[发明专利]间接实时流量控制数据发送方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络传输中的实时流量控制，更具体来说，涉及一种间接实时流量控制数据发送方法。

背景技术

在电路域，分组交换域或者其它各种网络形式下，数据以单个或成组的方式形式在网络节点之间进行传输，同样大小的为帧frame，大小不同的为数据块block。数据也在网络层次内部被软硬件协作在层与层之间传递拷贝。而流量控制，一般是对成组数据的控制，通过对传输速度的调整可以保障数据的正常传输、是数据传输中重要的控制因素，但同时要兼顾网络和数据的各种实时性和同步要求。

对流控的需求包括这样一些情况，需求大于供给的资源协调情况；网络节点或处理模块的处理能力或是缓存有限需要公平被使用；网络节点或处理模块的处理能力分布不均匀，如上游比下游处理快；网络拥塞导致需要流控；信息负载或者业务类型要求某种恒定传输速率，或者传输速率在一定时间段下是有规律的；最终的接收者要求某种恒定传输速率等。

实时流量控制是为同时满足数据实时性对数据进行的流量控制，可以采用硬件同步或者软件同步实现。其中：硬件同步，收端和发端采用同样的时钟；在数据中包含时间戳，以便接收方根据策略进行同步，严格保证数据完整；软件同步，在多任务环境中采用消息，事件以及互斥手段，用软件时钟在关联模块中传递数据；控制，同步数据块的时序，或者保证有业务关联的数据发出是近乎同时的；例如音频和视频数据，这种流量控制通常根据数据业务特性或者网络资源特性对数据采用是否丢弃的策略。

在传统的发送和接收过程中，同时考虑数据业务特性下的时延设计，上层应用的发送模块和将数据块发出的网络控制模块在同样的控制逻辑中，发送时机确定，发送单元都是数据块，只需要考虑与网络下层的发出报文的同步问题，在采用乒乓缓存或三缓存tri-buffer时可以通过控制读写指针保证实时性。同时上层的接收模块也是和网络接收控制模块在同样的控制逻辑中，接收同步问题易于协调，与发送方向一样，可以通过控制读写指针保证实时性。

间接实时流量控制是指在多个数据块被接收时，或者发出后，不能立即知道是否失步，或者同步的时机在一段时间不确定的情况下，如何进行流量控制。这种情况可能是由于没有下层针对单个数据块的时序同步控制，硬件收发本身是处理连续数据流或者软件对于一段数据流的处理相对硬件慢，也可能是数据提供模块是以多数据块方式提供，需要一个模块进行分割后再发出，或者从接收角度来看，数据收集需要多数据块方式才能进行上层处理，需要一个模块进行组装。一个间接流量控制在数据块的时间到达失序，网络丢失数据块，根据业务特性需要进行丢包或者有切割数据需求时控制方法会更加复杂。其处理方法包括三个部分：资源的互斥操作、缓存buffer操作和根据业务特性和处理能力考虑的延时处理。资源的互斥操作包括网络层和应用层之间发生的异步操作和数据拷贝。资源的互斥操作在硬件和软件之间的操作是通过DMA传输来接口的，驱动层需要考虑高速缓存cache行为导致的内存数据的不一致，从驱动到网络协议层一般存在异步操作和一次数据拷贝，从网络层到应用层再次发生一次异步操作和数据拷贝，这是上行方向的情况，下行方向从应用到硬件的数据流向操作过程也是类似。Buffer操作是带有读写指针的环型缓存、两个数据块的乒乓缓存，三个数据块的tri-buufer或者大于三个数据块的扩展tri-buffer。

间接实时流量控制面临的情况是发送或者接收的上层应用与控制发送和接收的网络控制模块的各自控制的单元大小不同，上层意识到的是一组具有某种完整意义的数据块，可以完成一段应用的业务，而下层所意识到的是单个数据块。在下层发送时，存在不知道什么时候才算一个或者多个发送完成，同时发送和接收的时机在上层与下层之间没有统一的控制逻辑，在能协调同步时已经超过了业务可以接受的时延，同时没有手段判断什么时候可以覆盖旧数据。如果采用将整个一组数据块拷贝到一个区域再进行读操作，就降低了实时性，同时有可能不能满足业务的时延限制。这个问题主要是互斥的对象的大小上不一致导致的实时性难以实现。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是在上层网络应用与下层网络协议各自控制的数据单元大小不对等时，在不增加流量控制信息的基础上，如何提供一种间接实时流量控制数据发送方法，可以提高数据传输的实时性。

本发明上述技术问题这样解决，提供一种间接实时流量控制数据发送方法，采用记录数据块发送顺序的发送索引队列，包括以下步骤：