CN117527681A - 一种数据传输方法、装置、网络设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种数据传输方法、装置、网络设备及存储介质，涉及卫星通信技术领域，上述方法包括：获取待传输的用户数据，对用户数据进行封装，生成GTP数据包；为GTP数据包封装传输层协议报文头，生成传输层数据包；为传输层数据包封装IP头部，生成IP报文，IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识；基于扩展头部表征的传输路径及传输顺序，向第二网络设备发送IP报文，以使得第二网络设备基于扩展头部对接收到的IP报文进行解封，获得用户数据。应用本发明实施例提供的方案能够降低网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

Description

一种数据传输方法、装置、网络设备及存储介质

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，特别是涉及一种数据传输方法、装置、网络设备及存储介质。

背景技术

在低轨道卫星网络进行数据传输时，相关技术中往往采用单路径传输的方式，常常出现数据不能被稳定传输且带宽较小的情况。为了解决此问题多路径传输(MultipathTransmission)技术被提出。多路径传输通过采用并行的方式将数据利用多条路径进行传输，使得数据可以同时经过多条路径传输，增大了传输可用的带宽，提升了数据传输的稳定性。

然而，在相关技术中，若想实现多路径传输技术，需要基于多路径传输的相关技术需求，对网络设备的硬件或软件进行修改，提高了进行多路径传输的实施难度和成本。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种数据传输方法、装置、网络设备及存储介质，以降低网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种数据传输方法，应用于第一网络设备，所述方法包括：

获取待传输的用户数据，对所述用户数据进行封装，生成通用分组无线业务隧道协议GTP数据包；

为所述GTP数据包封装传输层协议报文头，生成传输层数据包；

为所述传输层数据包封装IP头部，生成IP报文，所述IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示所述IP报文传输顺序的序列号、表示所述IP报文的传输路径的路径标识；

基于所述扩展头部表征的传输路径及传输顺序，向第二网络设备发送所述IP报文，以使得所述第二网络设备基于所述扩展头部对接收到的所述IP报文进行解封，获得所述用户数据。

本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

在从所述第二网络设备接收到包含第一序列号的重传请求的情况下，向所述第二网络设备重传所述第一序列号对应的报文；

其中，所述第一序列号为所述第二网络设备未成功接收到的报文的序列号。

本发明的一个实施例中，在所述为所述传输层数据包封装IP头部，生成IP报文前，还包括：

基于预先确定的多条候选路径的网络情况信息和/或所述IP报文的预设信息，确定传输路径；

所述网络情况信息包括以下信息中的至少一种：候选路径的带宽、延迟时间、丢包率；

所述预设信息包括以下信息中的至少一种：所述IP报文的大小、传输速率。

第二方面，本发明实施例提供了一种数据传输方法，应用于第二网络设备，所述方法包括：

从第一网络设备接收IP报文，基于所述IP报文的IP头部中的扩展头部确定所述IP报文的路由类型，所述扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示所述IP报文传输顺序的序列号、表示所述IP报文的传输路径的路径标识，所述IP报文基于所述扩展头部表征的传输路径及传输顺序进行传输；

在所述路由类型表示多路径传输的情况下，确定所述IP报文的数据的传输顺序，按照所述传输顺序对所述数据进行拼接并解封，获得用户数据；

在所述路由类型表示单路径传输的情况下，对所述IP报文解封，获得用户数据。

本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

确定并将所述第二网络设备未成功接收到的报文的序列号作为第一序列号；

向所述第一网络设备发送包含所述第一序列号的重传请求，以使所述第一网络设备向所述第二网络设备重传所述第一序列号对应的报文。

第三方面，本发明实施例提供了一种数据传输装置，应用于第一网络设备，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取待传输的用户数据，对所述用户数据进行封装，生成通用分组无线业务隧道协议GTP数据包；

第一封装模块，用于为所述GTP数据包封装传输层协议报文头，生成传输层数据包；

第二封装模块，用于为所述传输层数据包封装IP头部，生成IP报文，所述IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示所述IP报文传输顺序的序列号、表示所述IP报文的传输路径的路径标识；

报文传输模块，用于基于所述扩展头部表征的传输路径及传输顺序，向第二网络设备发送所述IP报文，以使得所述第二网络设备基于所述扩展头部对接收到的所述IP报文进行解封，获得所述用户数据。

本发明的一个实施例中，所述装置还包括：

数据包重传模块，用于在从所述第二网络设备接收到包含第一序列号的重传请求的情况下，向所述第二网络设备重传所述第一序列号对应的报文；其中，所述第一序列号为所述第二网络设备未成功接收到的报文的序列号。

本发明的一个实施例中，所述装置还包括：

路径确定模块，用于在所述为所述传输层数据包封装IP头部，生成IP报文前，基于预先确定的多条候选路径的网络情况信息和/或所述IP报文的预设信息，确定传输路径；

所述网络情况信息包括以下信息中的至少一种：候选路径的带宽、延迟时间、丢包率；

所述预设信息包括以下信息中的至少一种：所述IP报文的大小、传输速率。

第四方面，本发明实施例提供了一种数据传输装置，应用于第二网络设备，所述装置包括：

报文接收模块，用于从第一网络设备接收IP报文，基于所述IP报文的IP头部中的扩展头部确定所述IP报文的路由类型，所述扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示所述IP报文传输顺序的序列号、表示所述IP报文的传输路径的路径标识，所述IP报文基于所述扩展头部表征的传输路径及传输顺序进行传输；

第一解封模块，用于在所述路由类型表示多路径传输的情况下，确定所述IP报文的数据的传输顺序，按照所述传输顺序对所述数据进行拼接并解封，获得用户数据；

第二解封模块，用于在所述路由类型表示单路径传输的情况下，对所述IP报文解封，获得用户数据。

第五方面，本发明实施例提供了一种第一网络设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面任一的数据传输方法步骤。

第六方面，本发明实施例提供了一种第二网络设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第二方面任一的数据传输方法步骤。

第七方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一的数据传输方法步骤。

第八方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面任一的数据传输方法步骤。

第九方面，本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面任一的数据传输方法。

第十方面，本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第二方面任一的数据传输方法。

本发明实施例有益效果：

本发明实施例提供的数据传输方法，通过在IP头部的基础上，对传输层数据包进行封装，且IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得封装后的IP报文可以基于路径标识表征的传输路径及序列号表征的传输顺序进行传输，实现多路径的数据传输，并且，由于IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本发明实施例提供的第一种数据传输方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种支持多路径传输的IPv6扩展头部的示意图；

图3为本发明实施例提供的第二种数据传输方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的第三种数据传输方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的第四种数据传输方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的第五种数据传输方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的第六种数据传输方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种数据传输装置的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种第一网络设备的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种第二网络设备的结构示意图。

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基于本发明所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了降低网络设备进行多路径传输的实施难度和成本，本发明实施例提供了一种数据传输方法、装置、网络设备及存储介质，下面分别进行具体说明。

本发明实施例提供了一种数据传输方法，应用于第一网络设备，第一网络设备可以是基站、核心网等用于发送数据的网络设备，具体的，上述基站可以为部署在卫星上的星载基站。参见图1，图1为本发明实施例提供的第一种数据传输方法的流程示意图，上述方法包括以下步骤S101-S104。

S101，获取待传输的用户数据，对用户数据进行封装，生成GTP(General PacketRadio Service Tunnelling Protocol，通用分组无线业务隧道协议)数据包。

上述用户数据为从用户终端接收到的数据或待传输至用户终端的数据。

具体的，根据GTP协议对用户数据进行封装，生成GTP数据包。

GTP协议是一组基于IP(Internet Protocol，互联网协议)的通信协议，是由3GPP(the 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴项目)标准定义的隧道协议，用于在GSM(Global System for Mobile communications，全球移动通信系统)、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)、LTE(Long TermEvolution，长期演进)、5G(the 5th Generation mobile network，第五代移动网络)等网络中承载GPRS(通用分组无线业务)数据。

具体的利用GTP协议对用户数据进行封装的过程可参见相关技术，此处不再赘述。

S102，为GTP数据包封装传输层协议报文头，生成传输层数据包。

上述传输层协议可以是TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)或UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)协议。

一个例子a-1中，根据TCP协议对GTP数据包进行封装，生成包含TCP协议报文头的传输层数据包。

一个例子b-1中，根据UDP协议对GTP数据包进行封装，生成包含UDP协议报文头的传输层数据包。

具体的利用传输层协议对GTP数据包进行封装的过程可参见相关技术，此处不再赘述。

S103，为传输层数据包封装IP头部(IP Header)，生成IP报文。

其中，IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型(Route Type)标识、表示IP报文传输顺序的序列号(Sequence Number)、表示IP报文的传输路径的路径标识(Path ID)。并且，IP头部可以基于实际的传输需求确定，具体可以是IPv6(InternetProtocol Version6，互联网协议第六版)头部。

具体的，可以预先在相关技术中IP头部的基础上，在IP头部的路由类型中，重新定义一个针对多路径传输的路由类型标识，并在IP头部中新增序列号及路径标识，以使后续可以基于多路径传输这一路由类型进行数据传输，其中，序列号可以指示数据的传输顺序，路径标识可以指示数据的传输路径。

一个例子中，IP头部为IPv6头部，IPv6头部的扩展头部为IPv6扩展头部，参见图2，图2为本发明实施例提供的一种支持多路径传输的IPv6扩展头部的示意图，如图2所示，IPv6扩展头部可以包括：下一头部(Next Header)、扩展头部长度(Header ExtensionLen)、路由类型、剩余分段(Segment Left)、序列号、路径标识、保留字段(SegmentReserved)。

其中，下一头部用于指示下一个头部的类型，可以包含8位字段。

一个例子a-2，对应上述例子a-1，下一个头部的类型为TCP，可以将下一头部对应的数值设置为表示TCP这一头部类型的数值。

一个例子b-2，对应上述例子b-1，下一个头部的类型为UDP，可以将下一头部对应的数值设置为表示UDP这一头部类型的数值，相关技术中UDP这一头部类型的数值为17。

其中，扩展头部长度用于指示扩展头部的长度，可以包含8位字段。

其中，路由类型用于指示数据传输的路由类型，在路由类型中增加表示多路径传输的路由类型标识。

一个例子中，预先为多径UDP(Multi-Path User Datagram Protocol，MPUDP)路由类型定义一个新的路由类型标识，例如，250；预先为多径TCP(Multi-Path TransmissionControl Protocol，MPTCP)路由类型定义一个新的路由类型标识，例如，251。

在此情况下，对应上述例子a-2，下一个头部的类型为TCP，可以将IP报文扩展头部的路由类型标识设定为表示MPTCP路由类型的标识251，由于IP报文的扩展头部是在IPv6扩展头部的基础上改进的，因此IP报文的扩展头部可以兼容TCP协议和IPv6协议，从而可以在无需对相关网络设备进行修改或升级的情况下，实现多径TCP传输，提升数据传输的可靠性和吞吐量。对应上述例子b-2，下一个头部的类型为UDP，可以将IP报文扩展头部的路由类型标识设定为表示多径UDP路由类型的标识250，由于IP报文的扩展头部是在IPv6扩展头部的基础上改进的，因此IP报文的扩展头部可以兼容UDP协议和IPv6协议，从而可以在无需对相关网络设备进行修改或升级的情况下，实现多径UDP传输，提升数据传输的可靠性和吞吐量。

在实际的5G(5G Network)是第五代移动通信网络)网络中，由于基站与核心网之间是基于UDP协议进行通信的，因此，可以在5G网络中采用MPUDP的路由类型进行通信。

上述IP报文的扩展头部通过在相关的IP头部的基础上进行改进，而不是直接创建新的基于多路径传输的报文头，可以保证改进后的传输数据包的扩展头部的兼容性，从而可以在保证兼容性的同时，实现IP报文的多路径传输。

上述剩余分段、序列号、路径标识、保留字段为在原有的IPv6扩展头部的基础上新增的选项。其中，剩余分段可以基于实际的传输需求进行设定，可以包含8位字段，若未对剩余分段进行设定，则可以将剩余字段设为0；序列号用于对每一IP报文进行编号，以表征每一IP报文的传输顺序；路径标识用于指示IP报文的传输路径；保留字段可以根据实际的传输需求进行设定，可以包含24位字段，在未对保留字段进行设定的情况下，可以将剩余字段设为0。

S104，基于扩展头部表征的传输路径及传输顺序，向第二网络设备发送IP报文，以使得第二网络设备基于扩展头部对接收到的IP报文进行解封，获得用户数据。

通过按照各IP报文序列号对应的传输顺序进行传输，使得第二网络设备在接收各IP报文时可以按照传输顺序接收，从而使得第二网络设备在解封各IP报文时可以获取到按照传输顺序组成的用户数据，确保了解封后的各用户数据先后顺序的正确性，使得各用户数据能够被正确还原。

具体的，在第二网络设备接收到从第一网络设备发送的IP报文后，首先基于IP头部进行解封，获得传输层数据包，然后基于传输层协议报文头对传输层数据包进行解封，获得GTP数据包，最后基于GTP协议对GTP数据包解封，获得原始的用户数据。

上述第二网络设备可以是基站、核心网等用于接收数据的网络设备。例如，在基站为第一网络设备的情况下，核心网可以为第二网络设备；在核心网为第一网络设备的情况下，基站可以为第二网络设备。

另外，在完成用户数据的传输后，第一网络设备及第二网络设备可以基于相关技术中的连接终止协议终止本次多路径传输，以确保所有IP报文已被成功传输。例如，第一网络设备及第二网络设备可以通过四次挥手终止本次所有IP报文的多路径传输。

本发明实施例提供的方案可以应用于用户终端直连卫星的卫星网络架构中，基站部署在卫星上，核心网可以部署在地面或卫星上。对于从基站向核心网传输的用户数据来讲，可以通过本发明实施例提供的方案进行数据传输，其中，第一网络设备为基站，第二网络设备为核心网。对于从核心网向基站传输的用户数据来讲，可以通过本发明实施例提供的方案进行数据传输，其中，第一网络设备为核心网，第二网络设备为基站。

此外，相关技术中的多路径传输主要包括：基于多路径传输控制协议(MultipathTransmission Control Protocol，MPTCP)的传输和并行多路径传输(PMT，ParallelMultipath Transmission)。相关技术中若采用MPTCP进行传输，则需要对用户终端的操作系统内核或网络栈进行修改，若采用PMT进行传输，则要求对用户终端的应用程序进行修改，并且，以支持并行使用多条路径，并且，可能还需对网络设备内部的硬件进行修改。

在本发明实施例中，通过在IP头部的基础上，对传输层数据包进行封装，且IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得封装后的IP报文可以基于路径标识表征的传输路径及序列号表征的传输顺序进行传输，实现多路径的数据传输，并且，由于IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

并且，由于无需对网络设备进行硬件或软件上的修改，避免了对现有网络设备进行大规模修改或升级的需求，提升对网络设备的适配性和兼容性。

本发明的一个实施例中，参见图3，图3为本发明实施例提供的第二种数据传输方法的流程示意图，在图1所示实施例的基础上，上述方法还可以包括以下步骤S105。

S105，在从第二网络设备接收到包含第一序列号的重传请求的情况下，向第二网络设备重传第一序列号对应的报文。

其中，第一序列号为第二网络设备未成功接收到的报文的序列号。

具体的，本次待传输的用户数据可以被封装在多个传输层数据包中，该多个传输层数据包可以封装在一个IP报文中，该IP报文中可以包含所有传输层数据包封装后的IP报文以及一些报文头部中的信息，例如，序列号，基于此，该IP报文中可以包含所有传输层数据包封装后的IP报文以及所有IP报文的序列号，从而使得第二网络设备可以在接收到从第一网络设备发送的该IP报文的情况下，可以基于该IP报文中包含的所有IP报文的序列号，确定出未成功接收到的报文对应的序列号，作为第一序列号，并向第一网络设备发送包含第一序列号的重传请求，以使第一网络设备向第二网络设备重传第一序列号对应的报文。

此外，重传请求中还可以包含第一路径标识，第一路径标识为第二网络设备未成功接收到的报文的路径标识，以使第一网络设备在接收到包含第一序列号及第一路径标识的重传请求的情况下，通过第一路径标识对应的传输路径向第二网络设备重传第一序列号对应的报文。

在本发明实施例中，第一网络设备在接收到包含第二网络设备未成功接收到的报文的序列号的重传请求时，向第二网络设备重传该序列号对应的未成功接收到的报文，使得IP报文能够被完整地传输至第二网络设备，避免出现丢包的情况。

另外，在执行上述步骤S103前，还可以包括以下步骤B：基于预先确定的多条候选路径的网络情况信息和/或所述IP报文的预设信息，确定传输路径。

其中，候选路径的网络情况信息包括可以以下信息中的至少一种：候选路径的带宽、延迟时间、丢包率；IP报文的预设信息可以包括以下信息中的至少一种：IP报文的大小、传输速率。

具体的，可以基于IP报文的大小和/或传输速率，确定出符合预设需求的传输路径。也可以基于多条候选路径的带宽、延迟时间、丢包率的至少一种，确定出符合预设需求的传输路径。也可以基于IP报文的大小和/或传输速率，从候选路径中，确定出带宽、延迟时间、丢包率至少一种满足预设要求的候选路径作为传输路径。预设要求可以根据实际需求设定。

一个例子中，在IP报文的大小大于第一预设值和/或IP报文的传输速率小于第二预设值的情况下，从候选路径中，确定出带宽最大、延迟时间最小、丢包率最小的候选路径作为传输路径，以使在IP报文的大小过大和/或IP报文的传输速率过小的情况下，可以确定出最优路径，以使IP报文能够正常传输。其中，第一预设值为根据需求设定的IP报文的大小标准值，第二预设值为根据需求设定的传输数据包的传输速率标准值。

此外，可以通过相关技术中的动态路径选择算法，从候选路径中确定出发送IP报文的传输路径。

在本发明实施例中，通过候选路径的网络情况信息和/或IP报文的预设信息确定出IP报文的传输路径，使得可以根据实际需求为IP报文确定出最优的传输路径，提升IP报文的传输成功率。

具体的，在对待传输的用户数据进行封装之前，还可以通过以下步骤A1-A4进行数据传输前的初始化。

步骤A1，第一网络设备向第二网络设备发送初始化(INIT，Initialization)请求，以使第二网络设备生成并向第一网络设备发送初始化确认(INIT ACK，InitializationAcknowledge character)。

具体的，可以通过第一网络设备的数据面接口向第二网络设备的数据面接口发送初始化请求。

其中，初始化请求中可以包含第一网络设备的初始序列号及路径信息，路径信息可以为候选路径及候选路径的相关信息。初始化确认包含第二网络设备的初始序列号以及对路径信息的确认。

步骤A2，第一网络设备从第二网络设备接收初始化确认，向第二网络设备发送握手确认(Cookie Echo)，以使第二网络设备生成并向第一网络发送完成握手应答(CookieAck)。

上述握手应答可以是一个完成握手数据包。在第一网络设备接收到完成握手数据包后，表示握手过程结束。

上述初始化过程的具体细节可参见相关技术。

本发明实施例还提供了一种数据传输方法，应用于第二网络设备，第二网络设备可以是基站、核心网等用于接收数据的网络设备。参见图4，图4为本发明实施例提供的第三种数据传输方法的流程示意图，上述方法包括以下步骤S401-S403。

S401，从第一网络设备接收IP报文，基于IP报文的IP头部中的扩展头部确定IP报文的路由类型。

其中，扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识。具体的，表示路由类型的路由类型标识可以包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示单路径传输的路由类型标识。

其中，IP报文是在第一网络设备获取用户数据，对用户数据进行封装，生成GTP数据包，为GTP数据包封装传输层协议报文头，生成传输层数据包，为传输层数据包封装IP头部后生成的。

具体的，根据IP报文的IP头部中的扩展头部中的路由类型标识，确定IP报文的路由类型。在IP报文的路由类型标识为表示多路径传输的路由类型标识的情况下，说明路由类型为多路径传输；在IP报文的路由类型标识为表示单路径传输的路由类型标识的情况下，说明路由类型为单路径传输。

S402，在路由类型表示多路径传输的情况下，确定IP报文的数据的传输顺序，按照传输顺序对数据进行拼接并解封，获得用户数据。

具体的，IP报文中可以包含多个数据，可以根据IP报文中各个数据对应的序列号，确定各数据在传输过程中的传输顺序，并按照传输顺序指示的顺序对各数据进行拼接并解封，获得用户数据。具体说明可参见图1实施例中的相关描述。

S403，在路由类型表示单路径传输的情况下，对IP报文解封，获得用户数据。

具体的，基于IP报文的IP头部中的扩展头部表征的传输顺序对IP报文进行解封，获得用户数据。

在本发明实施例中，由于从第一网络设备接收到的IP报文的IP头部中的扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得第二网络设备可以基于IP报文的IP头部中的扩展头部确定IP报文的路由类型，从而在IP报文通过多路径传输的情况下，确定IP报文的数据的传输顺序，按照传输顺序对数据进行拼接并解封，获得用户数据；在IP报文通过单路径传输的情况下，对IP报文解封，获得用户数据，实现对IP报文的解封。并且，由于从第一网络设备接收到的IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

并且，通过对接收到的IP报文中的各数据按照其对应的扩展头部的序列号进行传输顺序的确定，实现对各数据的排序，从而可以在接收到的IP报文中数据存在乱序的情况下，可以对IP报文中各数据进行重组，以保证后续解封后的用户数据的先后顺序的正确性，从而能够正确还原用户数据。

本发明的一个实施例中，参见图5，图5为本发明实施例提供的第四种数据传输方法的流程示意图，在图4所示实施例的步骤S401之前还可以包括以下步骤S404-S405。

S404，确定并将第二网络设备未成功接收到的报文的序列号作为第一序列号。

S405，向第一网络设备发送包含第一序列号的重传请求，以使第一网络设备向第二网络设备重传第一序列号对应的报文。

具体说明可参见图3实施例中的相关描述。

在本发明实施例中，第二网络设备在检测出存在未成功接收到的报文时，确定该IP报文的序列号为第一序列号，并向第一网络设备发送包含该序列号的重传请求时，使得第一网络设备可以重传该序列号对应的未成功接收到的报文，使得IP报文能够被完整地传输至第二网络设备，避免出现丢包的情况。

一个例子中，参见图6，图6为本发明实施例提供的第六种数据传输方法的流程示意图，可以通过以下步骤S601-S60B实现对用户数据的传输。

S601，第一网络设备向第二网络设备发送初始化请求。

其中，第一网络设备为发送数据一方，第二网络设备为接收数据一方。

S602，第二网络设备向第一网络设备发送初始化确认。

S603，第一网络设备向第二网络设备发送握手确认。

S604，第二网络设备向第一网络设备发送完成握手应答。

在第一网络设备接收到完成握手应答后，表示握手完成，握手过程结束。

S605，第一网络设备确定待传输的用户数据的传输路径。

S606，第一网络设备对用户数据进行封装，获得并向第二网络设备发送IP报文。

可以通过上述图1所示的方案对用户数据进行封装，获得IP报文。具体的，基于GTP协议对用户数据进行封装，生成GTP数据包；基于传输层协议报文头对GTP数据包进行封装，生成传输层数据包；基于IP头部对传输层数据包进行封装，生成IP报文，其中，IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识；基于扩展头部表征的传输路径及传输顺序，向第二网络设备发送IP报文。

S607，第二网络设备对IP报文进行解封，获得用户数据。

S608，第二网络设备检测是否存在未成功接收到的报文。

具体的检测过程可参见相关技术。

若存在未成功接收到的报文，执行步骤S609，第二网络设备向第一网络设备发送重传请求。

其中，重传请求中包含第二网络设备未成功接收到的报文的序列号，以使第一网络设备向第二网络设备发送该序列号对应的IP报文。

若不存在未成功接收到的报文，执行步骤S60A，第二网络设备检测当前是否还存在待传输的IP报文。具体的检测过程可参见相关技术。

若还存在待传输的IP报文，返回执行步骤S605。

若不存在待传输的IP报文，执行步骤S60B，第一网络设备和第二网络设备通过连接终止协议终止多路径传输。

本发明实施例还提供了一种数据传输装置，应用于第一网络设备，参见图7，图7为本发明实施例提供的一种数据传输装置的结构示意图，上述装置包括：

数据获取模块701，用于获取待传输的用户数据，对用户数据进行封装，生成GTP数据包；

第一封装模块702，用于为GTP数据包封装传输层协议报文头，生成传输层数据包；

第二封装模块703，用于为传输层数据包封装IP头部，生成IP报文，IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识；

报文传输模块704，用于基于扩展头部表征的传输路径及传输顺序，向第二网络设备发送IP报文，以使得第二网络设备基于扩展头部对接收到的IP报文进行解封，获得用户数据。

在本发明实施例中，通过在IP头部的基础上，对传输层数据包进行封装，且IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得封装后的IP报文可以基于路径标识表征的传输路径及序列号表征的传输顺序进行传输，实现多路径的数据传输，并且，由于IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

本发明的一个实施例中，上述装置还包括：数据包重传模块，用于在从第二网络设备接收到包含第一序列号的重传请求的情况下，向第二网络设备重传第一序列号对应的报文；其中，第一序列号为第二网络设备未成功接收到的报文的序列号。

在本发明实施例中，第一网络设备在接收到包含第二网络设备未成功接收到的报文的序列号的重传请求时，向第二网络设备重传该序列号对应的未成功接收到的报文，使得IP报文能够被完整地传输至第二网络设备，避免出现丢包的情况。

本发明的一个实施例中，上述装置还包括：路径确定模块，用于在为传输层数据包封装IP头部，生成IP报文前，基于预先确定的多条候选路径的网络情况信息和/或IP报文的预设信息，确定传输路径；网络情况信息包括以下信息中的至少一种：候选路径的带宽、延迟时间、丢包率；预设信息包括以下信息中的至少一种：IP报文的大小、传输速率。

在本发明实施例中，通过候选路径的网络情况信息和/或IP报文的预设信息确定出IP报文的传输路径，使得可以根据实际需求为IP报文确定出最优的传输路径，提升IP报文的传输成功率。

本发明实施例还提供了一种数据传输装置，应用于第二网络设备，参见图8，图8为本发明实施例提供的一种数据传输装置的结构示意图，上述装置包括：

报文接收模块801，用于从第一网络设备接收IP报文，基于IP报文的IP头部中的扩展头部确定IP报文的路由类型，扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，IP报文基于扩展头部表征的传输路径及传输顺序进行传输；

第一解封模块802，用于在路由类型表示多路径传输的情况下，确定IP报文的数据的传输顺序，按照传输顺序对数据进行拼接并解封，获得用户数据；

第二解封模块803，用于在路由类型表示单路径传输的情况下，对IP报文解封，获得用户数据。

在本发明实施例中，由于从第一网络设备接收到的IP报文的IP头部中的扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得第二网络设备可以基于IP报文的IP头部中的扩展头部确定IP报文的路由类型，从而在IP报文通过多路径传输的情况下，确定IP报文的数据的传输顺序，按照传输顺序对数据进行拼接并解封，获得用户数据；在IP报文通过单路径传输的情况下，对IP报文解封，获得用户数据，实现对IP报文的解封。并且，由于从第一网络设备接收到的IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

本发明的一个实施例中，上述装置还包括：请求重传模块，用于确定并将第二网络设备未成功接收到的报文的序列号作为第一序列号；向第一网络设备发送包含第一序列号的重传请求，以使第一网络设备向第二网络设备重传第一序列号对应的报文。

在本发明实施例中，第二网络设备在检测出存在未成功接收到的报文时，确定该IP报文的序列号为第一序列号，并向第一网络设备发送包含该序列号的重传请求时，使得第一网络设备可以重传该序列号对应的未成功接收到的报文，使得IP报文能够被完整地传输至第二网络设备，避免出现丢包的情况。

本发明实施例还提供了一种第一网络设备，如图9所示，图9为本发明实施例提供的一种第一网络设备的结构示意图，包括处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线904，其中，处理器901，通信接口902，存储器903通过通信总线904完成相互间的通信，

存储器903，用于存放计算机程序；

处理器901，用于执行存储器903上所存放的程序时，实现上述任一应用于第一网络设备的数据传输方法的步骤。

应用本发明实施例提供的第一网络设备进行数据传输时，通过在IP头部的基础上，对传输层数据包进行封装，且IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得封装后的IP报文可以基于路径标识表征的传输路径及序列号表征的传输顺序进行传输，实现多路径的数据传输，并且，由于IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

本发明实施例还提供了一种第二网络设备，如图10所示，图10为本发明实施例提供的一种第二网络设备的结构示意图，包括处理器1001、通信接口1002、存储器1003和通信总线1004，其中，处理器1001，通信接口1002，存储器1003通过通信总线1004完成相互间的通信，

存储器1003，用于存放计算机程序；

处理器1001，用于执行存储器1003上所存放的程序时，实现上述任一应用于第二网络设备的数据传输方法的步骤。

应用本发明实施例提供的第二网络设备进行数据传输时，由于从第一网络设备接收到的IP报文的IP头部中的扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得第二网络设备可以基于IP报文的IP头部中的扩展头部确定IP报文的路由类型，从而在IP报文通过多路径传输的情况下，确定IP报文的数据的传输顺序，按照传输顺序对数据进行拼接并解封，获得用户数据；在IP报文通过单路径传输的情况下，对IP报文解封，获得用户数据，实现对IP报文的解封。并且，由于从第一网络设备接收到的IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图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。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一应用于第一网络设备的数据传输方法的步骤。

应用本发明实施例提供的计算机可读存储介质中存储的计算机程序进行数据传输时，通过在IP头部的基础上，对传输层数据包进行封装，且IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得封装后的IP报文可以基于路径标识表征的传输路径及序列号表征的传输顺序进行传输，实现多路径的数据传输，并且，由于IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一应用于第二网络设备的数据传输方法的步骤。

应用本发明实施例提供的计算机可读存储介质中存储的计算机程序进行数据传输时，由于从第一网络设备接收到的IP报文的IP头部中的扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得第二网络设备可以基于IP报文的IP头部中的扩展头部确定IP报文的路由类型，从而在IP报文通过多路径传输的情况下，确定IP报文的数据的传输顺序，按照传输顺序对数据进行拼接并解封，获得用户数据；在IP报文通过单路径传输的情况下，对IP报文解封，获得用户数据，实现对IP报文的解封。并且，由于从第一网络设备接收到的IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一应用于第一网络设备的数据传输方法。

应用本发明实施例提供的计算机程序产品进行数据传输时，通过在IP头部的基础上，对传输层数据包进行封装，且IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得封装后的IP报文可以基于路径标识表征的传输路径及序列号表征的传输顺序进行传输，实现多路径的数据传输，并且，由于IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一应用于第二网络设备的数据传输方法。

应用本发明实施例提供的计算机程序产品进行数据传输时，由于从第一网络设备接收到的IP报文的IP头部中的扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示IP报文传输顺序的序列号、表示IP报文的传输路径的路径标识，使得第二网络设备可以基于IP报文的IP头部中的扩展头部确定IP报文的路由类型，从而在IP报文通过多路径传输的情况下，确定IP报文的数据的传输顺序，按照传输顺序对数据进行拼接并解封，获得用户数据；在IP报文通过单路径传输的情况下，对IP报文解封，获得用户数据，实现对IP报文的解封。并且，由于从第一网络设备接收到的IP报文的扩展头部是在IP头部的基础上进行改进的，使得改进后的扩展头部仍然能够兼容相关技术中的互联网协议，从而可以在无需对网络设备的硬件或软件进行修改的情况下进行多路径传输，降低了网络设备进行多路径传输的实施难度和成本。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、网络设备、计算机程序产品、计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种数据传输方法，其特征在于，应用于第一网络设备，所述方法包括：

获取待传输的用户数据，对所述用户数据进行封装，生成通用分组无线业务隧道协议GTP数据包；

为所述GTP数据包封装传输层协议报文头，生成传输层数据包；

为所述传输层数据包封装互联网协议IP头部，生成IP报文，所述IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示所述IP报文传输顺序的序列号、表示所述IP报文的传输路径的路径标识；

基于所述扩展头部表征的传输路径及传输顺序，向第二网络设备发送所述IP报文，以使得所述第二网络设备基于所述扩展头部对接收到的所述IP报文进行解封，获得所述用户数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在从所述第二网络设备接收到包含第一序列号的重传请求的情况下，向所述第二网络设备重传所述第一序列号对应的报文；

其中，所述第一序列号为所述第二网络设备未成功接收到的报文的序列号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述为所述传输层数据包封装IP头部，生成IP报文前，还包括：

基于预先确定的多条候选路径的网络情况信息和/或所述IP报文的预设信息，确定传输路径；

所述网络情况信息包括以下信息中的至少一种：候选路径的带宽、延迟时间、丢包率；

所述预设信息包括以下信息中的至少一种：所述IP报文的大小、传输速率。

4.一种数据传输方法，其特征在于，应用于第二网络设备，所述方法包括：

从第一网络设备接收IP报文，基于所述IP报文的IP头部中的扩展头部确定所述IP报文的路由类型，所述扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示所述IP报文传输顺序的序列号、表示所述IP报文的传输路径的路径标识，所述IP报文基于所述扩展头部表征的传输路径及传输顺序进行传输；

在所述路由类型表示多路径传输的情况下，确定所述IP报文的数据的传输顺序，按照所述传输顺序对所述数据进行拼接并解封，获得用户数据；

在所述路由类型表示单路径传输的情况下，对所述IP报文解封，获得用户数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定并将所述第二网络设备未成功接收到的报文的序列号作为第一序列号；

向所述第一网络设备发送包含所述第一序列号的重传请求，以使所述第一网络设备向所述第二网络设备重传所述第一序列号对应的报文。

6.一种数据传输装置，其特征在于，应用于第一网络设备，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取待传输的用户数据，对所述用户数据进行封装，生成通用分组无线业务隧道协议GTP数据包；

第一封装模块，用于为所述GTP数据包封装传输层协议报文头，生成传输层数据包；

第二封装模块，用于为所述传输层数据包封装互联网协议IP头部，生成IP报文，所述IP头部中的扩展头部包括：表示多路径传输的路由类型标识、表示所述IP报文传输顺序的序列号、表示所述IP报文的传输路径的路径标识；

报文传输模块，用于基于所述扩展头部表征的传输路径及传输顺序，向第二网络设备发送所述IP报文，以使得所述第二网络设备基于所述扩展头部对接收到的所述IP报文进行解封，获得所述用户数据。

7.一种数据传输装置，其特征在于，应用于第二网络设备，所述装置包括：

报文接收模块，用于从第一网络设备接收IP报文，基于所述IP报文的IP头部中的扩展头部确定所述IP报文的路由类型，所述扩展头部包括：表示路由类型的路由类型标识、表示所述IP报文传输顺序的序列号、表示所述IP报文的传输路径的路径标识，所述IP报文基于所述扩展头部表征的传输路径及传输顺序进行传输；

第一解封模块，用于在所述路由类型表示多路径传输的情况下，确定所述IP报文的数据的传输顺序，按照所述传输顺序对所述数据进行拼接并解封，获得用户数据；

第二解封模块，用于在所述路由类型表示单路径传输的情况下，对所述IP报文解封，获得用户数据。

8.一种第一网络设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-3任一的方法步骤。

9.一种第二网络设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求4或5的方法步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-3任一的方法步骤。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求4或5的方法步骤。