CN117254879A - 一种信道碎片化渗透传输的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种碎片化数据通信方法和装置,该碎片化数据通信方法包括:S110:确定至少一个待传输信息数据;监测通信信道资源,确定所述通信信道资源中的空闲资源;根据所述空闲资源确定所述通信信道中允许传输的信息数据长度;将符合所述信息数据长度的待传输信息数据通过所述通信信道的空闲资源进行渗透传输。该方法根据通信网络传输的业务数据模型、通信信道的资源类型、信道资源的连续性,在保证通信可靠的前提下最大限度的利用各种类型的通信信道、通信端口实现数据的高效传输。进一步在本公开利用信道碎片化渗透传输的基础上,通过信道空闲资源确定碎片化分割的颗粒度、碎片块发送次数等以进行碎片化数据的传输,实现对数据高效传输,抗干扰能力的提升。
Description
技术领域
本公开涉及互联网技术领域,具体涉及通信、物联网技术领域,尤其涉及一种信道碎片化渗透传输的通信方法及装置。
背景技术
当前在通信领域中,主要是通过小帧传输和分帧传输的方式对数据进行网络传输,然而这两种方式都需要按照顺序进行传输,一旦遇到通信误码和干扰,必将导致数据帧顺序不对。并且所有小帧或分帧都需要按照同一个路径进行转发,不能分路径进行转发,这会严重影响数据传输的效率。为实现对数据的高效传输,往往会造成数据传输的高开销和乱序的问题,进一步反而会降低数据传输的效率和抗干扰性。
因此需要提供利用一种信道碎片化渗透传输的通信机制,使得数据在网络中进行传输时根据通信网络传输的业务数据模型、通信信道的资源类型、信道资源的连续性,在保证通信可靠的前提下,最大限度的利用各种类型的通信信道、通信端口实现数据帧的高效传输。
发明内容
针对现有技术的不足,本公开旨在提供一种信道碎片化渗透传输的通信方法和装置。本公开可以根据通信网络传输的业务数据模型、通信信道的资源类型、信道资源的连续性,在保证通信可靠的前提下,最大限度的利用各种类型的通信信道、通信端口实现数据帧的高效传输。进一步的,在本公开利用信道碎片化渗透传输的基础上,通过信道空闲资源确定碎片化分割的颗粒度、碎片块发送次数等以进行碎片化数据的传输,以实现对数据高效传输,抗干扰能力的提升。
为了实现上述目的,本公开的第一方面提供了一种信道碎片化渗透传输的通信方法,该方法包括,确定至少一个待传输信息数据;监测通信信道资源,确定所述通信信道资源中的空闲资源;根据所述空闲资源确定所述通信信道中允许传输的信息数据长度;将符合所述信息数据长度的待传输信息数据通过所述通信信道的空闲资源进行渗透传输。
在一些实施例中,所述空闲资源至少包括空闲频点和空闲时间长度,以及根据所述空闲资源确定所述通信信道中允许传输的信息数据长度,包括:监测信道频率资源和信道时间资源;通过每个通信节点的载波监听机制和/或信道收发统计机制,记录所述每个通信节点对应的所述空闲频点和所述空闲时间长度;通过所述空闲频点和所述空闲时间长度确定所述每个通信节点在所述空闲时间内允许传输的信息数据长度。
在一些实施例中,所述方法还包括:响应于所述允许传输的信息数据长度大于所述待传输信息数据的长度,则通过所述通信信道的空闲资源对所述待传输信息数据进行渗透传输;其中所述通信信道的空闲资源可以对至少一个所述待传输信息数据进行渗透传输。
在一些实施例中,所述方法还包括:响应于至少一个所述允许传输的信息数据长度小于所述待传输信息数据的长度,则确认所述通信信道中允许传输的最小信息数据长度;将所述允许传输的最小信息数据长度反馈给通信信道发送源,以调整所述待传输信息数据的被分割长度。
在一些实施例中,所述方法还包括:所述通信信道以一个相同的同步时钟周期性被监测,且所述通信信道资源采用条目队列的方式记录。
在一些实施例中,所述方法包包括:所述通信信道被分割为若干个子信道;通过所述子信道的空闲信息,匹配所述待传输信息数据,以完成所述待传输信息数据通过所述子信道进行渗透传输。
在一些实施例中,所述通过所述子信道的空闲信息,匹配所述待传输信息数据,以完成所述待传输信息数据通过所述子信道进行渗透传输,包括:通过一个所述子信道匹配传输一个所述待传输信息数据;或通过至少一个所述子信道同时匹配传输一个所述待传输信息数据;或通过一个所述子信道在预设时间内匹配传输一个所述待传输信息数据;或通过至少一个所述子信道在随机时间内匹配传输一个所述待传输信息数据。
本公开的第二方面提供了一种碎片化数据通信方法,该方法包括应用于第一方面任一项所述的信道碎片化渗透传输的通信方法,以进行通信网络传输。
在一些实施例中,所述碎片化数据通信方法包括:确认一个待传输数据帧;将所述待传输数据帧按照预设规则进行碎片化分割,形成预设格式的碎片块,其中所述碎片块包括:一个控制块和至少一个数据块;将所述碎片块通过通信网络进行传输,至目标节点后对所述碎片块进行拼接还原。
在一些实施例中,所述预设格式的碎片块包括:所述控制块以控制块头、数据帧摘要信息、控制块校验码的形式设置,用于记录和传输所述待传输数据帧的摘要信息和特征信息;所述数据块以数据块头、数据内容、数据块校验码的形式设置,用于记录和传输所述待传输数据帧的数据内容,且所述数据块可以为长度相同或不同的数据块。
在一些实施例中,所述方法还包括:响应于所述待传输数据帧进行分割时,产生一个控制块校验码,其中,所述控制块校验码等同于所述待传输数据帧的数据帧识别码;将所述控制块校验码同时记录于所述控制块中和同源数据块的所述数据块头中,用于匹配所述控制块和所述数据块来源于同一所述待传输数据帧;其中所述同源数据块为来源于同一待传输数据帧的数据块。
在一些实施例中,所述将所述待传输数据帧按照预设规则进行碎片化分割,包括:获取所述待传输数据帧的长度,对所述待传输数据帧可以以长度相同或长度不同的分割方式分割为一个所述控制块和所述至少一个数据块;将所述待传输数据帧的长度记录于所述控制块的预设位置,其中所述控制块的预设位置为所述控制块的数据帧摘要信息。
在一些实施例中,所述方法还包括:所述将所述碎片块通过通信网络进行传输时,以已分割的碎片块的形式进行独立传输;其中,在传输过程中,不对所述碎片块进行修改或拼接;其中,所述独立传输为所述碎片块的传输可以不受限于传输顺序和传输路径。
在一些实施例中,所述方法还包括:在所述碎片块到达至通信接收节点后,对所述碎片块进行校验,并依据所述碎片块的类型进行存储;响应于所述控制块校验码的校验结果为通过后,将所述控制块存储于控制块存储队列中;响应于所述数据块校验码的校验结果为通过后,匹配与所述数据块来源于同一所述待传输数据帧的所述控制块,将所述数据块存储于所述控制块对应的数据块存储队列中。
在一些实施例中,所述至目标节点后对所述碎片块进行拼接还原,还包括:当所述碎片块达到所述目标节点后,对所述碎片块进行校验并存储;响应于所述碎片块校验通过后,获取所述碎片块的块识别码和所述数据帧识别码,其中所述块识别码记录于所述数据块的数据块头中或者所述控制块的控制块头中,所述数据帧识别码同时记录于所述控制块中和同源数据块的所述数据块头中;根据所述数据帧识别码匹配与所述数据块来源于同一所述待传输数据帧的所述控制块和其他所述同源数据块;根据所述数据块的块识别码的序号定位所述数据块的分割位置;根据来源于同一所述待传输数据帧的所述控制块和所述数据块,并且结合所述同源数据块的分割位置完成所述碎片块的拼接还原。
在一些实施例中,所述方法还包括:在所述碎片块全部达到所述目标节点前,可以通过所述通信网路中的数据块接收节点相互转发或补发接收到的所述数据块,并将全部或部分所述数据块同步至所述目标节点或转发节点。
在一些实施例中,所述方法还包括:在将所述碎片块通过通信网络进行传输前,对所述碎片块的发送进行发送完整性检查;在所述碎片块传输至通信接收节点后,由所述通 信接收节点对所述碎片块的接收进行接收完整性检查,其中所述通信接收节点为所有能够接收到所述碎片块的通信节点。
在一些实施例中,所述方法还包括:响应于所述接收完整性检查不通过时,则由所述通信接收节点向其他接收节点发送可信请求通知;若所述其他接收节点储存有所述通信 接收节点缺少的碎片块,则将所述缺少的碎片块发送出去。
在本公开的第三方面提供一种信道碎片化渗透传输的通信装置,所述装置应用于第一方面中任一种信道碎片化渗透传输的通信方法,该装置至少包括:确定单元,被配置为确定至少一个待传输信息数据;监测信道单元,被配置为监测通信信道资源,确定所述通信信道资源中的空闲资源;计算单元,被配置为根据所述空闲资源确定所述通信信道中允许传输的信息数据长度;渗透传输单元,被配置为将符合所述信息数据长度的待传输信息数据通过所述通信信道的空闲资源进行渗透传输。
在本公开的第四方面提供了一种碎片化数据通信装置,所述装置应用于第二方面中任一种碎片化数据通信方法,该装置至少被配置为:将所述通信信道碎片化渗透传输后,可应用于碎片化数据通信方法,以进行通信网络传输。
在本公开的第五方面提供了一种通信设备,包括:用于存储处理器可执行指令的存储器;处理器,与所述存储器连接;其中,所述处理器被配置为执行第一方面或第二方面任意可能实现的方法。
在本公开的第六方面提供了一种通信设备,当所述存储介质中的指令由计算机的处理器执行时,使得计算机能够执行如第一方面或第二方面任意可能实现的方法。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
利用本公开的方法在对数据进行传输的过程中,根据通信网络传输的业务数据模型、通信信道的资源类型、信道资源的连续性,在保证通信可靠的前提下最大限度的利用各种类型的通信信道、通信端口实现数据的高效传输。进一步在本公开利用信道碎片化渗透传输的基础上,通过信道空闲资源确定碎片化分割的颗粒度、碎片块发送次数等以进行碎片化数据的传输,实现对数据高效传输,抗干扰能力的提升。
附图说明
以下将结合附图和优选实施例来对本公开进行进一步详细描述,但是本领域技术人员将领会的是,这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的,并且因此不应当作为对本公开范围的限制。
图1是根据一示例性实施例示出的一种信道碎片化渗透传输的通信方法流程示意图;
图2是根据一示例性实施例示出的信道监测记录队列的示意图;
图3是根据一示例性实施例示出的碎片块格式的示意图;
图4是根据一示例性实施例示出的控制块格式和数据块格式的示意图;
图5是根据一示例性实施例示出的控制头组合方式的示意图;
图6是根据一示例性实施例示出的控制头(A类)的示意图;
图7是根据一示例性实施例示出的数据块头的示意图;
图8是根据一示例性实施例示出的一种碎片化数据通信方法的流程示意图;
图9是根据一示例性实施例示出的数据块字节的示意图;
图10是根据一示例性实施例示出的数据块字节的示意图;
图11是根据一示例性实施例示出的碎片块的存储队列的示意图;
图12是根据一公开实施例提供的一种通信装置的结构示意图;
图13是根据一公开实施例提供的一种通信设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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,都属于本发明保护的范围。
在本公开中,在本公开中的第一方面,提供了一种信道碎片化渗透传输的通信方法,其主要是利用对通信信道资源的监测,使得数据能够通过碎片信道进行渗透传输,以解决信道连续占用、冲突、干扰,避免信道资源空洞的浪费的问题,并提升数据传输的高效性和抗干扰性。
如图1所示的信道碎片化渗透传输的通信方法的流程示意图,所述信道碎片化渗透传输的通信方法,包括:
S110:确定至少一个待传输信息数据;
S120:监测通信信道资源,确定所述通信信道资源中的空闲资源;
S130:根据所述空闲资源确定所述通信信道中允许传输的信息数据长度;
S140:将符合所述信息数据长度的待传输信息数据通过所述通信信道的空闲资源进行渗透传输。
在本公开中,该信息数据为携带有数据信息的集合,可以是独立的数据帧,也是由一整个大的数据帧分割后碎片块。当对应于碎片块时,对应于数据碎片化传输中的数据块或控制块。
在本公开中,通过对信道资源的监测,获取各个信道的可利用的空闲资源。在空闲资源的记录和计算,可以确定由此空闲资源可传输的数据信息的长度。进一步的,根据可传输的数据信息的长度去匹配相应的待传输信息数据,以完成信息数据的渗透传输。
因此,可以通过对通信信道资源的监测,使得信息数据能够通过碎片信道进行渗透传输,以解决信道连续占用、冲突、干扰,避免信道资源空洞的浪费的问题,并提升数据传输的高效性和抗干扰性。
在此实施例中,所述空闲资源至少包括空闲频点和空闲时间长度,以及根据所述空闲资源确定所述通信信道中允许传输的信息数据长度,包括:
监测信道频率资源和信道时间资源;
通过每个通信节点的载波监听机制和/或信道收发统计机制,记录所述每个通信节点对应的所述空闲频点和所述空闲时间长度;
通过所述空闲频点和所述空闲时间长度确定所述每个通信节点在所述空闲时间内允许传输的信息数据长度。
在本公开中,主要是通过通信节点的载波监听机制和/或信道收发统计机制完成对通信信道资源的监测。如图2所示的信道监听记录队列,监测的信道资源采用条目队列的方式记录。每个队列包含:通信端口号、通信频点、信道空闲起始时间、信道空闲结束时间、信道传输数据的速率几部分组成。
本公开的通信信道资源监测包含,信道频率资源监测和信道时间资源监测,通过通信节点的载波监听机制和/或信道收发统计机制,监测和记录每个通信端口的通信通道的空闲频点、空闲时间长度,并计算出空闲频点和空闲时间允许传输的信息数据的长度。
本公开的载波监听机制主要是通过硬件的手段实现的。其不仅可以监测网络通信信道的传输和使用,还可以监测一些未知的、外部的干扰。相对信道收发统计的方式,该方式监测的更加完善,但是需要依赖于具有载波监听能力的通信收发器完成。
本公开的信道收发统计主要是通过软件的手段实现的。其可以通过监测统计已知的通信信道的使用情况,而对于对未知频点、未知调制方式、未知干扰无法进行有效监听。但由于信道收发统计依赖于软件功能去实现的,因此所有的通信收发器都可以实现监测目的。
在本公开中既可以使用载波监听机制,也可以使用信道收发统计机制监测网络通信信道的传输和使用。进一步的,结合载波监听机制和信道收发统计机制完成通信信道的使用情况下,能够兼备两者的优点,使得监测的通信信息更加完整,且适用于更多的通信情况。
在此实施例中,该方法还包括:响应于所述允许传输的信息数据长度大于所述待传输信息数据的长度,则通过所述通信信道的空闲资源对所述待传输信息数据进行渗透传输;其中所述通信信道的空闲资源可以对至少一个所述待传输信息数据进行渗透传输。
在本公开的信道空闲资源渗透传输中,比较空闲的信道资源允许传输的信息数据的长度,若允许传输信息数据的长度大于等于信息数据的长度,则通过该空闲的信道资源进行信息数据的渗透传输,传输至少一个信息数据,而无需等待整块连续的超过数据帧长度的信道资源进行数据帧的传输。
对于信道空闲,为实时监测到的空闲资源,因此信道空闲有大有小,相应的能够传输的数据长度也有长有短,因此,在信道允许传输的长度大于数据的长度时,就可以进行渗透传输。该允许传输的长度能传输几个信息数据就传输几个信息数据,若不够传输一个信息数据,则停止对信息数据的传输。
在此实施例中,该方法还包括:响应于至少一个所述允许传输的信息数据长度小于所述待传输信息数据的长度,则确认所述通信信道中允许传输的最小信息数据长度;
将所述允许传输的最小信息数据长度反馈给通信信道发送源,以调整所述待传输信息数据的被分割长度。
在本公开中,应用于将数据帧分割为若干个数据信息时(小的数据帧),若监测到存在较多的不足以传输一个信息数据的信道空闲资源,则计算这些信道空闲资源能够传输的信息长度大小。选择最小的信息长度作为数据帧分割的信息数据的长度进行数据帧分割,以此来调整数据帧分割的信息数据的长度,从而让众多空闲的信道资源能够利用起来,传输一个或者多个信息数据。
因此,通过监测能够实时的得到当前的空闲信道的状态,然后可以调整数据帧分割的大小,以适应信道能够传输的长度。尤其是此方法适用于碎片化数据分割时,利用碎片化的机制,将空闲信道利用起来能够进行数据的有效渗透。
这里需要说明的是,适用于碎片化数据分割时,这里的该信息数据的被分割长度可以是由一整个数据帧分割出不同长度的碎片块,也可以是通过对该数据的分割形成相同长度的碎片块。并且被分割的碎片块可以尽可能的短,其应用于碎片化渗透传输的效率就会越高。其中在碎片化数据通信中,碎片块等同于本公开中的信息数据。
在一些实施例中,所述信道碎片化渗透传输的通信方法还包括:所述通信信道以一个相同的同步时钟周期性被监测,且所述通信信道资源采用条目队列的方式记录。
在本公开的实施例中,所有通信节点以一个相同的同步时钟周期性(1秒钟为周期)的进行信道资源的监测。如图2所示,监测的信道资源采用条目队列的方式记录,每个队列包含:通信端口号、通信频点、信道空闲起始时间、信道空闲结束时间、信道传输数据的速率几部分组成。
本公开的实施例,以1秒种为周期,循环监测多个周期,若多个周期内,某一信道资源空闲可用,则记录为该信道资源可以进行信道空闲资源渗透传输;若仅是突发性的空闲,则不做处理。
本公开的实施例:信息数据长度调整时,所有的通信节点优先采用相同的信息数据长度进行数据帧的分割和信道空闲资源渗透传输。
在一些实施例中,所述信道碎片化渗透传输的通信方法还包括:所述通信信道被分割为若干个子信道;
通过所述子信道的空闲信息,匹配所述待传输信息数据,以完成所述待传输碎片块通过所述子信道进行渗透传输。本公开的通信信道碎片化方法将一个较宽的宽带信道分割成多个窄带子信道,然后结合数据帧碎片化分割,进行数据碎片化和信道碎片化的任意组合传输。
需要说明的是,待传输的信息数据可以通过数据碎片化分割的方式形成带有特定格式的数据块或控制块。因此,通信信道被分割为若干个子信道,以及数据帧被分割为若干个数据块和控制块后,可以进行数据碎片化和信道碎片化的任意组合传输。
在此实施例中,所述通过所述子信道的空闲信息,匹配所述待传输信息数据,以完成所述待传输信息数据通过所述子信道进行渗透传输,包括:
通过一个所述子信道匹配传输一个所述待传输信息数据;或
通过至少一个所述子信道同时匹配传输一个所述待传输信息数据;或
通过一个所述子信道在预设时间内匹配传输一个所述待传输信息数据;或
通过至少一个所述子信道在随机时间内匹配传输一个所述待传输信息数据。
在本公开中,至少可以通过一个子信道传输一个待传输信息数据,或通过一个子信道传输多个待传输信息数据;还可以通过多个子信道传输一个待传输信息数据,以形成实时扩频传输,或者通过在时间维度上的叠加通过一个子信道传输一个待传输信息数据,以形成连续分时传输、间隔分时传输或随机时间传输。基于上述描述,在连续分时传输或间隔分时传输中,上述所涉及到的预设时间即为连续时间或预设内的间隔时间。
在本公开中,可以进行数据碎片化和信道碎片化的任意组合传输,具体组合方法有:
方法1:每个窄带子信道传输一个数据,传输过程中无需考虑数据的发送顺序。
方法2:若干个窄带子信道同时传输一个数据,以实现不同窄带信道的实时扩频传输;本公开用3个窄带子信道同时传输一个数据。
方法3:每个窄带子信道连续重复多次(2-3次)传输同一个数据,以实现窄带信道的连续分时传输。
方法4:每个窄带子信道间隔一定时间重复多次(2-3次)传输同一个碎片块,以实现窄带信道的间隔分时传输。其中,间隔时间根据1个碎片块传输时长来确定。方法5:若干个随机的不同的窄带子信道,采用随机跳跃的方式在不同的随机时间传输相同或不同的数据。
进一步的,可以将方法2和方法3进行组合,若干个窄带子信道连续重复多次(2-3次)同时传输同一个数据,以实现不同窄带信道的实时扩频加连续分时传输。
进一步的,可以将方法2和方法4的组合,若干个窄带子信道间隔一定时间重复多次(2-3次)同时传输同一个数据,以实现不同窄带信道的实时扩频加间隔分时传输。
本公开的将宽带信道分割成多个窄带子信道后,降低了通信信道的本底噪声的同时,还提高了通信接收端的接收灵敏度。本公开利用若干个窄带子信道同时传输同一个数据,进行实时扩频通信,进一步提升了通信接收端的接收灵敏度。本公开利用窄带子信道重复多次传输同一个信息数据,进行分时传输,也会提升通信接收端的接收灵敏度。
在本公开的第二方面提供了一种碎片化数据通信方法,该方法包括应用于第一方面任一项所述的信道碎片化渗透传输的通信方法,以进行通信网络传输。
在一些实施例中,该方法还包括:将所述通信信道碎片化渗透传输后,可应用于碎片化数据通信方法,以进行通信网络传输。其中在第一方面中的信息数据等同于第二方面中的碎片块。
在本公开利用信道碎片化渗透传输后,可以实现对通信信道资源的充分利用,使得数据能够通过碎片信道进行渗透传输,以解决信道连续占用、冲突、干扰,避免信道资源空洞的浪费的问题。进一步的可以结合碎片化数据的通信方法,增强数据帧的传输效率和接收灵敏度。
将信道碎片化渗透传输的方法应用于碎片化数据传输中,即在整个体系中至少存在两个并列的模块,为信道监测和数据帧的分割模块。
那么在信道碎片化渗透传输的方法,至少可以利用碎片化数据传输完成碎片块分割的适应性调节,以及碎片化补差的模块。即通过监测能够实时的得到当前的空闲信道的状态,然后可以调整数据帧碎片分割的大小,以适应信道能够传输的长度,从而利用碎片化的机制,将空闲信道利用起来进行数据的有效渗透。数据渗透传输后,对于缺失的数据,利用碎片化补差的方式,可以进行有效补齐,所得到的效益是,即保证了信道空闲的有效利用,又保证了数据的有效传输。因此,由于本公开数据帧碎片化分割后传输时数据块头部的低开销,利用了碎片化空闲的信道资源,从而大大提升了通信带宽的吞吐率和传输效率。
在整个体系的数据接收节点(包括本公开所涉及的中途节点、转发节点以及目标节点)的数据共识基础中,能够极大的保证渗透传输的有效性。这里需要说明的数据共识基础为通过各个通信节点,能够实时的传输中的数据同步给各个节点的方法。
在本公开中,数据帧可以被分割为一个控制块和至少一个数据块,如图3所示的碎片块格式示意图,每一个待传输数据帧可以被分割为一个控制块和至少一个数据块,其中该数据块可以为若干个长度相同或不同的数据块。为了描述方便,将数据帧分割成的控制块和数据块统称为碎片块。
在本公开的网络通信的过程中,控制块用于记录和传输数据帧的摘要信息和特征信息;数据块用于记录和待传输数据帧的数据内容。
如图4所示的控制块格式和数据块格式的示意图,本公开中的控制块包含控制块头、数据帧摘要信息、控制块校验码;数据块包含数据块头、数据内容、数据块校验码。
其中,本公开控制块中的数据帧摘要信息用于表征整个被分割的数据帧的特征和唯一性。该数据帧摘要信息可以是数据帧的源地址、目的地址、源端口、目的端口、数据命令、数据类型、数据帧序号、数据帧时间、数据帧长度、数据帧识别码、数据帧被分割的数据块总数、数据块中数据内容的长度等各种表征数据帧的特征信息的单个、和/或其任意组合,以及各种数据帧特征信息的压缩、扩展、加密、校验、哈希等各种数据变换的和/或其任意组合。
其中,本公开控制块中的控制块校验码用于对控制块的控制块头部信息和数据帧摘要信息进行完整性正确性校验。
进一步的,在本公开中,如图5所示的控制头组合方式的示意图,控制块头部由如下几种组合方式:A类、块识别码+分割特征码;B类、块识别码+传输控制识别码;C类、块识别码+分割特征码+传输控制识别码。
这里为了进一步的保证数据帧识别码(控制块校验码)能够唯一表征待通信传输的数据帧的唯一性。本公开的待传输数据帧在进行碎片化分割时,在控制块头部(A类)插入分割特征码,该分割特征码用于表征数据帧在进行碎片化分割时的特性信息。如图6所示控制头部(A类)的示意图,该分割特征码包含碎片化分割的通信节点信息、碎片化分割的时间信息的和/或组合。
其中,分割节点标识,即通信节点信息,用于表征通信网络中该通信节点的唯一性,可以为通信节点ID、通信节点通信地址、IP地址、MAC地址等。为了方便描述本公开将碎片化分割的通信节点信息简称为分割节点标识。
其中,碎片化分割时间用于唯一表征数据帧进行碎片化分割的时刻,该时间的精度可以根据系统资源开销、通信可靠性要求、允许的重复率要求、数据帧分割传输的频繁程度选择秒级、毫秒级、微妙级、甚至纳秒级时间精度。为了方便描述本发明将碎片化分割的时间信息简称为碎片化分割时间。
为了进一步的保证数据帧识别码(控制块校验码)能够唯一表征待通信传输的数据帧的唯一性,通信网络中的所有通信节点均采用相同的时间精度。进一步的通信网络中的所有通信节点均采用相同的同步时间记录分割时间。
其中,如图5所示的控制头组合方式的示意图,控制块头的传输控制识别码用于标识被分割后的控制块与若干数据块的传输方式。其传输方式可任意包含顺序传输、乱序传输、冗余传输、冗余类型、是否加密、加密类型、是否跳频通信、是否扩频通信、碎片块发送间隔、碎片块传输优先级、碎片块传输可靠等级、碎片块传输的信道序号等。
在本公开中的传输控制识别码的碎片块传输优先级用于表示该数据帧碎片块的传输优先级别。待传输数据帧被分割后,高优先级别数据帧的控制块和数据块优先传输,低优先级别数据帧的控制块和数据块延后传输。
基于本公开的乱序传输机制,高优先级的碎片块随时可以优先于低优先级的碎片块的传输,无需担心高优先级抢占了低优先级数据帧碎片块的通信资源而导致低优先级碎片块传输失败丢失的问题,因此即保证了高优先级碎片块的传输效率降低了传输延迟,又保证了低优先级数据传输的可靠性。
本公开的传输控制识别码的碎片块传输可靠性级别用于表示该数据帧允许丢帧、误码的容忍度。待传输数据帧被分割后,高可靠性级别的控制块和数据块的转发机制采用多次发送冗余、多节点冗余、多路径冗余的方式进行,保证数据帧不丢帧不误码,低可靠性级别的控制块和数据块的转发机制采用普通方式或少冗余的方式进行。
进一步,如图4所示的控制块格式和数据块格式的示意图,本公开中数据块包含数据块头、数据内容、数据块校验码。
其中数据内容为被分割的数据帧的数据,数据块中不包含数据内容的长度。
其中,本公开数据块中的数据块校验码用于对数据块的数据块头部信息和数据内容信息进行完整性和正确性校验。
其中数据块校验码的校验方法在控制块的数据帧摘要信息中记录。
如图7所述的数据块头的示意图,其中,本公开的数据块头包含块识别码和数据帧识别码。
在本公开中,控制块校验码包含在控制块中,一方面用于对控制块进行校验;同时由于控制块中包含了数据帧的各种摘要信息,如数据帧的长度、数据帧识别码、数据帧源目的地址端口、数据帧的各种特征信息、摘要信息的和、或组合,因此另一方面控制块校验码还可以标识识别数据帧的唯一性和同源性。进一步的,控制块校验码等同于数据帧识别码,均可以用来标识碎片块属于那一个数据帧。
控制块中还可以包含数据帧分割时的时间时刻信息、分割的设备信息等,相同的数据帧在不同的设备上分割、不同时刻分割时,控制块计算出的校验码也不相同,因此可以保证数据帧分割的位置、时刻的唯一性。
数据块中的块头,包含数据帧识别码(即控制块校验码),通过它来将分割的同源的碎片块拼接起来。例如,当一个待传输数据帧进行数据碎片化传输时,具体为如下步骤:
步骤1:数据帧在分割前,先提取表征数据帧特征的关键信息(如长度、地址、端口等)和/或计算数据帧的摘要信息(如数据帧识别码、MD5码等),然后将这些关键信息和摘要信息填入到控制块中,第三步(可选)在控制块中填入分割设备信息(如设备ID等)、和/或分割的时刻信息,随后再进行控制块的校验计算,得到控制块校验码,即数据帧识别码。
步骤2:得到控制块校验码后,将该控制块校验码填写到每个分割后的数据块中,用于同源数据块的识别和匹配,以及后续的拼接。
在此公开中,块识别码可以用于识别某个分割块时控制块还是数据块以及第几个数据块。
在本公开的描述中数据帧识别码即为控制块校验码,用于表征待通信传输的数据帧的唯一性,具有相同数据帧识别码(即控制块校验码)的数据块属于同一个被分割的数据帧。本公开利用该数据帧识别码(即控制块校验码)进行数据帧的识别、传输、拼接。
基于上述数据碎片化的组成结构的基础上,已经详细定义了控制块和数据块的组成和作用,并进一步在碎片化数据进行传输时,利用控制块和数据块进行高效传输。
在一些实施例中,如图8所示的碎片化数据通信方法的流程示意图,该碎片化数据通信的方法包括:
S810:确认一个待传输数据帧;
S820:将所述待传输数据帧按照预设规则进行碎片化分割,形成预设格式的碎片块,其中所述碎片块包括:一个控制块和至少一个数据块;
S830:所述碎片块通过通信网络进行传输,至目标节点后对所述碎片块进行拼接还原。
在本公开中,每个待传输数据帧在进入通信网络之前进行数据的碎片化分割。在数据源节点进行分割后,再通过通信网络进行传输。
本公开将待传输的每一个数据帧在传输前按照一定规则进行碎片化分割,将该数据帧分割至少一个带有数据信息的碎片块,进行碎片化传输,传输到目的地后再进行数据帧的拼接还原。
在本公开中,每一个待传输数据帧会被分割为一个控制块和至少一个数据块。在此实施例中,该数据块可以为若干个长度相同或不同的数据块。通过本公开对数据帧进行分割,分割后所形成的碎片块以特定的格式形成各个部分,可以高效的在网络通信中传输,且由于各个碎片块的特定格式和标记,可以在碎片块完整传输后拼接还原成初始的数据帧。因此,通过本公开对数据帧进行分割,可以实现数据帧在网络通信的过程中,抗干扰能力强、传输效率高,并且碎片化数据可在通信过程中进行乱序传输。
在一些实施例中,所述预设格式的碎片块包括:所述控制块以控制块头、数据帧摘要信息、控制块校验码的形式设置,用于记录和传输所述待传输数据帧的摘要信息和特征信息;所述数据块以数据块头、数据内容、数据块校验码的形式设置,用于记录和传输所述待传输数据帧的数据内容,且所述数据块可以为长度相同或不同的数据块。
参考前述针对控制块和数据块的详细介绍可知,该控制块包含控制块头、数据帧摘要信息、控制块校验码,用于记录和传输所述待传输数据帧的摘要信息和特征信息;该数据块包括数据块头、数据内容、数据块校验码,用于记录和传输所述待传输数据帧的数据内容。
其中,数据帧摘要信息用于表征整个被分割的数据帧的特征和唯一性。
其中,控制块校验码用于对控制块的控制块头部信息和数据帧摘要信息进行完整性正确性校验。这里的控制块校验码即为数据帧识别码,是能够唯一表征待通信传输的数据帧的唯一性。
其中,数据内容为被分割的数据帧的数据,数据块中不包含数据内容的长度。
其中,数据块校验码用于对数据块的数据块头部信息和数据内容信息进行完整性正确性校验。
在本公开中,控制块校验码对控制块头部和数据帧摘要信息进行了校验计算,能够唯一表征数据帧的数据帧摘要信息,而数据帧摘要信息又能够唯一表征整个数据帧的唯一性,因此控制块校验码能够唯一表征待通信传输的数据帧的唯一性。本公开将控制块校验码命名为数据帧识别码,在整个碎片化传输过程中,利用该数据帧识别码(控制块校验码)可以识别每个数据块是来源于哪一个数据帧。
在本公开中,采用控制块校验码作为数据块的数据帧识别码,由于控制块校验码唯一表征了数据帧的唯一性,可以及其方便的进行分割数据块的拼接还原,同时还可以通过数据帧识别码(即控制块校验码)反向查找控制块中的数据帧摘要信息,提取数据帧中的各项传输信息,可以及其方便的进行传输方法、传输路径的选择。
在一些实施例中,所述方法还包括:响应于所述待传输数据帧进行分割时,产生一个控制块校验码,其中,所述控制块校验码等同于所述待传输数据帧的数据帧识别码;将所述控制块校验码同时记录于所述控制块中和同源数据块的所述数据块头中,用于匹配所述控制块和所述数据块来源于同一所述待传输数据帧;其中所述同源数据块为来源于同一待传输数据帧的数据块。
在本公开中,数据帧的分割和拼接根据控制块校验码确定,控制块校验码也称为数据帧识别码,用于区分不同的数据帧,便于进行数据校验、拼接。控制块校验码采用校验压缩的形式,生产了同源数据的具有唯一性的数据帧识别码。控制块校验码用较少的数据内容标识了较长的控制块的内容,因此,该控制块校验码用来唯一识别数据块的归属。
进一步的,控制块校验码受控制块中时间字段的影响,即使是相同的数据帧,在不同的时刻分割,计算的控制块校验码也不一样,这样就保证了相同的数据帧,在不同的时间通信传输,也能够进行识别区分。
需要说明的是,影响控制块校验码的因素除了时间因素、还有通信地址、数据内容、数据特征等各种因素,只要数据帧分割前发生了微小变化,数据帧识别码都能够进行识别区分。
本公开一方面利用一个极短的缩减的控制块校验码(数据帧识别码)表征了一个较长的数据帧摘要信息和数据的唯一性,不用在每个数据块中重复包含数据帧特征信息,极大的提高了通信效率。由于采用控制块校验码的方式进行表征唯一性,数据帧的特征信息、摘要信息(包含数据帧整帧的校验码)、分割信息、时间信息一旦发生微小变化,控制块校验码会发生千差万别的变化,保证了数据帧的唯一性。
另一方面通过多重校验(数据帧特征信息摘要信息、控制块校验码和数据块校验码)的组合,极大的提高的校验的可靠性、极大的减小了重复冲突的概率,保证了数据帧在传输过程中的极低误码率指标;即保证了通信传输的高可靠性、又保证了通信传输的吞吐率、高效率。
本公开的数据块校验码可以对整个数据块进行完整性正确性校验验证,由于数据帧分割和拼接前后有数据的校验计算,加之数据块的数据长度较短,以及有数据帧识别码(控制块校验码)对数据块进行识别,数据块相对于较长的数据帧出现重复冲突的概率要小很多很多,因此本公开的数据块校验码可以采用较短的校验长度。
并且本公开的碎片化数据通信方法利用数据帧校验、数据帧长度校验、数据块的数据帧识别码校验、数据块校验码等多重嵌套冗余的校验机制,保证了数据帧在网络通信中能够绝对可靠的进行传输,出现误码的概率几乎为0。
在本公开中,在设计确定控制块和数据块各字段时需准备如下原则:
1、碎片块长度越短越好。本公开的控制块和数据块的各个字段设计在通信网络系统容量允许和传输丢包误码允许的范围内,尽量将控制块各个字段的长度设计得越短越好,越短的控制块长度,在通信网络中传输时,越不容易被干扰和误码,越有利于在各种通信间隙进行数据的有效传输,避免数据的误码,越有利于在接收端进行数据的接收,从而提升接收灵敏度。
2、控制块长度小于等于数据块长度。后续进行信道碎片化分割时,基于数据块的长度确定信道资源的分配,避免由于控制块长度过长导致信道资源无法有效传输控制块。同时较小的控制块,在传输工程中更容易传输,被干扰误码、丢失的概率相对于数据较长的数据块要小很多。
通过本公开的碎片化数据通信,越短的数据块在通信网络中传输时,越容易利用利用各种通信间隙进行数据的有效传输,提升了通信介质及带宽的利用率,且抗干扰能力、接收灵敏度、传输误码率等性能指标都将得到大幅提升,导致数据帧在传输工程中由于误码丢包导致重传的概率极大下降,进一步的减少了通信介质及带宽的占用,更好的提升的通信网络的通信效率。
本公开在选择数据块各字段长度时,考虑到数据块各字段对传输带宽利用率的占比影响,应将数据块的数据内容优择限定在32至128字节之间,整个数据块的发送时长限定在1ms时间以内。而对于极低传输速率的通信网络,数据块让其发送时长限定在小于10ms或者50ms时间以内。这样即能够保证数据可靠无干扰的传输,又能够保证传输带宽的高效利用。
本公开的数据帧识别码优先选择CRC32进行校验,数据块的数据内容限定在32至128字节之间的短数据内容,数据块校验码采用CRC16就足够保证通信误码率。以32字节、64字节、128字节的短数据内容为例,碎片化数据通信的通信资源利用率分别超过78%、89%、94%以上,加上碎片化的数据块能够更好的利用各种通信间隙进行数据传输,在保证数据高可靠、低误码传输的情况下,同时能够将整个通信网络的通信资源利用率控制在一个较高的指标,相较于其它类型的通信网络可靠性和通信资源利用率不可同时兼具的情况,具有极高的技术先进性和性能指标优势。
在本公开中,通过数据帧摘要信息可以表征数据帧特征的唯一性,通过控制块的数据帧摘要信息完成对整个数据帧的数据表达,通过各部分的块头标记以匹配来源于同一数据帧的信息,以及通过各部分的校验码进一步校验各个碎片块的完整性和正确性。因此,基于上述对控制块与数据块的格式设置,不仅可以将各个碎片块相互联系和标记起来,也可以形成对一个完整数据帧的标记。
在一些实施例中,所述将所述待传输数据帧按照预设规则进行碎片化分割,包括;获取所述待传输数据帧的长度,对所述待传输数据帧可以以长度相同或长度不同的分割方式分割为一个所述控制块和所述至少一个数据块,其中所述控制块长度小于所述数据块长度;
将所述待传输数据帧的长度记录于所述控制块的预设位置,其中所述控制块的预设位置为所述控制块的数据帧摘要信息。
这个长度不是分割后的数据块的长度,而是分割前整个数据帧的长度。对于数据帧以长度相同的形式进行分割时,数据块的数据内容的长度可以记录在控制块中,也可以记录在数据块中;对于数据帧以长度不同的形式进行分割时,数据块的数据内容的长度全部记录在数据块中。
进一步的,控制块中记录的不仅包含数据帧的长度、还可以包含数据帧的各种其他特征信息和数据摘要信息,比如说数据帧的校验码、数据帧通信传输的源地址、目的地址、源端口、数据帧中某一段随机的数据等特征信息、摘要信息的和、或的组合。
在此实施例中,数据帧进行分割的方法是:
1、首先分割控制块,根据数据帧来源、目的、数据帧长度、数据帧识别码、以及计算出碎片块总数来组成数据帧摘要信息,并记录分割节点ID、分割时间,然后根据校验算法计算出控制块校验码;
2、然后进行数据块分割,将0x01-0xF0的块序号作为块标识,将控制块校验码作为数据帧识别码来组成数据块头;
3、将分割出来的数据片段作为数据内容插入在数据块头后部;
4、根据校验算法计算出数据块校验码;
5、最后送入通信发射模块首先进行控制块的发送,随后在进行数据块的发送。
在本公开中,可以采用以长度相同或长度不同的分割方式对待传输数据帧进行分割。为了进一步提升通信效率,节约通信开销,本公开优选的采用长度相同的分割方式进行数据帧的分割,且每个数据块数据内容的长度在控制块的数据帧摘要信息中记录。
在本公开中,可以采用以长度相同或长度不同的分割方式对待传输数据帧进行分割。为了进一步提升通信效率,节约通信开销,本公开优选的采用长度相同的分割方式进行数据帧的分割,每个数据块数据内容的长度在控制块的数据帧摘要信息中记录。
在本公开中,所述待传输数据帧按照预设规则进行碎片化分割,并将所述碎片块以特定格式的设置分割为一个控制块和若干个数据块。并且,如前述可知,控制块和数据块的都以其特定的格式设置记录相关信息。
在本公开中,数据帧长度记录在控制块中,方便数据拼接后对数据帧进行核验,同时方便数据块完整性检查,以判断数据块是否全部接收到。
在数据块以相同的长度进行分割时(定长分割),由于数据块长度相同,为了节省数据块的空间,将数据块长度统一放在控制中;在数据块以不同的长度进行分割时(变长分割),由于数据块长度不一致,每个数据块的长度放在各自数据块中。
进一步的,数据帧长度进行分割,分割的总体原则是根据一个给定的单位时间内,通信信道能够发送或者接收的数据长度来确定,保证通信信道在时间、速率上利用的最优化,信道速率越高。在分割的过程中,分割的数据块长度越长,给定的单位时间越长,分割的数据块长度也越长。
对于不同速率的多个信道同时传输时,在给定的时间内,高速率信道分割较长数据块进行传输,低速率信道分割较短数据块进行传输。
在一些实施例中,该方法还包括:所述将所述碎片块通过通信网络进行传输时,以已分割的碎片块的形式进行独立传输;其中;在传输过程中,不对所述碎片块进行修改或拼接;其中,所述独立传输为所述碎片块的传输可以不受限于传输顺序和传输路径。
在本公开的碎片化数据传输方法中,当待传输数据帧被分割后进行传输时,直至到达目的地前均不进行数据帧的拼接,也不修改控制块和数据块的任何信息。直到被分割的数据帧的碎片块(即控制块和所有数据块)全部到达目的地,并且校验正确后,才进行数据帧的拼接和还原。
本公开的碎片化数据通信方法包含至少1个通信节点,通信节点将需要通信传输的数据帧在传输前按照上述规则进行碎片化分割后,首先通过控制块发送出去。由其它接收通信节点接收该控制块,然后再进行数据块的发送。
接收通信节点接收到控制块后,会进行控制块数据帧摘要信息的提取和控制块校验码(数据帧识别码)的提取,以便于后续数据块的识别和分类处理。
需要说明的是,在碎片化传输的机制下,所有的碎片块可以乱序传输,但是总体原则上是优先保证控制块的传输,而对于剩余数据块的传输就没有特别的要求。
对于不同的传输路径,可以任意随机选择一条、多条或者全部路径,总体原则是控制块要经过每一个传输的节点路径,以便于识别数据块的归属。而数据块可以根据不同的规则选择不同的传输节点路径传输,如奇数数据块在奇数节点路径传输,偶数数据块在偶数节点路径传输,又如根据数据块的编号或者某个字节序号匹配不同编号的节点路径传输,又如根据节点路径的繁忙程度,选择空闲的路径传输。
进一步的,在发送碎片块时,无需按照顺序发送控制块和数据块,可以随机的乱序发送数据帧的控制块和数据块;尤其适用于加密系统的碎片块的随机发送。因此,所述碎片块的传输可以不受限于传输顺序和传输路径,只需要在全部到达目的地,并且校验正确后,才进行数据帧的拼接和还原。
在一些实施例中,该方法还包括:在所述碎片块到达至目标节点后,对所述碎片块进行校验,并依据所述碎片块的类型进行存储;
响应于所述控制块校验码的校验结果为通过后,将所述控制块存储于控制块存储队列中;
响应于所述数据块校验码的校验结果为通过后,匹配与所述数据块来源于同一所述待传输数据帧的所述控制块,将所述数据块存储于所述控制块对应的数据块存储队列中。
在此实施例中在所述碎片块传输至目标节点后,获取所述碎片块的校验码,确认所述校验码为所述控制块校验码或所述数据块校验码;当所述数据块校验码或所述控制块校验码校验通过后,对所述碎片块再进行存储,以用于完成碎片块的拼接还原。
本公开的碎片化数据通信方法的通信节点在接收到控制块后,提取控制块数据帧摘要信中的数据帧长度、数据块总数、数据内容的长度等特征信息,并根据这些特征信息进行数据块接收存储空间的准备处理。
后续通信节点在接收到数据块后,首先进行数据块校验检查,校验正确后提取数据块中的数据帧识别码,查找该数据块对应的控制块,以判别该数据块属于哪一个数据帧。然后提取块识别码,以判断该数据块属于第几个数据块,将该数据块存在对应的数据块存储空间中。
在存储的过程中,碎片块先进行验证校验码,通过了才寻找正确位置存储,验证通不过的碎片块直接丢弃。在拼接的过程中,只在数据帧的目的地址进行,中途的转发节点不进行拼接,只进行碎片块的转发、传输、以及碎片的完整性检查、可信通知请求、互补等。
本公开的通信节点在接收到数据块并校验了数据块正确性后,在利用数据帧识别码查找控制块时,若没有查找到相应的控制块,针对该数据块的后续处理有两种方式:方式1、直接将该数据块丢弃,不处理。方式2、将该数据块暂存在一个临时缓存区中,并记录数据帧识别码,待后续接收到相对应的控制块,并进行数据块接收存储空间的准备处理后,再将暂存在临时缓存中的数据块搬移到对应的控制块表征的数据帧的数据块存储空间中。
本公开的碎片化数据通信方法在多个通信节点间相互中继转发过程中,会出现多次接收到相同重复的控制块和数据块,对于相同重复的控制块和数据块存储在同一个存储空间,自动进行重复过滤。
进一步的,本公开在发送碎片块时,无需按照顺序发送控制块和数据块,可以随机的乱序发送数据帧的控制块和数据块,尤其适用于加密系统的碎片块的随机发送。
在此实施例中,所述方法还包括:获取所述碎片块的块识别码,其中,所述块识别码至少包含在所述数据块头或所述控制块头中;根据所述块识别码确定所述碎片块的类型;其中,响应于所述块识别码为1-n的数值时,则确定所述碎片块的类型为所述数据块;响应于所述识别码为大于n的数值时,则确定所述碎片块的类型为所述控制块。
在这里块识别码取一个1-n的数值用于标识数据块类型以及数据块的编号,取值大于n的数值用于标识控制块类型。
例如,某一个实施例中,如图9所示的数据块字节的示意图,块识别码采用1个字节标识,取值1至240用于标识第1到第240个数据块,取值250(0xFA)用于标识控制块。如图7所示的数据块字节的示意图中,在一数据块长度为32字节时,块识别码最多可以标识240个数据块,数据帧识别码(即控制块校验码)采用CRC32进行校验,数据块校验码采用CRC16进行校验,数据内容长度为25字节。
因此,在此例中数据帧可以被分割为240个25字节长度的数据块,即本例中的碎片化分割通信方法最多可以传输240块乘以25字节等于6000字节长度数据帧。本实施例碎片化分割通信数据块传输效率为78%,最长6000字节长度的数据帧可以满足当前通信系统中的绝大部分需求。
进一步的,若在需要进行更长数据帧的传输,则如图10所示数据块字节的示意图,可以增加块识别码的取值,或者增加分割的数据内容的长度。当块识别码采用2字节标识,取值1至50000最多可以标识50000个数据块,在一个数据块的长度为64时,每个数据块数据内容长度为56字节,可以将数据帧分割为50000个56字节长度的数据块。即在是实施例中的碎片化分割通信方法最多可以传输50000块乘以56字节等于280万字节长度数据帧,本实施例的碎片化分割通信数据块传输效率为87.5%。
因此本公开的块识别码利用复用方法,即区分了碎片块的类型是控制块还是数据块,又能够识别数据块的序号,可以极大的节约通信开销。
需要说明的是,在本公开中,如图11所示的碎片块的存储队列的示意图,数据帧的控制块采用存储队列进行存储。每个数据帧的控制块存储在一个控制块存储队列中,在提取控制块数据帧摘要信中的数据帧长度、数据块总数、数据内容的长度等特征信息并根据这些特征信息进行数据块接收存储空间的准备时,根据数据帧长度、数据块总数、数据内容长度来分配数据块存储空间,并通过数据块指针指向该数据块存储空间。
在一些实施例中,所述至目标节点后对所述碎片块进行拼接还原,还包括:当所述碎片块达到所述目标节点后,对所述碎片块进行校验并存储;
响应于所述碎片块校验通过后,获取所述碎片块的块识别码和所述数据帧识别码,其中所述块识别码记录于所述数据块的数据块头中或者所述控制块的控制块头中,所述数据帧识别码同时记录于所述控制块中和同源数据块的所述数据块头中;
根据所述数据帧识别码匹配与所述数据块来源于同一所述待传输数据帧的所述控制块和其他所述同源数据块;
根据所述数据块的块识别码的序号定位所述数据块的分割位置;
根据来源于同一所述待传输数据帧的所述控制块和所述数据块,并且结合所述同源数据块的分割位置完成所述碎片块的拼接还原。
在本公开中,由于块识别码的复用功能,在对碎片块进行发送和存储时,一方面可以通过块识别码进行了碎片块类型的区别,另一方面可以通过块识别码完成数据块在分割前的原始数据帧的定位。那么,在已经接收并验证通过的碎片块中,即在对应的存储空间中,可以直接根据一个数据块追溯到相应的控制块和其他同源数据块,并且定位每一个同源数据块在原始数据帧中的位置,依据这些信息完成对碎片块的拼接还原。
当然,这里岁碎片块的拼接还原也一定是在获取了所有的控制块和同源数据块的情况下进行的。
在本公开的整个同步通信网络中,不同的通信节点在不同的时间传输数据前进行数据帧的分割后,会得到不同的分割特征码,然后进行控制块校验计算,可以得到不同的数据帧识别码(控制块校验码),因此保证了数据帧在传输过程中的唯一性。即使相同的数据帧在不同的通信节点、不同时间进行分割时,数据帧识别码也不相同,保证了数据帧碎片化传输的空间、时间上的唯一性和准确性。
基于前述实施例的原理说明,不同的数据帧被分割后的数据帧识别码不同,相同的数据帧在不同时间、不动通信节点进行分割时计算得到的数据帧识别码(即控制块校验码)不相同。利用该数据帧识别码(即控制块校验码)能够在众多的多节点、多业务数据帧的传输网络中,能够快速的识别数据块属于哪一个数据帧,从而保证数据传输的可靠性、稳定性。
进一步的,块识别码即区分了碎片块的类型是控制块还是数据块,又能够识别数据块的序号。在本公开中可以依据块识别码的序号定位所述数据块的分割位置。
在一些实施例中,该方法还包括:对所述控制块校验码或所述数据块校验码的校验方法可以为固定校验方法,也可以为动态校验方法;其中,响应于所述校验码的校验方法为动态校验方法时,将所述动态检验方法的程序记录于所述控制块数据帧摘要信息中,或记录于与所述数据块来源于同一所述待传输数据帧的控制块数据帧摘要信息中。
本公开中的控制块校验码的校验方法可以为固定校验方法,也可以为动态校验方法。当校验方法为动态校验方法时,校验方法在控制块数据帧摘要信息中记录。
本公开的数据块校验码的校验方法可以为固定校验方法,也可以为动态校验方法。当校验方法为动态校验方法时,校验方法在控制块数据帧摘要信息中记录。需要说明的是,为了节约数据块空间,本公开的校验码的校验方法记录于控制块数据帧摘要信息中。本公开的校验包含4个:1、数据帧校验,对准备分割的原始数据帧进行校验;2、控制块校验,对控制块进行校验;3、数据块校验,对数据块进行校验;4、控制块中存储的数据帧特征摘要信息的校验计算,为数据帧的某些关键性的特征信息组合计算得到的校验值,用于保证关键性信息的完整性。
这4个校验的方法,可以相同,也可以不同,4个不同部分的校验方法可以通信节点之间默认相互约定的,也可以包含在控制块的数据帧摘要信息中,传输到接收节点。
进一步的,本公开的检验方法可以是当前计算机系统的各种和校验、奇偶校验、异或校验、LRC纵向冗余校验、CRC循环冗余校验、MD5校验、哈希校验等校验方式的一种或多种的组合。在实际应用中,根据通信系统资源的大小、通信允许开销、通信误码率、可靠性的要求,选择不同的校验方法。
例如,对于低误码率、高可靠性的通信要求采用长校验码进行控制块和数据块的校验,以避免校验码重复的概率影响通信可靠性。例如,对于通信资源较小、通信允许开销较低的通信要求采用短校验码进行控制块和数据块的校验,以减少校验码传输开销长度,提升通信传输效率。
进一步,本公开的校验方法优选的原则为:
1、校验计算出来的校验码长度要短于被校验的数据。
2、校验方法对数据进行校验时出现重复冲突的概率要小于通信系统允许的误码概率。需要注意的是,重复冲突概率是指两个完全不同的数据校验计算的结果相同的概率。(说明:校验码越短,通信传输时间越长、数据帧数量越多,出现重复冲突误码的概率越大,因此产品实施过程中,在长时间通信传输的允许的误码要求内,选择尽量短的校验码,若通信系统对误码率指标要求较高,就选择较长的校验码,本发明默认的CRC32校验码,以及多重校验方法,可以保证小于数万亿分之一的极地误码率的数据帧的传输。)
3、校验方法能够保证被校验的数据发生微小的变化,校验计算出来的校验码结果发生较大偏移变化。(说明:本公开由于控制块中的数据帧摘要信息表征的是数据帧的特征信息,在网络通信过程中,数据帧的数据帧摘要信息通常是有一定规律的数据,控制块的控制块头和数据帧摘要信息经过校验方法校验计算后得到的控制块校验码数值会发生较大的偏移变化,该偏移变化能够极大的表征数据帧摘要信息的特征。)
在一些实施例中,该方法还包括:在所述碎片块全部达到所述目标节点前,可以通过所述通信网路中的数据块接收节点,相互转发或补发接收到的所述数据块,并将全部或部分所述数据块同步至所述目标节点或转发节点。
本公开的发送通信节点包含数据帧发送通信节点、数据块中继转发通信节点。
其中,数据帧发送通信节点为通信网络数据帧的源节点,数据帧在该节点进行碎片化分割并进行通信网络的发送传输,简称数据帧源节点。
其中,数据中继转发通信节点为通信网络对数据帧的碎片块进行中继转发的通信节点,简称数据块转发节点。
本公开的接收通信节点包含数据块接收通信节点、数据帧目的通信节点。
其中,数据块接收通信节点通过通信网络接收数据帧的碎片块,并进行碎片块的存储、过滤、统计记录,简称数据块接收节点。
其中,数据帧目的通信节点为数据帧传输的目的地,通过对数据帧摘要信息中目的地址的提取和比对,数据帧的全部碎片块到达该节点并校验正确后进行数据帧的碎片化的拼接,将拼接完整的数据帧进行二次的数据校验,二次数据校验正确则将该拼接的数据帧返回给用户层,简称数据帧目的节点,也就是本公开所述的目标节点。
本公开利用碎片补差机制,数据帧在通信节点间传输过程中,由于干扰、误码导致丢失某一个碎片块时,无需重新传输整个数据帧和全部碎片块,仅需从通信网络中接收被干扰、误码丢失的碎片块填入碎片块存储空间中,并进行数据帧的碎片块的完整性检查,只到数据帧的碎片块全部接收到,该方法极大的提高了通信网络的传输效率。
因此,数据碎片化乱序传输和碎片补差机制,通过信道空闲资源渗透传输到接收节点的碎片块,依然会保证数据帧的完整性和传输可靠性;如此解决数据帧碎片块传输过程中对通信信道的连续占用、以及冲突和干扰的问题,极大提高的信道利用率。
本发明提供了一个碎片补差机制的施例,如下:
例如,通信节点A将数据帧拆分成1个控制块和5个数据块,通信节点A将控制块发送出去后,将5个数据块也发送出去;
通信节点B接收到控制块和1、2、3、5数据块,通信节点C接收到控制块和1、2、3、4数据块;
通信节点B、C无需等待全部的数据块都接收到即可进行控制块和数据块的发送;
通信节点B中继转发时会进行控制块和1、2、3、5数据块的发送,通信节点C会从通信节点B补充接收到数据块5,而无需要求通信节点A重发整个数据帧和数据帧的控制块和全部数据块;
通信节点C中继转发时会进行控制块和1、2、3、4数据块的发送,通信节点B会从通信节点C补充接收数据块4,而无需要求通信节点A重发整个数据帧和数帧的控制块和全部数据块;
因此通信节点A、B、C利用通信节点之间的相互中继转发和互补发送接收,实现相互碎片化补充以保证数据传输的可靠性。
综上所述,在本公开中,接收通信节点会从通信网络中多个发送通信节点来接收数据帧的碎片块,将接收到的碎片块进行接收存储处理,并利用碎片化差额补充机制,保证数据帧接收的完整性。
在本公开中,发送通信节点进行数据帧的碎片块中继转发发送时,无需等待所有的碎片块全部接收,仅需将接收到的碎片块发送到网络中即可;通过多个发送通信节点的碎片化发送保证接收通信节点数据帧的完整性。
在一些实施例中,该方法还包括:在将所述碎片块通过通信网络进行传输前,对所述碎片块的发送进行发送完整性检查;在所述碎片块传输至目标节点后,由所述目标节点对所述碎片块的接收进行接收完整性检查。本公开的通信节点在进行碎片块的发送、接收时,均可以对每个数据帧的碎片块的完整性进行检查。
然而,在本公开的完整性检查中,目标节点一定要保证碎片块的完整性,目标节点接收的碎片块不完整,则拼接的数据帧也将不完整,超过一个给定的超时时间,依然没有收到全部的碎片块,则丢弃或者覆盖这些碎片块。在中途转发节点,在多路径转发过程中,无需保证碎片块的完整性,只需尽量碎片块的完整性。
发送完整性检查:通过对碎片块发送标志队列TxFg、或碎片块汇总发送标志队列TxFg_Sum、碎片块当前送标志队列TxFg_Cur的判断检查碎片块发送是否完整。一旦检查到碎片块发送不完整,则将未发送的碎片块发送出去。
接收完整性检查:通过对碎片块接收标志队列RxFg、或碎片块汇总接收标志队列RxFg_Sum、碎片块当前接收标志队列RxFg_Cur的判断检查碎片块接收是否完整。一旦检查到有碎片块未收到,则将向通信网路发送碎片块的可信请求,请求存储有正确的该碎片块的通信节点发送该碎片块,以便让接收通信节点利用碎片补差机制保证所有碎片块传输的完整性。
进一步的,本公开的完整性检查方法采用标志差值检查方法,如下:
1、RxFg与TxFg标志差值检查,比较接收标志和发送标志,接收标志记录碎片块被接收,而发送标志记录碎片块未发送,则将该碎片块发送出去;
2、RxFg_Sum与TxFg_Sum标志差值检查,比较汇总接收标志和汇总发送标志,将未发送的碎片块发送出去;该方法用在多路径冗余加密应用中,相较于方法3检查周期长,占用资源少;
3、RxFg_Sum与TxFg_Cur标志差值检查,比较汇总接收标志和当前发送标志,将未发送的碎片块发送出去,该方法用在多路径冗余加密应用中,相较于方法2检查周期短,占用资源多;
4、RxFg_Sum与RxFg_Cur标志差值检查,比较汇总接收标志和当前接收标志,将当前未接收的碎片块发送出去,该方法用于监测数据块转发节点发送的完整性,并进行补差发送。
进一步的,本公开的完整性检查时间采用收发超时检查方法,具体如下:
1、数据帧发送时间/数据帧接收时间的记录方式为起始时刻记录时。
首先从控制块中提取碎片块总数,根据碎片块的数量和通信端口收发一个碎片块的时长来计算传输完毕所有的碎片块的耗时长度AllTime,然后在进行超时检查。
发送超时检查:通过计算通信节点运行的当前时间CurTime和数据帧发送时间TxTime的差值,若差值超过的传输完毕所有碎片块的耗时长度AllTime则认为该数据帧的所有碎片块全部发送完毕,这时可以启动发送完整性检查。
接收超时检查:通过计算通信节点运行的当前时间CurTime和数据帧接收时间RxTime的差值,若差值超过的传输完毕所有碎片块的耗时长度AllTime则认为该数据帧的所有碎片块全部接收完毕,这时可以启动接收完整性检查。
2、数据帧发送时间/数据帧接收时间的记录方式为结束时刻记录时。
从通信端口获取收发一个碎片块的时长OneTime,然后计算通信节点运行的当前时间CurTime与TxTime、RxTime的差值,若差值超过收发一个碎片块的时长OneTime三倍时,则认为碎片块已经发送完毕,可以启动发送、接收完整性检查。
在一些实施例中,该方法还包括:
响应于所述接收完整性检查不通过时,则由所述目标节点向其他接收节点发送可信请求通知;若所述其他接收节点储存有所述目标节点缺少的碎片块,则将所述缺少的碎片块发送出去。
本公开的通信节点,针对每个数据帧的收发统计或者完整性检查,具有一个可信请求碎片补差标志。该标志用于记录其它接收通信节点发出的碎片块可信请求,通信节点接收到可信请求后检查自身是否存储有相对应的正确的该碎片块,若有则将正确的该碎片块发送出去,若没有则忽略不处理。与完整性检查的可实施性相呼应,任意通信节点均可以像其他节点发送可信请求通知,以请求本节点缺少的碎片块。其他节点收到可信请求通知后,检查是否存储有缺失的碎片块,若有则以广播的方式发送出去,通信介质中的所有节点都可以接收该缺失的碎片块,并进行互补存储,以保证碎片块的完整性。
例如,节点A、B都缺碎片块3,A发出了可信通知,C正好有碎片块3,C发送出碎片块3,A、B都接收到碎片块3,这时不仅A节点互补存储了碎片块3,节点B也互补存储了碎片块3,如此通过互补补差的方式,以最少的通信,保证了网络中多个节点接收碎片块的完整性。
通信节点采用收发超时检查方法检查数据帧碎片块的完整性,一旦发现碎片块接收标志不完整,则发起可信请求通知,可信请求通知包含:
1、块识别码,用于区分识别该块是控制块、数据块还是可信通知。本实施例可信通知的块识别码取值为0。
2、数据帧识别码,用于标识是哪一个数据帧的碎片块接收不完整,需要进行可信请求。
3、数据内容,用于通知传输数据帧的碎片块不完整的信息。本实施例采用碎片块接收标志队列做碎片块不完整信息。标志为0标识碎片块未收到,需要其它节点进行可信请求碎片补差发送,通信节点检查自身的碎片块,以确定是否发送补差碎片块。
4、数据块校验,该校验同数据块的校验方式相同,用于校验可信通知的正确性
进一步的,本公开的通信节点可以将可信通知中的数据内容全置为0进行可信通知,请求所有全部的碎片块补差发送。
本公开的可信通知不包含通信的发送节点以节约通信开销,且采用多对多的方式,任意通信节点在任何时候都可以发起可信通知,以请求其它节点采用补差机制进行碎片块的发送。
由于本公开的碎片块发送无需按照顺序进行发送,利用该可信通知机制,任意节点可以快速的从通信网络中请求获得自身所需要的碎片块数据,如此可以快速的保证数据帧传输的灵活性和数据的一致性。
例如,在一实施例中的通信节点(A)接收到某节点(B)的可信通知后,无需对该通知进行转发,仅进行可信补差识别处理。本节点(A)自身存储有被请求的碎片块,则等待发送窗口或发送时机将碎片块发送出去。若不包含被请求的碎片块则忽略该通知,同时该节点(A)自身会基于完整性检查机制发出相应的可信通知;若其它节点(C)发送了节点(B)请求的碎片块,而节点(A)也收到了该碎片块,则节点(A)的完整性检查将会发现该碎片块被接收完整,则会停止该碎片块的可信通知。
本公开的通信节点在进行可信请求碎片补差的发送时,除了一次性进行全部的碎片补差外,优选的采用多设备分布式的进行碎片补差。
1、多通信节点进行补差时,补差发送节点无需一次性将全部的需要补差发送的碎片块全部发送出去,而是由多个发送节点分布式进行补差碎片块的发送,即每个发送节点只发送少量(1-2个)补差碎片块,由多个发送节点共同完成全部的补差碎片块的发送。
2、该多设备分布式碎片补差的优势是:在通信网络中,无需长时间始终占用一个发送节点的发送信道资源(如时间资源、频率资源),将补差碎片块的发送分配到多个发送节点,利用发送节点的发送信道的剩余资源进行碎片化补差发送,即保证了发送节点的正常数据帧传输,又保证了可信请求的传输,同时高效的利用了发送节点的发送信道剩余资源。
本公开的可信请求碎片补差发送顺序模式包含:
1、补差优先模式:发送节点优先发送补差碎片块,然后再发送新的数据帧碎片块。本公开的数据帧源节点优选采用该模式,保证碎片块进入通信网络的完整性和一致性,源节点单点发送,发送强度弱,因此优先保证数据帧的全部碎片块进入通信网络,然后再开始新数据帧的传输。
2、新帧优先模式:发送节点优先发送新的数据帧碎片块,然后利用发送节点的发送信道的剩余资源进行碎片化补差发送。本公开的数据块转发节点优选采用该模式,优先转发新的数据帧碎片块,提升的网络的传输效率、均衡了传输负载、有效利用了信道空闲资源。在多节点通信网络中,转发节点多点互补,发送强度高,碎片块的完整性有保证的前提下,优先保证了转发效率。
本公开的可信请求碎片补差发送在新的数据模式时,若发送节点在发送新数据帧时,将信道资源全部用完,没有空闲资源时,该发送节点可以不进行可信请求碎片补差的发送,由后续其它的发送节点承担可信请求碎片补差的发送。
发明的可信请求碎片补差,在前一个发送节点发送补差碎片块后,后一个节点监测到对应补差碎片块被发送后,就不再进行该碎片块的补差发送,而是选择其他的未进行补差发送的碎片块进行发送。
本公开的实施例:如节点A请求补差1、3、6、9、11共5个碎片块,节点B发送了1、3碎片块,且节点C监测到B发送了1、3碎片块,随后节点C只发送6、9碎片块,而节点D监测到B、C已经完成了1、3、6、9碎片块的发送,则节点D将进行11碎片块的发送。
进一步的,需要说明的是,在高可靠要求的通信网络中,为了保证碎片块在通信网络中的传输效率和传输可靠性,本公开在进行控制块发送时,提高控制块发送强度和网络覆盖率,以增加被其它通信节点、更多通信节点接收,避免干扰误码导致控制块接收丢失。
本公开中涉及到的几种提高控制块发送强度和网络覆盖率的方法:
1、增加控制块的发送次数,以减少被干扰丢失的概率。如每个控制块发送两次或者多次。
2、控制块发送后,延迟一定时间(如1-10ms)后再发送数据块,以确保接控制块被接收通信节点及时接收。
3、多端口网络通信节点,每个端口都发送至少1次控制块。本公开所述的多端口为指网络通信节点用于通信的多个软硬件、物理逻辑的通信接口、模组、芯片、板卡等。
4、通信节点在发送控制块时,增大发射器件的发射功率,以增加控制块传输的覆盖率。
5、通信节点在发送控制块时,降低发送速率,以提升接收端的信噪比,提升控制块被接收通信节点可靠接收和覆盖的比率。
在本公开中利用上述提高控制块发送强度和网络覆盖率的方法的和/或组合,以实现数据帧的控制块可靠、高效、快速的到达每个接收通信节点,以便于接收通信节点对后续数据块的识别和分类处理。
进一步的,在可靠性要求不高的通信网络中,与上述方法相对应,可以降低控制块的发送强度。
在本公开第三方面的一些实施例中,如图12所示的通信装置示意图,所述装置应用于上述第一方面任意可能实现的方法,所述装置包括:确定单元,被配置为确定至少一个待传输碎片块;监测信道单元,被配置为监测通信信道资源,确定所述通信信道资源中的空闲资源;计算单元,被配置为根据所述空闲资源确定所述通信信道中允许传输的信息数据长度;渗透传输单元,被配置为将符合所述信息数据长度的待传输碎片块通过所述通信信道的空闲资源进行渗透传输。
在本公开的第四方面中,该装置应用用于上述第二方面任意可能实现的方法,所述装置被配置为:将所述通信信道碎片化渗透传输后,可应用于碎片化数据通信方法,以进行通信网络传输。
在本公开的第五方面提供了一种通信设备,包括:用于存储处理器可执行指令的存储器;处理器,与所述存储器连接;其中,所述处理器被配置为执行第一方面或第二方面任意可能实现的方法。
在本公开的第六方面提供了一种通信设备,当所述存储介质中的指令由计算机的处理器执行时,使得计算机能够执行如第一方面或第二方面任意可能实现的方法。
图13是根据一示例性实施例示出的一种通信设备600的框图。根据本公开实施例的方法或装置也可以借助于计算设备的架构来实现。如图13所示出了根据本公开实施例的示例性计算设备的架构的示意图。如图11所示,计算设备600可以包括总线601、一个或多个CPU 602、只读存储器(ROM)603、随机存取存储器(RAM)604、连接到网络的通信端口605、输入/输出组件606、硬盘607等。计算设备600中的存储设备,例如ROM603或硬盘607可以存储本公开提供的基于节点间数据共享的数据处理方法的处理和/或通信使用的各种数据或文件以及CPU所执行的程序指令。计算设备600还可以包括用户界面608。当然,图13所示的架构只是示例性的,在实现不同的设备时,根据实际需要,可以省略图13示出的计算设备中的一个或多个组件。
根据本公开的又一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机存储介质上存储有计算机可读指令。当所述计算机可读指令601由处理器运行时,可以执行参照以上附图描述的根据本公开实施例的基于节点间数据共享的数据处理方法。所述计算机可读存储介质包括但不限于例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。
本领域技术人员能够理解,本公开所披露的内容可以出现多种变型和改进。例如,以上所描述的各种设备或组件可以通过硬件实现,也可以通过软件、固件、或者三者中的一些或全部的组合实现。
此外,虽然本公开对根据本公开的实施例的系统中的某些单元做出了各种引用,然而,任何数量的不同单元可以被使用并运行在客户端和/或服务器上。所述单元仅是说明性的,并且所述系统和方法的不同方面可以使用不同单元。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分的步骤可通过程序来指令相关硬件完成,所述程序可以存储于计算机可读存储介质中,如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地,上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。本公开并不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上是对本公开的说明,而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本公开的若干示例性实施例,但本领域技术人员将容易地理解,在不背离本公开的新颖教学和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此,所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本公开范围内。应当理解,上面是对本公开的说明,而不应被认为是限于所公开的特定实施例,并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在所附权利要求书的范围内。本公开由权利要求书及其等效物限定。
Claims (26)
1.一种信道碎片化渗透传输的通信方法,其特征在于,所述方法包括:
确定至少一个待传输信息数据;
监测通信信道资源,确定所述通信信道资源中的空闲资源;
根据所述空闲资源确定所述通信信道中允许传输的信息数据长度;
将符合所述信息数据长度的待传输信息数据通过所述通信信道的空闲资源进行渗透传输。
2.根据权利要求1所述的一种信道碎片化渗透传输的通信方法,其特征在于,所述空闲资源至少包括空闲频点和空闲时间长度,以及根据所述空闲资源确定所述通信信道中允许传输的信息数据长度,包括:
监测信道频率资源和信道时间资源;
通过每个通信节点的载波监听机制和/或信道收发统计机制,记录所述每个通信节点对应的所述空闲频点和所述空闲时间长度;
通过所述空闲频点和所述空闲时间长度确定所述每个通信节点在所述空闲时间内允许传输的信息数据长度。
3.根据权利要求1所述的一种信道碎片化渗透传输的通信方法,其特征在于,所述方法还包括:
响应于所述允许传输的信息数据长度大于所述待传输信息数据的长度,则通过所述通信信道的空闲资源对所述待传输信息数据进行渗透传输;其中所述通信信道的空闲资源可以对至少一个所述待传输信息数据进行渗透传输。
4.根据权利要求1所述的一种信道碎片化渗透传输的通信方法,其特征在于,所述方法还包括:
响应于至少一个所述允许传输的信息数据长度小于所述待传输信息数据的长度,则确认所述通信信道中允许传输的最小信息数据长度;
将所述允许传输的最小信息数据长度反馈给通信信道发送源,以调整所述待传输信息数据的被分割长度。
5.根据权利要求1-4任一项的所述的一种信道碎片化渗透传输的通信方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述通信信道以一个相同的同步时钟周期性被监测,且所述通信信道资源采用条目队列的方式记录。
6.根据权利要求1所述的一种信道碎片化渗透传输的通信方法,其特征在于,所述方法包包括:
所述通信信道被分割为若干个子信道;
通过所述子信道的空闲信息,匹配所述待传输信息数据,以完成所述待传输信息数据通过所述子信道进行渗透传输。
7.根据权利要求6所述的一种信道碎片化渗透传输的通信方法,其特征在于,所述通过所述子信道的空闲信息,匹配所述待传输信息数据,以完成所述待传输信息数据通过所述子信道进行渗透传输,包括:
通过一个所述子信道匹配传输一个所述待传输信息数据;或
通过至少一个所述子信道同时匹配传输一个所述待传输信息数据;或
通过一个所述子信道在预设时间内匹配传输一个所述待传输信息数据;或
通过至少一个所述子信道在随机时间内匹配传输一个所述待传输信息数据。
8.一种碎片化数据通信方法,其特征在于,所述方法可应用于权利要求1-7任一项所述的一种信道碎片化渗透传输的通信方法,以进行通信网络传输。
9.根据权利要求8所述的一种碎片化数据通信方法,其特征在于,其中所述方法包括:确认一个待传输数据帧;
将所述待传输数据帧按照预设规则进行碎片化分割,形成预设格式的碎片块,其中所述碎片块包括:一个控制块和至少一个数据块;
将所述碎片块通过通信网络进行传输,至目标节点后对所述碎片块进行拼接还原。
10.根据权利要求9所述的一种碎片化数据通信方法,其特征在于,所述预设格式的碎片块包括:
所述控制块以控制块头、数据帧摘要信息、控制块校验码的形式设置,用于记录和传输所述待传输数据帧的摘要信息和特征信息;
所述数据块以数据块头、数据内容、数据块校验码的形式设置,用于记录和传输所述待传输数据帧的数据内容,且所述数据块可以为长度相同或不同的数据块。
11.根据权利要求9所述的一种碎片化数据通信方法,其特征在于,所述方法还包括:响应于所述待传输数据帧进行分割时,产生一个控制块校验码,其中,所述控制块校验码等同于所述待传输数据帧的数据帧识别码;
将所述控制块校验码同时记录于所述控制块中和同源数据块的所述数据块头中,用于匹配所述控制块和所述数据块来源于同一所述待传输数据帧;其中所述同源数据块为来源于同一待传输数据帧的数据块。
12.根据权利要求9所述的一种碎片化数据通信方法,其特征在于,所述将所述待传输数据帧按照预设规则进行碎片化分割,包括:
获取所述待传输数据帧的长度,对所述待传输数据帧可以以长度相同或长度不同的分割方式分割为一个所述控制块和所述至少一个数据块;
将所述待传输数据帧的长度记录于所述控制块的预设位置,其中所述控制块的预设位置为所述控制块的数据帧摘要信息。
13.根据权利要求9所述的一种碎片化数据通信方法,其特征在于,所述方法还包括:所述将所述碎片块通过通信网络进行传输时,以已分割的碎片块的形式进行独立传输;
其中,在传输过程中,不对所述碎片块进行修改或拼接;
其中,所述独立传输为所述碎片块的传输可以不受限于传输顺序和传输路径。
14.根据权利要求9所述的一种信道碎片化渗透传输的通信方法,其特征在于,所述方法还包括:在所述碎片块到达至通信接收节点后,对所述碎片块进行校验,并依据所述碎片块的类型进行存储;
响应于所述控制块校验码的校验结果为通过后,将所述控制块存储于控制块存储队列中;
响应于所述数据块校验码的校验结果为通过后,匹配与所述数据块来源于同一所述待传输数据帧的所述控制块,将所述数据块存储于所述控制块对应的数据块存储队列中。
15.根据权利要求9所述的一种碎片化数据通信方法,其特征在于,所述至目标节点后对所述碎片块进行拼接还原,还包括:
当所述碎片块达到所述目标节点后,对所述碎片块进行校验并存储;
响应于所述碎片块校验通过后,获取所述碎片块的块识别码和所述数据帧识别码,其中所述块识别码记录于所述数据块的数据块头中或者所述控制块的控制块头中,所述数据帧识别码同时记录于所述控制块中和同源数据块的所述数据块头中;
根据所述数据帧识别码匹配与所述数据块来源于同一所述待传输数据帧的所述控制块和其他所述同源数据块;
根据所述数据块的块识别码的序号定位所述数据块的分割位置;
根据来源于同一所述待传输数据帧的所述控制块和所述数据块,并且结合所述同源数据块的分割位置完成所述碎片块的拼接还原。
16.根据权利要求9所述的一种碎片化数据通信方法,其特征在于,所述方法还包括:在所述碎片块全部达到所述目标节点前,可以通过所述通信网路中的数据块接收节点相互转发或补发接收到的所述数据块,并将全部或部分所述数据块同步至所述目标节点或转发节点。
17.根据权利要求书9所述的一种碎片化数据通信方法,其特征在于,所述方法还包括:在将所述碎片块通过通信网络进行传输前,对所述碎片块的发送进行发送完整性检查;在所述碎片块传输至通信接收节点后,由所述通信接收节点对所述碎片块的接收进行接收完整性检查,其中所述通信接收节点为所有能够接收到所述碎片块的通信节点。
18.根据权利要求17所述的一种碎片化数据通信方法,其特征在于,所述方法还包括:响应于所述接收完整性检查不通过时,则由所述通信接收节点向其他接收节点发送可信请求通知;
若所述其他接收节点储存有所述通信接收节点缺少的碎片块,则将所述缺少的碎片块发送出去。
19.一种信道碎片化渗透传输的通信装置,其特征在于,应用于权利要求1-7任一项所述的一种信道碎片化渗透传输的通信方法,其特征在于,所述装置至少包括:
确定单元,被配置为确定至少一个待传输信息数据;
监测信道单元,被配置为监测通信信道资源,确定所述通信信道资源中的空闲资源;
计算单元,被配置为根据所述空闲资源确定所述通信信道中允许传输的信息数据长度;
渗透传输单元,被配置为将符合所述信息数据长度的待传输信息数据通过所述通信信道的空闲资源进行渗透传输。
20.根据权利要求19所述的一种信道碎片化渗透传输的通信装置,其特征在于,所述空闲资源至少包括空闲频点和空闲时间长度,以及计算单元,被配置为:
监测信道频率资源和信道时间资源;
通过每个通信节点的载波监听机制和/或信道收发统计机制,记录所述每个通信节点对应的所述空闲频点和所述空闲时间长度;
通过所述空闲频点和所述空闲时间长度确定所述每个通信节点在所述空闲时间内允许传输的信息数据长度。
21.根据权利要求19所述的一种信道碎片化渗透传输的通信装置,其特征在于,所述装置还被配置为:
响应于所述允许传输的信息数据长度大于所述待传输信息数据的长度,则通过所述通信信道的空闲资源对所述待传输信息数据进行渗透传输;其中所述通信信道的空闲资源可以对至少一个所述待传输信息数据进行渗透传输。
22.根据权利要求19所述的一种信道碎片化渗透传输的通信装置,其特征在于,所述装置还被配置为:
响应于至少一个所述允许传输的信息数据长度小于所述待传输信息数据的长度,则确认所述通信信道中允许传输的最小信息数据长度;
将所述允许传输的最小信息数据长度反馈给通信信道发送源,以调整所述信息数据的被分割长度。
23.根据权利要求19所述的一种信道碎片化渗透传输的通信装置,其特征在于,所述装置还被配置为:
信道分割单元,被配置为所述通信信道被分割为若干个子信道;
匹配传输单元,被配置为通过所述子信道的空闲信息,匹配所述待传输信息数据,以完整所述待传输信息数据通过所述子信道进行渗透传输。
24.一种碎片化数据通信装置,其特征在于,应用于权利要求8-18任一项所述的一种碎片化数据通信装置,被配置为:将所述通信信道碎片化渗透传输后,可应用于碎片化数据通信方法,以进行通信网络传输。
25.一种通信设备,其特征在于,包括:用于存储处理器可执行指令的存储器;处理器,与所述存储器连接;其中,所述处理器被配置为执行如权利要求1-7或8-18中任一项所述的方法。
26.一种非临时性计算机可读存储介质,当所述存储介质中的指令由计算机的处理器执行时,使得计算机能够执行如权利要求1-7或8-18中任一项所述的方法。
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CN202210652163.2A CN117254879A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 一种信道碎片化渗透传输的方法及装置 |
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