[发明专利]适用于互联网数据的传输系统及方法

说明书

本发明提供了一种适用于互联网数据的传输系统，包括会话初始模块针对多媒体数据传输的发送端和接收端的会话进行初始化处理；加解密模块在发送端和接收端进行多媒体数据传输的过程中，对传输的数据进行加密和解密；拥塞控制模块将拥塞控制和带宽估计的算法设置于应用层，用于发送速率控制；前向纠错模块在多媒体数据传输时出现丢包或出错的情况下，接收端不需要等待重传，根据前向纠错模块计算恢复正确的数据；重传模块在多媒体数据传输过程中出现丢包时，且接收端不能主动通过前向纠错模块恢复数据的情况下，执行发送端重传数据的指令；保留模块为系统的功能扩展保留空余字段。本发明既能拥有TCP协议的高可靠性，也有UDP协议的低延时特性。

技术领域

本发明涉及多媒体通信技术领域，具体地，涉及一种适用于互联网数据的传输系统及方法。

背景技术

随着移动互联网特别是5G的逐渐普及，多媒体应用越来越多的出现在日常生活中，涉及到各个行业和领域。包括在线医疗，在线教育，直播购物，短视频，在线会议，安防监控等等。与此同时，随着疫情的影响，这些多媒体应用在迎来更大的使用量，更好的发展机遇时，多媒体质量不稳定，网络延时大，安全性质疑，多媒体画面启动慢等问题也经常带来不好的使用体验。

传统的多媒体传输主要依靠TCP和UDP协议，但是TCP协议和UDP协议存在许多问题。TCP协议是通过采用“带重传的肯定确认”机制，实现了面向连接的，点对点的，有序的，可靠的，自带滑动窗口和拥塞控制的字节流传输协议。在传输媒体前，需要经过三次握手来建立连接。这些特性使得TCP特别适用对延时要求不高的一些应用中，比如网页访问。但放到多媒体应用，特别是在复杂不可靠的互联网环境中，并不适用。只要网络稍有波动导致传输过程丢包，TCP的有序确认机制就会让后续的字节流等待，需要前面的包重传成功才能继续传输。那么，UDP协议则是面向无连接的，不可靠的，数据包传输协议。UDP协议传输之前，没有三次握手的过程，需要发送的时候，直接发送给对端即可，并且也不需要接收端确认，就可以发送后续的报文。这个特性使得UDP在多媒体应用中，拥有较好的延时小特性，但是缺点也同样明显，没有拥塞控制，没有重传，导致媒体质量差。

经过检索，专利文献CN110830472A，公开了一种基于TCP/IP协议的灵活数据传输协议的灵活数据传输方法，，在原有的UDP协议首部填加一些控制字段而形成一种面向连接的基于消息包的传输协议。采用所述累计确认机制代替原有的停止等待协议；采用立即重传机制并去掉不必要的拥塞控制机制，利用发送、确认、重传机制相互配合增加传输的灵活性；引入基于GBN的滑动控制机制并对其做相应的改进作为流量控制机制；采用乒乓缓存机制将发送队列拆成2个队列同时操作。该现有技术的不足之处在于用户的互联网数据要依次经过应用层，传输层，网络层，链路层才能到达互联网，参照本发明中附图3的网络分层模型可知，其中只有应用层是属于用户空间，可以由用户自定义数据类型和格式。传输层，网络层，链路层是属于内核空间，只随着内核的更改升级才能修改。如果要修改UDP本身的封装格式，势必要对属于系统内核的UDP报文进行封装和解封装的重新定义，然后发布新的系统内核，这对于开发互联网应用来说，难度大，可行性差。

专利文献CN110049058A公开了一种传输系统底层传输协议选择方法，，包括：传输客户端检测UDP传输协议、TCP传输协议的网络连通性，得到网络连通性列表；当网络连通性列表为(UDP不可通信，TCP不可通信)时，结束选择；当网络连通性列表为(UDP可通信，TCP不可通信)，选择UDP传输协议；当网络连通性列表为(UDP不可通信，TCP可通信)，选择TCP传输协议；当网络连通性列表为(UDP可通信，TCP可通信)，传输客户端检测与传输服务器之间网络丢包率；若存在丢包，则选择UDP传输协议；若不存在丢包，检测传输客户端与传输服务器之间的实际网络时延；根据对应阈值区间选择采用UDP传输协议或TCP传输协议。该现有技术是在不同的网络环境下，通过协议选择器能自动选择TCP协议或者UDP协议的一种来进行传输数据，但是并没有对TCP协议和UDP各自的不足做出改善。