基于udp的可靠傳輸方法
【專利摘要】一種基于UDP的可靠傳輸方法，在UDP傳輸中借鑒了TCP的傳輸特點，通過3次握手建立連接，通過心跳維持連接，可以主動或者接收不到心跳后斷開連接從而為數(shù)據(jù)傳輸建立一個可靠的傳輸通道；在數(shù)據(jù)的傳輸時，通過滑動窗口以及重發(fā)機制最大效率地傳輸數(shù)據(jù)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸更加靈活，可以動態(tài)地調(diào)整參數(shù)，以適應(yīng)不用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；并且適應(yīng)范圍更廣，可以使用于P2P網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明極大地改善了各種適用于UDP應(yīng)用場所的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提升UDP傳輸?shù)男剩档土酥貍髀?，減少了數(shù)據(jù)的冗余。針對網(wǎng)絡(luò)異常情況，采取一系列措施，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量。
【專利說明】基于UDP的可靠傳輸方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種網(wǎng)絡(luò)傳輸方法，具體地，涉及一種基于UDP，且結(jié)合了 TCP傳輸特點的可靠傳輸方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方案時，常用到的有TCP(傳輸控制協(xié)議)傳輸方式和UDP (用戶數(shù)據(jù)報文協(xié)議)傳輸方式。
[0003]TCP 傳輸
TCP是一種基于連接的協(xié)議，在數(shù)據(jù)通信之前需要通信雙方建立連接，事先為所發(fā)送的數(shù)據(jù)開辟好通道，然后，再進行數(shù)據(jù)發(fā)送。
[0004]TCP協(xié)議上規(guī)定類流控制，確保通信數(shù)據(jù)可靠、順序到達目的地，因此有一個三次握手的要求。按照協(xié)議規(guī)范的要求，實現(xiàn)的路由設(shè)備提供相應(yīng)的支持，并且盡量不丟棄TCP數(shù)據(jù)，實現(xiàn)協(xié)議的系統(tǒng)驅(qū)動層進行重發(fā)和滑動窗口控制，并且通過增加重發(fā)時間減少可能帶來的網(wǎng)絡(luò)堵塞問題。系統(tǒng)提供的API應(yīng)用上，針對不同的鏈接分配獨立緩沖區(qū)，進一步減少可能的丟包問題(由于緩沖區(qū)滿造成數(shù)據(jù)無法接受引起數(shù)據(jù)包丟失問題)。
[0005]TCP所支持的協(xié)議包括Telnet (遠程登錄)、FTP (文件傳輸協(xié)議)、SMTP (簡單郵件傳輸協(xié)議)等。
[0006]UDP 傳輸
UDP是面向非連接的(正式通信前不必與對方建立連接，不管對方狀態(tài)就直接發(fā)送)，不能提供可靠性、流控、差錯恢復(fù)功能。UDP用于一次只傳送少量數(shù)據(jù)，可靠性要求低、傳輸經(jīng)濟等應(yīng)用。
[0007]UDP沒有三次握手的需求，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在通信時，UDP數(shù)據(jù)擁有比TCP數(shù)據(jù)更高的優(yōu)先通信權(quán)利，這點使得UDP數(shù)據(jù)在通信上更加的快速，但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁堵時，通信設(shè)備同樣會優(yōu)先丟棄UDP數(shù)據(jù)，這種設(shè)計方式會導(dǎo)致UDP數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失的問題，同時協(xié)議沒有規(guī)定相應(yīng)的流控制方式，自然也不會保證數(shù)據(jù)的順序到達。在沒有流控制的情況下，UDP數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)丟失、亂序到達的問題，同樣由于沒有流控制，如果開發(fā)控制不當(dāng)，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)風(fēng)暴問題。在系統(tǒng)驅(qū)動實現(xiàn)上，由于所有的UDP數(shù)據(jù)接收時，使用共享的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，設(shè)置不當(dāng)大小的緩沖區(qū)，可能會增加數(shù)據(jù)包的丟失問題，這個就是為什么UDP協(xié)議無法實現(xiàn)高并發(fā)的服務(wù)器原因所在。
[0008]UDP支持的應(yīng)用協(xié)議:NFS (網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng))、SNMP (簡單網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng))、DNS (主域名稱系統(tǒng))、TFTP (通用文件傳輸協(xié)議)等。
[0009]但現(xiàn)有技術(shù)中，上述兩種傳輸方法具有一定的缺陷，具體為:對于TCP傳輸,其速度慢、建立連接需要開銷較多(時間，系統(tǒng)資源)、實時性較差。對于UDP傳輸，傳輸不可靠、在網(wǎng)絡(luò)擁堵的情況下容易丟包、數(shù)據(jù)包無序、重傳率高。
[0010]特別是在P2P網(wǎng)絡(luò)中，由于TCP需要對方的IP和端口固定，且能直接訪問，而在P2P網(wǎng)絡(luò)中大部分情況都是，主機掛在交換機或路由器后面，映射出來的外網(wǎng)端口不是固定的，也不能被直接訪問，所以，P2P網(wǎng)絡(luò)大部分采用的都是UDP，而不是TCP。因此，如何能夠結(jié)合兩種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的優(yōu)點，形成一種新的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，特別的，能夠?qū)⑦@種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議應(yīng)用在P2P等無法使用TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，成為現(xiàn)有技術(shù)亟需解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提出一種新的基于UDP的可靠傳輸方法，使得該方法能夠適用于P2P等UDP使用的網(wǎng)絡(luò)，既保證傳輸?shù)男?，又降低了?shù)據(jù)的重傳率。
[0012]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種基于UDP的可靠傳輸方法,其特征在于:在UDP傳輸中，模擬TCP的3次握手,建立連接，具體為:
O發(fā)送端向接收端發(fā)送SYN，告訴對方要和它建立連接，同時將自己的狀態(tài)置為SYN_SEND ；
2)當(dāng)接收方收到SYN消息后，給對方回應(yīng)ACK，同時在發(fā)一個SYN，并將自己的狀態(tài)置為SYN_RECEIVED ；
3)當(dāng)發(fā)送端收到對方的回應(yīng)ACK和SYN后，再給對方發(fā)送一個ACK，同時將自己的狀態(tài)置為 ESTABLISHED ；
4)當(dāng)接收端收到對方的回應(yīng)ACK后，更新自己的狀態(tài)為ESTABLISHED，至此雙方建立連接。
[0013]優(yōu)選地，在UDP數(shù)據(jù)傳輸時，采用如下步驟進行數(shù)據(jù)傳輸:
1)對于發(fā)送方和接收方，分別分配發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)，用來保存發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)；
2)應(yīng)用層將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)放到發(fā)送緩沖區(qū)中，當(dāng)緩沖區(qū)滿了，則停止放入，直到有空閑的緩沖區(qū)再繼續(xù)放入；
3)網(wǎng)絡(luò)層將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)組上包頭，按數(shù)據(jù)包序號逐個發(fā)出去，同時等待接收方回應(yīng) ack ；
4)接收方收到數(shù)據(jù)包，按照包的序號放到對應(yīng)的緩沖區(qū)位置，并需要根據(jù)當(dāng)前的緩沖區(qū)狀態(tài)，計算出回應(yīng)的ack_no,即ack序號,給對方回復(fù)一個ack消息；
5)發(fā)送端收到ack后，根據(jù)回應(yīng)的ack_no判斷，發(fā)送緩沖區(qū)的滑動床后是否后移，當(dāng)滿足窗口后移條件后，可以把緩沖區(qū)前面的位置騰出來，并通知上傳繼續(xù)放數(shù)據(jù)。
[0014]優(yōu)選地，在采用UDP方式在傳輸數(shù)據(jù)時，當(dāng)產(chǎn)生丟包現(xiàn)象，通過數(shù)據(jù)重傳，將丟棄的數(shù)據(jù)包重新發(fā)送給接收端。
[0015]優(yōu)選地，接收端在接收的時候，要把接收到的數(shù)據(jù)包按次序放到緩沖隊列中，同時根據(jù)當(dāng)前緩沖區(qū)的情況計算出對應(yīng)的ACK序號，回復(fù)對方，發(fā)送端收到回復(fù)之后，根據(jù)對應(yīng)的ACK序號，判斷是繼續(xù)發(fā)送下一個數(shù)據(jù)包，還是重傳之前發(fā)過的數(shù)據(jù)包。
[0016]優(yōu)選地，接收端在接收的時候，要把接收到的數(shù)據(jù)包按次序放到緩沖隊列中，同時根據(jù)當(dāng)前緩沖區(qū)的情況計算出對應(yīng)的ACK序號和SACK序號。
[0017]優(yōu)選地，當(dāng)發(fā)送端發(fā)送的UDP數(shù)據(jù)塊過大，超過單個緩沖區(qū)的大小的時候，就需要把這塊數(shù)據(jù)拆成幾個小的數(shù)據(jù)包發(fā)送，拆包的時候，以緩沖區(qū)容量為限，將數(shù)據(jù)包從前往后依次放入到緩沖隊列中，若提示緩沖區(qū)滿，則需要將緩沖區(qū)鎖定，防止其他進程寫入，造成數(shù)據(jù)破壞，等有空閑緩沖區(qū)的時候，再將剩余的數(shù)據(jù)塊寫入。
[0018]優(yōu)選地，當(dāng)接收端收到數(shù)據(jù)后，分配一塊大的緩沖區(qū)，將收到的包，按順序依次寫入緩沖區(qū)，保證收到的順序和發(fā)送的順序是一致的，這樣組合出來的數(shù)據(jù)塊和發(fā)送的原數(shù)據(jù)塊就能保證是一致的。
[0019]優(yōu)選地，在UDP連接時，通過定時的向?qū)Ψ桨l(fā)送心跳包，告訴對方自己處于活躍狀態(tài)，收到對方的心跳后更新一下狀態(tài)。
[0020]優(yōu)選地，在UDP斷開連接時，傳輸?shù)囊环侥軌蛑鲃訑嚅_連接或者是長時間等不到對方的心跳，將連接斷開。
[0021 ] 優(yōu)選地，對UDP數(shù)據(jù)傳輸進行數(shù)據(jù)校驗。
[0022]—種基于UDP的可靠傳輸方法,在UDP傳輸中借鑒了 TCP的傳輸特點,通過3次握手建立連接，通過心跳維持連接，可以主動或者接收不到心跳后斷開連接從而為數(shù)據(jù)傳輸建立一個可靠的傳輸通道；在數(shù)據(jù)的傳輸時，通過滑動窗口以及重發(fā)機制最大效率地傳輸數(shù)據(jù)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸更加靈活，可以動態(tài)地調(diào)整參數(shù)，以適應(yīng)不用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；并且適應(yīng)范圍更廣，可以使用于P2P網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明極大地改善了各種適用于UDP應(yīng)用場所的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提升UDP傳輸?shù)男?，降低了重傳率，減少了數(shù)據(jù)的冗余。針對網(wǎng)絡(luò)異常情況，采取一系列措施，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的基于UDP的可靠傳輸方法的建立連接時序圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的基于UDP的可靠傳輸方法的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的基于UDP的可靠傳輸方法的數(shù)據(jù)丟包重發(fā)的時序圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的基于UDP的可靠傳輸方法的數(shù)據(jù)包無序傳輸?shù)臅r序圖。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0025]本發(fā)明的原理在于:針對目前TCP和UDP的缺點，設(shè)計一個底層采用UDP傳輸，同時有兼具TCP傳輸特性的技術(shù)方案——UTCP。技術(shù)方案主要從兩個方面考慮，一個連接的建立，維持和斷開，即如何為數(shù)據(jù)傳輸建立一個可靠的傳輸通道；另一個是數(shù)據(jù)的傳輸，即如何最大效率地傳輸數(shù)據(jù)，同時又降低數(shù)據(jù)的重傳率。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明中底層傳輸均采用UDP傳輸完成。
[0026]實施例1:
建立連接:原本基于UDP的傳輸是不需要建立連接的，為了建立一個可靠的傳輸通道，傳輸雙發(fā)可以模擬TCP的3次握手，建立連接。
[0027]維持連接:通過定時的向?qū)Ψ桨l(fā)送心跳包，告訴對方自己處于活躍狀態(tài)。
[0028]斷開連接:斷開連接包括兩種情況，一種是傳輸?shù)囊环街鲃訑嚅_連接；另一種是長時間等不到對方的心跳，將連接斷開。
[0029]具體而言，包括如下方面。
[0030]建立連接:傳統(tǒng)的UDP傳輸方式是不需要建立連接的，為了傳輸雙方建立可靠的連接，模擬TCP傳輸?shù)?次握手。參見圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明具體實施例的基于UDP的可靠傳輸方法的建立連接時序圖，實現(xiàn)過程如下:
O發(fā)送端向接收端發(fā)送SYN，告訴對方要和它建立連接，同時將自己的狀態(tài)置為SYN_SEND ；
2)當(dāng)接收方收到SYN消息后，給對方回應(yīng)ACK，同時在發(fā)一個SYN，并將自己的狀態(tài)置為SYN_RECEIVED ；
3)當(dāng)發(fā)送端收到對方的回應(yīng)ACK和SYN后，再給對方發(fā)送一個ACK，同時將自己的狀態(tài)置為 ESTABLISHED ；
4)當(dāng)接收端收到對方的回應(yīng)ACK后，更新自己的狀態(tài)為ESTABLISHED，至此雙方建立連接。
[0031]維持連接:通過定時器，每隔一定時間向?qū)Ψ桨l(fā)送心跳，收到對方的心跳后更新一下狀態(tài)，若連續(xù)幾個心跳驟起都收不到對方心跳，則認為對方已經(jīng)下線，斷開連接。
[0032]斷開連接:分兩種情況:1) 一方主動斷開，斷開前向?qū)Ψ桨l(fā)送一個FIN包，告知對方不用再發(fā)送(或接收)數(shù)據(jù)，將自己的狀態(tài)置為CLOSING，對方收到后停止發(fā)送(或接收)，同時回復(fù)一個FIN包，收到FIN包將狀態(tài)置置為CLOSED，正式斷開連接；2)超時收不到心跳，認為對方下線，更新狀態(tài)為CLOSED，斷開連接，釋放資源。
[0033]實施例2:
數(shù)據(jù)傳輸:每個客戶端都即可能是發(fā)送端，也可能是接收端，所以在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，需要分配發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)，分別用來保存發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。應(yīng)用層過來的數(shù)據(jù)，先放到發(fā)送緩沖區(qū)中，通過調(diào)度逐個將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，接收端收到以后再回復(fù)對應(yīng)的ack包，表明這包數(shù)據(jù)已經(jīng)接收，可以發(fā)送下一個數(shù)據(jù)包，發(fā)送端收到ack后，就可發(fā)送下一個數(shù)據(jù)包，同時把舊的緩沖區(qū)騰出來給新的數(shù)據(jù)，以此類推雙方實現(xiàn)通信。當(dāng)出現(xiàn)丟包的情況下，通過定時器判斷長時間沒有收到ack的數(shù)據(jù)包進行重發(fā)。具體實現(xiàn)過程(以4個窗口為例)，參見圖2示出了根據(jù)本發(fā)明具體實施例的基于UDP的可靠傳輸方法的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序圖，如下:
I)應(yīng)用層將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)放到發(fā)送緩沖區(qū)中，當(dāng)緩沖區(qū)滿了，則停止放入，直到有空閑的緩沖區(qū)再繼續(xù)放入。
[0034]2)網(wǎng)絡(luò)層將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)組上包頭，按數(shù)據(jù)包序號逐個發(fā)出去，同時等待接收方回應(yīng)ack。
[0035]3)接收方收到數(shù)據(jù)包，按照包的序號放到對應(yīng)的緩沖區(qū)位置。由于，Udp數(shù)據(jù)傳輸方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是無序的，后發(fā)的包可能會先到，所以，需要根據(jù)當(dāng)前的緩沖區(qū)狀態(tài)，計算出回應(yīng)的ack_no (即ack序號)，給對方回復(fù)一個ack消息。
[0036]4)發(fā)送端收到ack后，根據(jù)回應(yīng)的ack_no判斷，發(fā)送緩沖區(qū)的滑動床后是否后移，當(dāng)滿足窗口后移條件后，可以把緩沖區(qū)前面的位置騰出來，并通知上傳繼續(xù)放數(shù)據(jù)。
[0037]其中，所述ack_no,即ack序號,表明需要傳輸?shù)陌男蛱?。例如，ack2表不已經(jīng)收到了數(shù)據(jù)包I，需要接收數(shù)據(jù)包2。
[0038]實施例3:
數(shù)據(jù)丟包:由于采用UDP方式在傳輸數(shù)據(jù)時，可能產(chǎn)生丟包現(xiàn)象，所以，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，需要能通過數(shù)據(jù)重傳，將丟棄的數(shù)據(jù)包重新發(fā)送給接收端。
[0039]參見圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明具體實施例的基于UDP的可靠傳輸方法的數(shù)據(jù)丟包重發(fā)的一個示例性的時序圖。其中ack2,表示已經(jīng)收到了數(shù)據(jù)包1，需要接收數(shù)據(jù)包2。Ack2, sack3表示，表示已經(jīng)收到了后面的數(shù)據(jù)包3，需要接收數(shù)據(jù)包2，即ack表示接收到了時序前面的數(shù)據(jù)包，需要后面的數(shù)據(jù)包，sack表示已經(jīng)接收到了位于時序后面的數(shù)據(jù)包。通過ack和sack的組合，使得在利用UDP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r候，能夠清楚地知道丟失了什么數(shù)據(jù)包，從而通過計時器判斷超時時，啟動重傳機制。
[0040]數(shù)據(jù)包無序:由于，采用UDP方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，對方收到的包可能是無序的，而在視頻文件傳輸?shù)臅r候，對數(shù)據(jù)包的次序要求非常嚴格，必須是有序的。針對這種情況，接收端在接收的時候，要把接收到的數(shù)據(jù)包按次序放到緩沖隊列中，同時根據(jù)當(dāng)前緩沖區(qū)的情況計算出對應(yīng)的ACK (有時，還具有SACK序號)序號，回復(fù)對方。發(fā)送端收到回復(fù)之后，根據(jù)對應(yīng)的ACK值，判斷是繼續(xù)發(fā)送下一個數(shù)據(jù)包，還是重傳之前發(fā)過的數(shù)據(jù)包。
[0041]參見圖4，示出了根據(jù)本發(fā)明具體實施例的基于UDP的可靠傳輸方法的數(shù)據(jù)包無序傳輸?shù)臅r序圖。
[0042]實施例4:
數(shù)據(jù)拆包:當(dāng)發(fā)送端發(fā)送的UDP數(shù)據(jù)塊過大，超過單個緩沖區(qū)的大小的時候，就需要把這塊數(shù)據(jù)拆成幾個小的數(shù)據(jù)包發(fā)送。拆包的時候，以緩沖區(qū)容量為限，將數(shù)據(jù)包從前往后依次放入到緩沖隊列中，若提示緩沖區(qū)滿，則需要將緩沖區(qū)鎖定，防止其他進程寫入，造成數(shù)據(jù)破壞，等有空閑緩沖區(qū)的時候，再將剩余的數(shù)據(jù)塊寫入，這樣就可以保證同一個數(shù)據(jù)塊的幾個小數(shù)據(jù)包是連續(xù)的。
[0043]數(shù)據(jù)組包:當(dāng)接收端收到數(shù)據(jù)后，考慮到發(fā)送端有可能拆包，所以分配一塊大的緩沖區(qū)，將收到的包，按順序依次寫入緩沖區(qū)，保證收到的順序和發(fā)送的順序是一致的，這樣組合出來的數(shù)據(jù)塊和發(fā)送的原數(shù)據(jù)塊就能保證是一致的。
[0044]為了保證拆包后的數(shù)據(jù)的連續(xù)性，必須遵循兩條規(guī)則:1)拆包之后的小包，包序號必須是連續(xù)的；2)接收端收到小包后，必須按照包序號，有序地重組數(shù)據(jù)。
[0045]數(shù)據(jù)校驗:在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，從應(yīng)用層到傳輸層，到網(wǎng)絡(luò)層，到物理層等各個環(huán)節(jié)，可能對數(shù)據(jù)造成破壞，影響數(shù)據(jù)的一致性，所以，加入數(shù)據(jù)校驗，保證收發(fā)數(shù)據(jù)的一致。校驗分兩種校驗，一種是網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)校驗，通過CRC校驗碼實現(xiàn)；另一種是應(yīng)用層的校驗，通過MD5算法實現(xiàn)，實現(xiàn)原理是，發(fā)送前根據(jù)數(shù)據(jù)報文計算出一個MD5值，連同數(shù)據(jù)包一起發(fā)送，接收到收到后，也計算出一個MD5值，并和發(fā)送端的MD5值進行比較，若一致則說明刷雙方的數(shù)據(jù)是一致的。
[0046]綜上，本發(fā)明在底層采用UDP進行傳輸，在傳輸規(guī)則中借鑒了 TCP傳輸?shù)囊?guī)則。因此，相對于TCP，UTCP傳輸規(guī)則具有兩個方面的優(yōu)勢:1)更加靈活，可以動態(tài)地調(diào)整參數(shù)，以適應(yīng)不用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；2 )適應(yīng)范圍更廣，TCP不適用于P2P網(wǎng)絡(luò)，而UTCP可以(因為UTCP底層使用UDP實現(xiàn)的)。
[0047]本發(fā)明針對當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，傳輸數(shù)據(jù)量大，并發(fā)度高的情況，設(shè)計一個基于UDP的可靠的傳輸方案，極大地改善了各種適用于UDP應(yīng)用場所的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提升UDP傳輸?shù)男剩瑫r也降低了重傳率，減少了數(shù)據(jù)的冗余。針對網(wǎng)絡(luò)異常情況，如網(wǎng)絡(luò)擁堵，網(wǎng)絡(luò)丟包，數(shù)據(jù)包無序，臟數(shù)據(jù)等多種情況，采取一系列措施，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量。
[0048]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的【具體實施方式】僅限于此，對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于UDP的可靠傳輸方法,其特征在于:在UDP傳輸中，模擬TCP的3次握手，建立連接，具體為: O發(fā)送端向接收端發(fā)送SYN，告訴對方要和它建立連接，同時將自己的狀態(tài)置為SYN_SEND ； 2)當(dāng)接收方收到SYN消息后，給對方回應(yīng)ACK，同時在發(fā)一個SYN，并將自己的狀態(tài)置為SYN_RECEIVED ； 3)當(dāng)發(fā)送端收到對方的回應(yīng)ACK和SYN后，再給對方發(fā)送一個ACK，同時將自己的狀態(tài)置為 ESTABLISHED ； 4)當(dāng)接收端收到對方的回應(yīng)ACK后，更新自己的狀態(tài)為ESTABLISHED，至此雙方建立連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UDP的可靠傳輸方法，其特征在于: 在UDP數(shù)據(jù)傳輸時，采用如下步驟進行數(shù)據(jù)傳輸: 1)對于發(fā)送方和接收方，分別分配發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)，用來保存發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)； 2)應(yīng)用層將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)放到發(fā)送緩沖區(qū)中，當(dāng)緩沖區(qū)滿了，則停止放入，直到有空閑的緩沖區(qū)再繼續(xù)放入； 3)網(wǎng)絡(luò)層將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)組上包頭，按數(shù)據(jù)包序號逐個發(fā)出去，同時等待接收方回應(yīng) ack ； 4)接收方收到數(shù)據(jù)包，按照包的序號放到對應(yīng)的緩沖區(qū)位置，并需要根據(jù)當(dāng)前的緩沖區(qū)狀態(tài)，計算出回應(yīng)的ack_no,即ack序號,給對方回復(fù)一個ack消息； 5)發(fā)送端收到ack后，根據(jù)回應(yīng)的ack_no判斷，發(fā)送緩沖區(qū)的滑動床后是否后移，當(dāng)滿足窗口后移條件后，可以把緩沖區(qū)前面的位置騰出來，并通知上傳繼續(xù)放數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于UDP的可靠傳輸方法，其特征在于: 在采用UDP方式在傳輸數(shù)據(jù)時，當(dāng)產(chǎn)生丟包現(xiàn)象，通過數(shù)據(jù)重傳，將丟棄的數(shù)據(jù)包重新發(fā)送給接收端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于UDP的可靠傳輸方法,其特征在于: 接收端在接收的時候，要把接收到的數(shù)據(jù)包按次序放到緩沖隊列中，同時根據(jù)當(dāng)前緩沖區(qū)的情況計算出對應(yīng)的ACK序號，回復(fù)對方，發(fā)送端收到回復(fù)之后，根據(jù)對應(yīng)的ACK序號，判斷是繼續(xù)發(fā)送下一個數(shù)據(jù)包，還是重傳之前發(fā)過的數(shù)據(jù)包。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于UDP的可靠傳輸方法,其特征在于: 接收端在接收的時候，要把接收到的數(shù)據(jù)包按次序放到緩沖隊列中，同時根據(jù)當(dāng)前緩沖區(qū)的情況計算出對應(yīng)的ACK序號和SACK序號。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于UDP的可靠傳輸方法,其特征在于: 當(dāng)發(fā)送端發(fā)送的UDP數(shù)據(jù)塊過大，超過單個緩沖區(qū)的大小的時候，就需要把這塊數(shù)據(jù)拆成幾個小的數(shù)據(jù)包發(fā)送，拆包的時候，以緩沖區(qū)容量為限，將數(shù)據(jù)包從前往后依次放入到緩沖隊列中，若提示緩沖區(qū)滿，則需要將緩沖區(qū)鎖定，防止其他進程寫入，造成數(shù)據(jù)破壞，等有空閑緩沖區(qū)的時候，再將剩余的數(shù)據(jù)塊寫入。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于UDP的可靠傳輸方法,其特征在于: 當(dāng)接收端收到數(shù)據(jù)后，分配一塊大的緩沖區(qū)，將收到的包，按順序依次寫入緩沖區(qū)，保證收到的順序和發(fā)送的順序是一致的，這樣組合出來的數(shù)據(jù)塊和發(fā)送的原數(shù)據(jù)塊就能保證是一致的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項所述的基于UDP的可靠傳輸方法,其特征在于: 在UDP連接時，通過定時的向?qū)Ψ桨l(fā)送心跳包，告訴對方自己處于活躍狀態(tài)，收到對方的心跳后更新一下狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于UDP的可靠傳輸方法,其特征在于: 在UDP斷開連接時，傳輸?shù)囊环侥軌蛑鲃訑嚅_連接或者是長時間等不到對方的心跳，將連接斷開。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于UDP的可靠傳輸方法,其特征在于: 對UDP數(shù)據(jù)傳輸進行數(shù)據(jù)校驗。
【文檔編號】H04L29/08GK104202414SQ201410471513
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】石杰, 張士波, 楊敬宇, 姚鍵, 潘柏宇, 盧述奇 申請人:合一網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(北京)有限公司