[发明专利]基于UDP自适应冗余编码的无线P2P传输方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于UDP自适应冗余编码的无线P2P传输方法及模型，所述方法在P2P传输过程中会传输额外的RAID冗余编码数据以减少丢包重传的发生，并且根据综合丢包率自适应地调整冗余编码数据的冗余比例；在传输过程中使用TCP传输控制信息，使用UDP传输文件数据信息和冗余数据信息，以确保控制信息能够被对端准确接收同时提高数据传输效率；另外通过限定UDP数据包发送的平均时间间隔，根据网络丢包率自适应地调整UDP的发送速率。所述方法由于实现了冗余机制，能尽可能减少丢包重传的发生，同时结合使用UDP传输数据，有效地提高传输速度，解决了无线P2P网络中由于丢包率高而造成的传输效率低下的问题。

技术领域

本发明涉及无线P2P网络文件共享技术领域，具体涉及一种基于UDP自适应冗余编码的无线P2P传输方法及系统。

背景技术

由于物联网的兴起以及WiFi的广泛使用，无线网络中的P2P文件共享变得越来越重要。但由于传输通道的特性不同，无线网络中丢包、链路故障等不利因素的影响将比有线网络严重得多。在有线网络中适用的P2P模型在无线环境中可能会出现性能下降的情况。现在主流的P2P模型，如BitTorrent、电驴，均是被设计在有线网络中运行的，大部分都是使用TCP或者uTP作为传输协议。但是TCP和uTP在无线网络中，由于丢包率相对更高，均存在着很大的性能局限。同时，无线网络中的链路失败和波动很大的端对端延时，会对TCP和uTP的传输过程带来严重的影响。因此，传统的主流有线网络P2P模型，并不适合在无线网络中使用。

为了实现在无线网络中高效的P2P文件共享，一些新的模型近几年来不断地被提出，其中具有代表性的模型简单介绍如下：

现有技术一：为无线P2P网络设计调度算法

原理：该技术首先将网络划分为不重叠的子网格，并根据网络子格设计目标函数来分别计算网络中用户的下载速率和其他节点的上传速率，然后提出一个动态算法来最大化这些目标函数，最后使用目标函数，去为每一个请求做最佳调度。它证明，当每个用户需要一个无限长度的单个文件时，该算法可以提供几乎最佳的效率，并将其扩展到有限文件大小的情况。为了激励参与，该技术也包含了对应的奖励和惩罚的机制。

缺点：该技术只能用于单跳无线网络。在多跳无线网络中，网络拓扑断开，路由开销过大，共享机会降低和远程路径的不稳定性是影响该技术发挥性能的主要负面因素。

现有技术二：寻找网络拓扑上最靠近的P2P节点提供下载

原理：将所有P2P节点表示成一颗最小生成树，确保节点之间的联通性，并且根据节点的网络状况，定义逻辑层上的邻居节点和每个节点的共享区域；每个节点与其共享区域内的邻居节点共享资源，并随机选择共享区域中的一个节点对外共享其上传带宽以增加资源的多样性。由于遵循这种策略，大部分路由开销仅限于共享区域，同时能够提升节点之间的资源共享机会。

缺点：该技术实际上将整个P2P网络划分成若干个子网，减少了路由开销，但是同时也减少了网络节点间的资源共享机会，同时跨区域之间的共享，需要通过中间节点进行转发；而且在网络条件不好的情况下，跨区域传输还是会遭遇丢包率高，重传次数增多的问题。

现有技术三：利用网络编码减少P2P无线网络中中间节点的转发数据量

原理：中间转发节点将需要分发到两个目的节点的数据包进行网络编码，得到编码数据包，并编码数据包通过组播一并发送到两个目的节点；目的节点根据自身已有数据和编码数据包，进行解码，得到另一目的节点发送过来的数据；这种做法能够使中间节点发送数据量大大减少，解决了无线网络中由于中间节点转发数据量大，导致网络传输效率降低的问题。

缺点：该技术需要判断网络包是否可以通过编码转发，并且若要支持多跳路由，还需要进行潜在路径的挖掘，同时还需要设计路由度量算法，判断采用编码转发还是直接转发，需要考虑网络链路开销以及自干扰等网络因素，计算量大，算法较为复杂，实施技术难度大。