[发明专利]数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种数据传输方法。

背景技术

网络中两个节点之间的通讯协议主要有UDP(User DatagramProtocol，用户数据报文协议)和TCP(Transfer Control Protocol，传输控制协议)，TCP协议是面向连接的可靠协议，采用这种协议需要占用较多的处理器(CPU)时间，效率不高。为了提高可靠传输的效率，提出了可靠的用户数据报文协议(RUDP，Reliable UDP)，相对TCP来说，RUDP的效率提高了。

现有的RUDP协议大部份采用肯定应答(ACK)的方式，发送端每发送一个报文，接收端都做一个肯定的应答，告诉发送端自己接收到了报文。发送端发送报文时，一般设置并启动一个定时器，并等待接收端的接收应答，如果到定时器超时为止仍然没有得到应答，则发送端认为数据没有到达接收端，需要重传已发送的数据。这种方法要求接收端每接收到一个报文就必须向发送端发送一个接收到数据的肯定应答，但是这种肯定应答方式增加了发送端和接收端的负担。

鉴于肯定应答方式的缺陷，可以考虑采用否定应答(NACK)方式，即由接收端根据接收到的数据，来确定是否有报文丢失，如果有丢失，就发送一个报文未收到的消息给发送端，请示发送端重发丢失的报文。基于否定应答方式RUDP协议，接收端周期性的发送NACK消息给发送端，发送端接收到报文立即重发NACK消息中标记的丢失的报文，每一个NACK报文中标记整个NACK发送周期中所有没有到达的报文。这种方式虽然减少了NACK回送的次数，但是这种发送方式也延迟了报文的重传，导致出现丢失的消息延长较长的时间。同时，这种方法也没有实现收发端的流量控制。在出现丢包时，发送端如果能降低发送的速率，可以减少拥塞或丢包的数量。并且这种方法没有提及对链路状态的实时检查，收发器不能及时发现链路出现的故障。在通讯领域，节点间通讯数据中短包占了较大的比重，众所周知，大量的短包会导致占用的较多的网络资源，如果能减少短包的收发数量，则可以更好地提升通讯性能。

基于以上存在的一个或多个问题，现有技术中需要一种可靠、高效的基于UDP的通讯方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数据传输方法，使用基于否定应答方式的RUDP协议，保证发送端能及时重传丢失的报文，并且增加了拥塞控制和链路检测机制，有效提高了通讯效率。

为达到以上目的，本发明提供一种数据传输方法，包括以下步骤：步骤一，发送端和接收端之间建立连接并均为开启状态，发送端将短消息进行合并或拆分成数据包，并将数据包按照顺序发送至接收端；步骤二，接收端接收到数据包后进行检查，在发现某个数据包丢失后，向发送端反馈表示数据包丢失的否定应答消息；以及步骤三，发送端根据否定应答消息将所丢失的数据包重新发送至接收端，接收端对接收到的数据包进行解包或重组。

在步骤一中，在短消息的长度小于预定长度的情况下，发送端将一个或多个短消息进行合并形成新的数据包；以及在短消息的长度大于预定长度的情况下，发送端将短消息拆分形成多个新的数据包。

在数据传输过程中，接收端采用自适应加权平均值TCP友好拥塞控制算法进行拥塞控制。

拥塞控制过程包括：接收端实时监控数据发送端和数据接收端之间的数据往返时间、以及单位测量周期内的丢包率和平均速率；接收端根据一个或多个测量周期内所测量的数据往返时间、丢包率和平均速率计算下一个测量周期的期望发送速率，并将期望发送速率通知发送端；以及发送端根据所计算的期望发送速率调整其发送窗口大小进行拥塞控制。

其中，接收端对计算出的平均速率进行加权处理，离下一个测量周期近的测量周期的平均速率的权重大于离下一个测量周期远的测量周期的平均速率的权重。

在数据传输过程中，发送端和接收端进行心跳检测。发送端在不发送数据的情况下发送心跳检测报文，接收端接收到心跳检测报文后向发送端回送心跳应答报文；以及接收端定时地将心跳检测报文发送给发送端。

通过本发明提供的数据传输的方法，能让发送端即时知道没有到达接收端的消息序，以便及时重传丢失的数据包，减少了出现丢失的消息时延。本发明采用ATFCC(Adaptive TCP-FriendlyCongestion Control，自适应TCP友好拥塞控制)方案做流量预测，可以使节点双方更快地对流量做出调整，防止网络拥塞。本发明方法在发送端按序发送应用层的消息，在接收端按序接收数据，实现了应用层数据的保序处理。本发明应用心跳检测，可及时发现链路异常。