报文事务的情况下,记录消息等待时长;S7、在该消息等待时长达到预设的RTT时间的情况下,获取该接收方发送的所有确认消息;S8、根据该所有确认消息,确定该接收方对于该多个分片信息各自的确认情况,并重复执行步骤S6-S8达到第二预设次数。
根据本发明提供的一种网络层协议传输数据方法,该根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务,包括:对该待处理数据进行切分,得到该多个分片信息;针对各分片信息,对该分片信息进行序列化,得到该分片信息对应的字节流;对该多个分片信息各自的字节流进行封装,得到该至少一个IP协议报文事务,针对各IP协议报文事务,该IP协议报文事务包括字节流对应的字节数量小于等于预设数量阈值。
根据本发明提供的一种网络层协议传输数据方法,各分片信息的协议头包括分片序号,该根据该分片请求信息,从该多个分片信息中确定未收到的分片信息,包括:对该分片请求信息进行解析,确定未收到的分片序号,该分片请求信息是该接收方根据该未收到的分片序号确定的;根据该未收到的分片序号,从该多个分片信息中确定该未收到的分片信息。
第三方面,本发明还提供一种网络层协议传输数据装置,应用于电子设备中异步网络传输模型的接收方,该异步网络传输模型还包括发送方,该电子设备携带网络协议,该网络协议包括协议头和协议数据,该装置包括:
收发模块,用于依次接收该发送方发送的至少一个IP协议报文事务,该至少一个IP协议报文事务是该发送方基于该网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息构建的,各IP协议报文事务包括至少一个分片信息,该多个分片信息存储于该协议数据;
处理模块,用于依次读取该至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息,该确认消息用于指示该接收方已确认该第一当前IP协议报文事务中的分片信息;
该处理模块,还用于S3、在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示该当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息,该分片请求信息用于该发送方从该多个分片信息中确定未收到的分片信息;
该收发模块,还用于重复执行步骤S3达到第一预设次数,针对各分片请求信息,向该发送方发送该分片请求信息;并接收该发送方发送的该未收到的分片信息;
该处理模块,还用于根据该已读取的分片信息和该未收到的分片信息,确定该待处理数据对应的分片信息队列。
第四方面,本发明还提供一种网络层协议传输数据装置,应用于电子设备中异步网络传输模型的发送方,该异步网络传输模型还包括接收方,该电子设备携带网络协议,该网络协议包括协议头和协议数据,该装置包括:
处理模块,用于基于该网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务,各IP协议报文事务包括至少一个分片信息,该多个分片信息存储于该协议数据;
收发模块,用于依次向该接收方发送该至少一个IP协议报文事务,该至少一个IP协议报文事务用于该接收方S1、在依次接收该至少一个IP协议报文事务之后,S2、依次读取该至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息,该确认消息用于指示该接收方已确认该第一当前IP协议报文事务中的分片信息;S3、在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示该当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息;S4、重复执行步骤S3达到第一预设次数;
该收发模块,还用于针对各分片请求信息,接收该接收方发送的该分片请求信息;
该处理模块,还用于根据该分片请求信息,从该多个分片信息中确定未收到的分片信息;
该收发模块,还用于向该接收方发送该未收到的分片信息,该未收到的分片信息用于该发送方结合该已读取的分片信息,确定该待处理数据对应的分片信息队列。
第五方面,本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如第一方面或第二方面所述网络层协议传输数据方法。
第六方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第二方面所述网络层协议传输数据方法。
第七方面,本发明还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第二方面所述网络层协议传输数据方法。
本发明提供的网络层协议传输数据方法和装置,通过发送方基于网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务;发送方依次向接收方发送至少一个IP协议报文事务,接收方依次接收发送方发送的至少一个IP协议报文事务;接收方依次读取至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息;S3、接收方在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息;接收方重复执行步骤S3达到第一预设次数,针对各分片请求信息,接收方向发送方发送分片请求信息,发送方接收接收方发送的分片请求信息;发送方根据分片请求信息,从多个分片信息中确定未收到的分片信息;发送方向接收方发送未收到的分片信息,接收方接收发送方发送的未收到的分片信息;接收方根据已读取的分片信息和未收到的分片信息,确定待处理数据对应的分片信息队列。该方法通过确认机制和重传机制解决了数据的可靠传输问题,通过分片解决了数据量较大的问题,同时网络协议的整个算法降低了网络数据传输的时延,在网络抖动的环境下效果更加明显,提高了数据传输效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的网络层协议传输数据方法的流程示意图;
图2是本发明提供的网络层协议传输数据装置的结构示意图之一;
图3是本发明提供的网络层协议传输数据装置的结构示意图之二;
图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中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。
需要说明的是,本发明实施例涉及的电子设备可以包括:计算机、移动终端及可穿戴设备等。
其中,电子设备中设有异步网络传输模型,该异步网络传输模型包括接收方和发送方。
接收方指的是数据传输过程中对发送方发送的分片信息进行检查并生成对应分片信息队列的设备。
发送方指的是数据传输过程中向接收方发送分片信息的设备。
该接收方与该发送方之间可以进行数据传输,可选的,该接收方和该发送方之间可通过无线通信技术进行连接,该无线通信技术可以包括但不限于以下其中一项:第四代通讯技术(the 4Generation mobile communication technology,4G)、第五代通讯技术(the 5Generation mobile communication technology,5G)及无线保真技术(WirelessFidelity,WiFi)等。
需要说明的是,本发明实施例涉及的执行主体可以是网络层协议传输数据装置,也可以是电子设备,下面以电子设备为例对本发明实施例进行进一步地说明,其中,该电子设备包括接收方和发送方。
如图1所示,是本发明提供的网络层协议传输数据方法的流程示意图,可以包括:
101、发送方基于网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务。
其中,网络协议可包括两部分内容,分别为:协议头和协议数据。
可选的,协议头的长度为17个字节;协议数据的长度不限,小于预设长度阈值即可。
可选的,该协议头可以包括:会话标志、报文标识、分片序号、时间戳、可接收窗口、消息类型和数据长度。
其中,会话标志:32bit,接收方自定义链接号,支持多路复用;
报文标识:1bit,0x1表示后续还有报文,0x0表示结尾报文;
分片序号:31bit;
时间戳:32bit,和TCP协议头的时间戳意义相同;
可接收窗口:16bit,自身可接收网络数据的大小;
消息类型:4bit,0x0000表示发送数据,0x0001表示数据确认,0x0010表示请求补发数据等;
数据长度:16bit,数据长度不能大于远程可接收窗口的大小和自身发送窗口大小。
其中,各IP协议报文事务可以包括至少一个分片信息,多个分片信息存储于协议数据,在构建了多个IP协议报文事务的情况下,任意两个IP协议报文事务各自包括的分片信息的数量可以相同,也可以不同,此处不作具体限定。
待处理数据指的是未进行切分的数据,可选的,该待处理数据可以包括以下至少一项:文本数据、音频数据和视频数据等。
分片信息指的是对待处理数据进行切分之后得到的数据信息,也就是说,该分片信息的数据量小于该待处理数据的数据量。
可选的,多个分片信息中任意两个分片信息各自的字节数量可以是相同的,也可以是不同的,此处不作具体限定,在考虑到网络传输协议字节数限制和路由器MTU限制的情况下,各分片信息的字节数量小于等于预设字节数量阈值,例如,该预设字节数量阈值的取值为1400。
发送方基于网络协议,对待处理数据进行切分,得到多个分片信息,进而构建至少一个IP协议报文事务,以备后续接收方对这至少一个IP协议报文事务进行依次读取。
在一些实施例中,发送方根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务,可以包括:发送方对待处理数据进行切分,得到多个分片信息;该发送方针对各分片信息,对分片信息进行序列化,得到分片信息对应的字节流;该发送方对多个分片信息各自的字节流进行封装,得到至少一个IP协议报文事务。
其中,针对各IP协议报文事务,IP协议报文事务可以包括字节流对应的字节数量小于等于预设数量阈值。
序列化指的是将一个分片信息的状态转换为可以存储或传输的形式,方便将该分片信息的状态进行保存和恢复。
字节流指的是在数据传输过程中分片信息的最基本单位是字节的流。
示例性的,发送方对待处理数据进行切分,得到三个分片信息,分别为分片信息A、分片信息B和分片信息C,这三个分片信息所包含的字节数量分别对应为3、3和6,假设预设数量阈值设置为10,那么,该IP协议报文事务包括字节流对应的字节数量应小于10,此时,该发送方可以将分片信息A和分片信息B构建为一个IP协议报文事务,同时将分片信息C构建为一个IP协议报文事务;或者,将分片信息A和分片信息C构建为一个IP协议报文事务,同时将分片信息B构建为一个IP协议报文事务;或者,将分片信息B和分片信息C构建为一个IP协议报文事务,同时将分片信息A构建为一个IP协议报文事务。也就是说,每种情况都可以构建两个IP协议报文事务,这两个IP协议报文事务各自包括字节流对应的字节数量都是小于10的。如果该发送方将分片信息A、分片信息B和分片信息C构建为一个IP协议报文事务,此时,这个IP协议报文事务包括字节流对应的字节数量大于10,无法向接收方进行发送。
可选的,发送方对多个分片信息各自的字节流进行封装,得到至少一个IP协议报文事务,可以包括:发送方将多个分片信息各自的字节流封装为UDP报文作为待发送的事务,将该待发送的事务封装为IP报文,得到至少一个IP协议报文事务。
由于现有技术中,UDP传输受自身协议字节数和路由器MTU的限制,不支持大数据量的数据传输。所以,发送方将字节数量较小的多个分片信息进行字节流封装,得到至少一个IP协议报文事务,以便发送方依次向接收方进行发送,通过分片解决了数据量较大的问题,在后续也可实时传输给接收方。
102、发送方依次向接收方发送至少一个IP协议报文事务。
接收方依次接收发送方发送的至少一个IP协议报文事务。
发送方可将至少一个IP协议报文事务发送至事务队列中,接收方就可以从该事务队列中接收IP协议报文事务,在接收当前IP协议报文事务之后,如果确定该事务队列中还存在新的IP协议报文事务,那么,就继续读取新的IP协议报文事务,直至将所有的IP协议报文事务进行读取,这样一来,就可以实现该接收方对事务队列中的IP协议报文事务进行依次读取,以备后续确定IP协议报文事务中的分片信息。
103、接收方依次读取至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息。
其中,确认消息用于指示接收方已确认第一当前IP协议报文事务中的分片信息。
第一当前IP协议报文事务指的是接收方在当前时刻下读取到的IP协议报文事务。
接收方在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,可将该第一当前IP协议报文事务中的分片信息进行确认,并生成对应的确认消息。
在一些实施例中,在接收方生成确认消息之后,该方法还可以包括:接收方向发送方发送确认消息,确认消息用于发送方确定接收方对于第一当前IP协议报文事务中分片信息的确认情况。
接收方在生成确认消息之后,将该确认消息发送给发送方,发送方根据该确认消息来确定该第一当前IP协议报文事务包括的分片信息已经被接收方确认。这样一来,当发送方接收到接收方发送的所有确认消息之后,可以根据所有的确认消息,确定之前发送的所有分片信息都已经被接收方确认。
在一些实施例中,该方法还可以包括:A1、发送方在确定向接收方发送完至少一个IP协议报文事务的情况下,记录消息等待时长;A2、该发送方在消息等待时长达到预设的往返时延(Round Trip Time,RTT)时间的情况下,获取接收方发送的所有确认消息;A3、该发送方根据所有确认消息,确定接收方对于多个分片信息各自的确认情况,并重复执行步骤A1-A3达到第二预设次数。
其中,RTT时间指的是从发送方向接收方发送数据开始,到发送方接收到来自接收方的确认消息,总共经历的时延,示例性的,RTT的获取过程所涉及RTT算法可以采用TCP中的相关算法。
可选的,第二预设次数可以是发送方出厂前设置的,也可以是用户自定义的,此处不作具体限定。例如该第二预设次数为3次。
发送方在确定向接收方发送完至少一个IP协议报文事务的情况下,采用定时器对消息等待时长进行计时,在记录的消息等待时长达到预设的RTT时间的情况下,该发送方获取接收方发送的所有确认消息;然后,根据所有确认消息,确定接收方已经确认的分片信息,也即针对各确认消息,发送方对该确认消息进行解析,得到接收方已确认的第一当前IP协议报文事务中存在的分片信息,也就是说,发送方可以根据接收方发送的所有确认消息来确定接收方对于多个分片信息各自的确认情况;重复上述过程,直至达到第二预设次数为止。
可选的,发送方向接收方发送未确认的分片信息,若发送方发送的分片信息都被接收方确认,则清空发送缓存。
104、接收方在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息。
其中,第二当前IP协议报文事务指的是接收方在当前时刻下读取到的IP协议报文事务。可选的,第二当前IP协议报文事务与上述第一当前IP协议报文事务可以相同或不同,此处不作具体限定。
分片请求信息指的是接收方用于向发送方请求未收到的分片信息的请求信息。
在接收方依次读取至少一个IP协议报文事务的过程中,若读取的第一IP协议报文事务包括的第一分片信息的协议头指示该第一分片信息不为最后一个分片信息,则将该第一分片信息进行读取并确认,之后,再继续读取第二IP协议报文事务,若该第二IP协议报文事务包括的第二分片信息的协议头指示该第二分片信息不为最后一个分片信息,则将该第二分片信息进行读取并确认,之后,再继续读取第三IP协议报文事务并重复之前的操作,直到读取的当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示当前分片信息为最后一个分片信息,则将该当前分片信息进行读取并确认,此时,该接收方可以将之前的第一分片信息、第二分片信息以及当前分片信息确定为已读取的分片信息;最后,该接收方根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息,以备后续发送方根据分片请求信息从多个分片信息中确定未收到的分片信息。
其中,接收方在依次读取至少一个IP协议报文事务时,可以先确定当前IP协议报文事务包括的分片信息,并将这些分片信息还原成对应的字节流。这样一来,接收方就可以对所有读取到的IP协议报文事务所包括的分片信息进行对应字节流的还原。
在一些实施例中,各分片信息的协议头包括报文标识和分片序号,报文标识用于指示对应的分片信息为非最后一个分片信息或最后一个分片信息,接收方在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息,可以包括:接收方读取第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的报文标识;该接收方在当前分片信息的报文标识指示当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息,确定已读取的分片信息;该接收方根据已读取的分片信息各自的分片序号,生成分片请求信息。
其中,报文标识指的是分片信息的唯一标识符,可对该分片信息进行跟踪和识别。也就是说,不同的分片信息对应的报文标识是不同的。
可选的,报文标识可用各分片信息所包含的协议头中预设的第一进制位表示,例如,该第一进制位为二进制位。
示例性的,报文标识占各分片信息协议头的1bit,0x1表示后续还有报文,0x0表示结尾报文;接收方在读取到第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的报文标识为0x0的情况下,说明该报文标识指示当前分片信息为最后一个分片信息,此时,接收方根据所有确认消息,确定已读取的分片信息,接着,接收方根据已读取的分片信息各自的分片序号,生成分片请求信息;该接收方在读取到第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的报文标识为0x1的情况下,说明该报文标识指示当前分片信息为非最后一个分片信息,此时,可继续读取该第二当前IP协议报文事务的下一事务,直到读取到最后一个分片信息。
其中,分片序号指的是各分片信息对应的序号,所有序号是连续的,所有序号中的最大序号即为最后一个分片信息的序号。
在一些实施例中,接收方根据已读取的分片信息各自的分片序号,生成分片请求信息,可以包括:接收方确定已读取的分片信息各自的分片序号;该接收方将所有分片序号按序排列,将不连续的分片序号确定为未收到的分片序号;该接收方根据未收到的分片序号,生成分片请求信息,分片请求信息用于发送方根据未收到的分片序号,从多个分片信息中确定未收到的分片信息。
可选的,分片序号可用各分片信息所包含的协议头中预设的第二进制位表示,例如,该第二进制位为二进制位。
可选的,未收到的分片序号的数量不限。
示例性的,分片序号占各分片信息协议头的31bit;接收方可以先确定已读取的分片信息各自的分片序号,并将所有分片序号按序排列,进而从排列好的分片序号中确定出丢失的分片序号,并将该丢失的分片序号确定为该接收方未收到的分片序号;然后,该接收方根据未收到的分片序号,生成分片请求信息,以便后续发送方根据未收到的分片序号,从多个分片信息中确定未收到的分片信息。
可选的,接收方将所有分片序号按序排列,确定未收到的分片序号,可以包括:接收方获取最后一个分片信息对应的目标分片序号;该接收方根据目标分片序号,确定多个分片信息对应的分片范围;该接收方将所有分片序号按序排列,从分片范围中确定未收到的分片序号。
上述分片范围可称为指定分片范围。
接收方在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,获取该最后一个分片信息对应的目标分片序号;由于所有分片序号是连续的,所有分片序号中的最大分片序号即为最后一个分片信息的序号,所以,该接收方根据获取的目标分片序号,确定多个分片信息对应的分片范围,该分片范围的最小值即为所有分片序号的最小值,该分片范围的最大值即为所有分片序号的最大值;接着,将之前获取的所有分片序号按序排列,基于上述分片范围,从排列好的分片序号中确定出不连续的分片序号,即为未收到的分片序号,进而生成分片请求信息。
105、接收方重复执行步骤104达到第一预设次数,针对各分片请求信息,接收方向发送方发送分片请求信息。
发送方接收接收方发送的分片请求信息。
可选的,第一预设次数可以是接收方出厂前设置的,也可以是用户自定义的,此处不作具体限定。
接收方在重复执行步骤104达到第一预设次数之后,可得到第一预设次数个分片请求信息,然后,该接收方可逐一向发送方发送这第一预设次数个分片请求信息。
106、发送方根据分片请求信息,从多个分片信息中确定未收到的分片信息。
发送方对接收方发送的分片请求信息进行解析,确定出该接收方未收到的分片信息,便于后续结合已读取的分片信息共同确定待处理数据对应的分片信息队列。
在一些实施例中,各分片信息的协议头包括分片序号,发送方根据分片请求信息,从多个分片信息中确定未收到的分片信息,可以包括:发送方对分片请求信息进行解析,确定未收到的分片序号,分片请求信息是接收方根据未收到的分片序号确定的;该发送方根据未收到的分片序号,从多个分片信息中确定未收到的分片信息。
发送方对分片请求信息进行解析,确定未收到的分片序号;然后,该发送方从分片范围中找到与该未收到的分片序号匹配的分片序号,此时,该发送方确定该匹配的分片序号对应的分片信息是否被确认,如果未被确认,则将该匹配的分片序号对应的分片信息确定为未收到的分片信息,如果被确认,说明该匹配的分片序号对应的分片信息已经发送给接收方了,且无需执行任何操作;之后,可将该未收到的分片信息发送给接收方。
由于现有技术中,UDP传输数据无须等待对方的应答,会出现分组丢失、重复或乱序等情况,无法保证数据传输的可靠性。所以,发送方对分片请求信息进行解析,确定未收到的分片序号,该发送方根据未收到的分片序号,从多个分片信息中确定未收到的分片信息,整个过程解决了数据传输过程中可能出现的分组丢失、重复或乱序等问题,保证了数据传输的可靠性。
可选的,发送方在接收到接收方发送的分片请求信息时,还可以根据接收方发送的确认消息来确定接收方已经确认的分片信息,然后,检查指定分片范围内的所有分片信息,若有未被确认的分片信息,但不对应接收方请求的未收到的分片序号,则发送方将该未被确认的分片信息标记为确认;若有未被确认的分片信息,并对应接收方请求的未收到的分片序号,则发送方向接收方发送未收到的分片信息。
107、发送方向接收方发送未收到的分片信息。
接收方接收发送方发送的未收到的分片信息。
108、接收方根据已读取的分片信息和未收到的分片信息,确定待处理数据对应的分片信息队列。
其中,分片信息队列指的是待处理数据对应的多个分片信息所组成的队列。
接收方根据已读取的分片信息和发送方发送的未收到的分片信息,进而确定待处理数据对应的分片信息队列,该分片信息队列中的分片信息可以是有序的,也可以是无序的,此处不作具体限定。
在本发明实施例中,通过确认机制和重传机制解决了数据的可靠传输问题,通过分片解决了数据量较大的问题,同时网络协议的整个算法降低了网络数据传输的时延,在网络抖动的环境下效果更加明显,提高了数据传输效果。
下面对本发明提供的网络层协议传输数据装置进行描述,下文描述的网络层协议传输数据装置与上文描述的网络层协议传输数据方法可相互对应参照。
如图2所示,是本发明提供的网络层协议传输数据装置的结构示意图,应用于电子设备中异步网络传输模型的接收方,该异步网络传输模型还包括发送方,该电子设备携带网络协议,该网络协议包括协议头和协议数据,该装置可以包括:
收发模块201,用于依次接收该发送方发送的至少一个IP协议报文事务,该至少一个IP协议报文事务是该发送方基于该网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息构建的,各IP协议报文事务包括至少一个分片信息,该多个分片信息存储于该协议数据;
处理模块202,用于依次读取该至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息,该确认消息用于指示该接收方已确认该第一当前IP协议报文事务中的分片信息;
处理模块202,还用于S3、在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示该当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息,该分片请求信息用于该发送方从该多个分片信息中确定未收到的分片信息;
收发模块201,还用于重复执行步骤S3达到第一预设次数,针对各分片请求信息,向该发送方发送该分片请求信息;并接收该发送方发送的该未收到的分片信息;
处理模块202,还用于根据该已读取的分片信息和该未收到的分片信息,确定该待处理数据对应的分片信息队列。
可选的,处理模块202,具体用于向该发送方发送该确认消息,该确认消息用于该发送方确定该接收方对于该第一当前IP协议报文事务中分片信息的确认情况。
可选的,处理模块202,具体用于读取该第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的报文标识;在该当前分片信息的报文标识指示该当前分片信息为该最后一个分片信息的情况下,根据该所有确认消息,确定已读取的分片信息;根据该已读取的分片信息各自的分片序号,生成该分片请求信息。
可选的,处理模块202,具体用于确定该已读取的分片信息各自的分片序号;将所有分片序号按序排列,将不连续的分片序号确定为未收到的分片序号;根据该未收到的分片序号,生成分片请求信息,分片请求信息用于该发送方根据该未收到的分片序号,从该多个分片信息中确定未收到的分片信息。
如图3所示,是本发明提供的网络层协议传输数据装置的结构示意图,应用于电子设备中异步网络传输模型的发送方,该异步网络传输模型还包括接收方,该电子设备携带网络协议,该网络协议包括协议头和协议数据,该装置可以包括:
处理模块301,用于基于该网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务,各IP协议报文事务包括至少一个分片信息,该多个分片信息存储于该协议数据;
收发模块302,用于依次向该接收方发送该至少一个IP协议报文事务,该至少一个IP协议报文事务用于该接收方S1、在依次接收该至少一个IP协议报文事务之后,S2、依次读取该至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息,该确认消息用于指示该接收方已确认该第一当前IP协议报文事务中的分片信息;S3、在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示该当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息;S4、重复执行步骤S3达到第一预设次数;
收发模块302,还用于针对各分片请求信息,接收该接收方发送的该分片请求信息;
处理模块301,还用于根据该分片请求信息,从该多个分片信息中确定未收到的分片信息;
收发模块302,还用于向该接收方发送该未收到的分片信息,该未收到的分片信息用于该发送方结合该已读取的分片信息,确定该待处理数据对应的分片信息队列。
可选的,处理模块301,具体用于S6、在确定向该接收方发送完该至少一个IP协议报文事务的情况下,记录消息等待时长;S7、在该消息等待时长达到预设的RTT时间的情况下,获取该接收方发送的所有确认消息;S8、根据该所有确认消息,确定该接收方对于该多个分片信息各自的确认情况,并重复执行步骤S6-S8达到第二预设次数。
可选的,处理模块301,具体用于对该待处理数据进行切分,得到该多个分片信息;针对各分片信息,对该分片信息进行序列化,得到该分片信息对应的字节流;对该多个分片信息各自的字节流进行封装,得到该至少一个IP协议报文事务,针对各IP协议报文事务,该IP协议报文事务包括字节流对应的字节数量小于等于预设数量阈值。
可选的,处理模块301,具体用于对该分片请求信息进行解析,确定未收到的分片序号,该分片请求信息是该接收方根据该未收到的分片序号确定的;根据该未收到的分片序号,从该多个分片信息中确定该未收到的分片信息。
如图4所示,是本发明提供的电子设备的结构示意图,该电子设备可以包括:处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440,其中,处理器410,通信接口420,存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令,以执行网络层协议传输数据方法。
此外,上述的存储器430中的逻辑指令可以通过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所述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(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上,所述计算机程序被处理器执行时,计算机能够执行上述各方法所提供的网络层协议传输数据方法。
又一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的网络层协议传输数据方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种网络层协议传输数据方法,其特征在于,应用于电子设备中网络层的接收方,所述网络层还包括发送方,所述接收方和所述发送方之间采用异步网络传输模式,所述电子设备携带网络协议,所述网络协议包括协议头和协议数据,所述协议头包括:会话标志、报文标识、分片序号、时间戳、可接收窗口、消息类型和数据长度;所述方法包括:
S1、依次接收所述发送方发送的至少一个IP协议报文事务,所述至少一个IP协议报文事务是所述发送方基于所述网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息构建的,各IP协议报文事务包括至少一个分片信息,所述多个分片信息存储于所述协议数据;
S2、依次读取所述至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息,所述确认消息用于指示所述接收方已确认所述第一当前IP协议报文事务中的分片信息;
S3、在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示所述当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息,所述分片请求信息用于所述发送方从所述多个分片信息中确定未收到的分片信息;
S4、重复执行步骤S3达到第一预设次数,针对各分片请求信息,向所述发送方发送所述分片请求信息;并接收所述发送方发送的所述未收到的分片信息;
S5、根据所述已读取的分片信息和所述未收到的分片信息,确定所述待处理数据对应的分片信息队列。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述生成确认消息之后,所述方法还包括:
向所述发送方发送所述确认消息,所述确认消息用于所述发送方确定所述接收方对于所述第一当前IP协议报文事务中分片信息的确认情况。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,各分片信息的协议头包括报文标识和分片序号,所述报文标识用于指示对应的分片信息为非最后一个分片信息或最后一个分片信息,所述在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示所述当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息,包括:
读取所述第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的报文标识;
在所述当前分片信息的报文标识指示所述当前分片信息为所述最后一个分片信息的情况下,根据所述所有确认消息,确定已读取的分片信息;
根据所述已读取的分片信息各自的分片序号,生成所述分片请求信息。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据已读取的分片信息各自的分片序号,生成分片请求信息,包括:
确定所述已读取的分片信息各自的分片序号;
将所有分片序号按序排列,将不连续的分片序号确定为未收到的分片序号;
根据所述未收到的分片序号,生成分片请求信息,分片请求信息用于所述发送方根据所述未收到的分片序号,从所述多个分片信息中确定未收到的分片信息。
5.一种网络层协议传输数据方法,其特征在于,应用于电子设备中网络层的发送方,所述网络层还包括接收方,所述发送方和所述接收方之间采用异步网络传输模式,所述电子设备携带网络协议,所述网络协议包括协议头和协议数据,所述协议头包括:会话标志、报文标识、分片序号、时间戳、可接收窗口、消息类型和数据长度;所述方法包括:
基于所述网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务,各IP协议报文事务包括至少一个分片信息,所述多个分片信息存储于所述协议数据;
依次向所述接收方发送所述至少一个IP协议报文事务,所述至少一个IP协议报文事务用于所述接收方S1、在依次接收所述至少一个IP协议报文事务之后,S2、依次读取所述至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息,所述确认消息用于指示所述接收方已确认所述第一当前IP协议报文事务中的分片信息;S3、在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示所述当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息;S4、重复执行步骤S3达到第一预设次数;
针对各分片请求信息,接收所述接收方发送的所述分片请求信息,并根据所述分片请求信息,从所述多个分片信息中确定未收到的分片信息;
向所述接收方发送所述未收到的分片信息,所述未收到的分片信息用于所述发送方结合所述已读取的分片信息,确定所述待处理数据对应的分片信息队列。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
S6、在确定向所述接收方发送完所述至少一个IP协议报文事务的情况下,记录消息等待时长;
S7、在所述消息等待时长达到预设的RTT时间的情况下,获取所述接收方发送的所有确认消息;
S8、根据所述所有确认消息,确定所述接收方对于所述多个分片信息各自的确认情况,并重复执行步骤S6-S8达到第二预设次数。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务,包括:
对所述待处理数据进行切分,得到所述多个分片信息;
针对各分片信息,对所述分片信息进行序列化,得到所述分片信息对应的字节流;
对所述多个分片信息各自的字节流进行封装,得到所述至少一个IP协议报文事务,针对各IP协议报文事务,所述IP协议报文事务包括字节流对应的字节数量小于等于预设数量阈值。
8.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,各分片信息的协议头包括分片序号,所述根据所述分片请求信息,从所述多个分片信息中确定未收到的分片信息,包括:
对所述分片请求信息进行解析,确定未收到的分片序号,所述分片请求信息是所述接收方根据所述未收到的分片序号确定的;
根据所述未收到的分片序号,从所述多个分片信息中确定所述未收到的分片信息。
9.一种网络层协议传输数据装置,其特征在于,应用于电子设备中网络层的接收方,所述网络层还包括发送方,所述接收方和所述发送方之间采用异步网络传输模式,所述电子设备携带网络协议,所述网络协议包括协议头和协议数据,所述协议头包括:会话标志、报文标识、分片序号、时间戳、可接收窗口、消息类型和数据长度;所述装置包括:
收发模块,用于依次接收所述发送方发送的至少一个IP协议报文事务,所述至少一个IP协议报文事务是所述发送方基于所述网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息构建的,各IP协议报文事务包括至少一个分片信息,所述多个分片信息存储于所述协议数据;
处理模块,用于依次读取所述至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息,所述确认消息用于指示所述接收方已确认所述第一当前IP协议报文事务中的分片信息;
所述处理模块,还用于S3、在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示所述当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息,所述分片请求信息用于所述发送方从所述多个分片信息中确定未收到的分片信息;
所述收发模块,还用于重复执行步骤S3达到第一预设次数,针对各分片请求信息,向所述发送方发送所述分片请求信息;并接收所述发送方发送的所述未收到的分片信息;
所述处理模块,还用于根据所述已读取的分片信息和所述未收到的分片信息,确定所述待处理数据对应的分片信息队列。
10.一种网络层协议传输数据装置,其特征在于,应用于电子设备中网络层的发送方,所述网络层还包括接收方,所述发送方和所述接收方之间采用异步网络传输模式,所述电子设备携带网络协议,所述网络协议包括协议头和协议数据,所述协议头包括:会话标志、报文标识、分片序号、时间戳、可接收窗口、消息类型和数据长度;所述装置包括:
处理模块,用于基于所述网络协议,根据待处理数据对应的多个分片信息,构建至少一个IP协议报文事务,各IP协议报文事务包括至少一个分片信息,所述多个分片信息存储于所述协议数据;
收发模块,用于依次向所述接收方发送所述至少一个IP协议报文事务,所述至少一个IP协议报文事务用于所述接收方S1、在依次接收所述至少一个IP协议报文事务之后,S2、依次读取所述至少一个IP协议报文事务,在读取到第一当前IP协议报文事务的情况下,生成确认消息,所述确认消息用于指示所述接收方已确认所述第一当前IP协议报文事务中的分片信息;S3、在读取过程中,在确定第二当前IP协议报文事务包括的当前分片信息的协议头指示所述当前分片信息为最后一个分片信息的情况下,根据所有确认消息和已读取的分片信息各自的协议头,生成分片请求信息;S4、重复执行步骤S3达到第一预设次数;
所述收发模块,还用于针对各分片请求信息,接收所述接收方发送的所述分片请求信息;
所述处理模块,还用于根据所述分片请求信息,从所述多个分片信息中确定未收到的分片信息;
所述收发模块,还用于向所述接收方发送所述未收到的分片信息,所述未收到的分片信息用于所述发送方结合所述已读取的分片信息,确定所述待处理数据对应的分片信息队列。
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