技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種基于用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高速可靠傳輸?shù)姆椒ā?/p>

背景技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬時延產(chǎn)品(BDP)的增加，通常的TCP協(xié)議(TransmissionControl?Protocol傳輸控制協(xié)議)開始變的低效。這是因為它的AIMD(additive?increase?multiplicative?decrease)算法徹底減少了TCP擁塞窗口，但不能快速的恢復(fù)可用帶寬。理論上的流量分析表明TCP在BDP增加到很高的時候比較容易受包損失攻擊。

另外，繼承自TCP擁塞控制的不公平的RTT(Round-Trip?Time，往返時延)也成為在分布式數(shù)據(jù)密集程序中的嚴重問題。擁有不同RTT的并發(fā)TCP流將不公平的分享帶寬。盡管在小的BDP網(wǎng)絡(luò)中使用通常的TCP實現(xiàn)來相對平等的共享帶寬，但在擁有大量BDP的網(wǎng)絡(luò)中，通常的基于TCP的程序就必須承受嚴重的不公平的問題。這個RTT基于的算法嚴重的限制了其在廣域網(wǎng)分布式計算的效率，例如：internet上的網(wǎng)格計算。

一直到今天，對標(biāo)準(zhǔn)的TCP的提高一直都不能在高BDP環(huán)境中效率和公平性方面達到滿意的程度(特別是基于RTT的問題)。例如：TCP的修改，RFC1423(高性能擴展)，RFC2018(SACK)、RFC2582(New?Reno)、RFC2883(D-SACK)、和RFC2988(RTO計算)都或多或少的提高了點效率，但最根本的AIMD算法沒有解決。HS?TCP(RFC?3649)通過根本上改變TCP擁塞控制算法來在高BDP網(wǎng)絡(luò)中獲得高帶寬利用率，但公平性問題仍然存在。

考慮到上面的背景，需要一種在高BDP網(wǎng)絡(luò)支持高性能數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏攨f(xié)議。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對以上問題，提供一種基于用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高速可靠傳輸?shù)姆椒ǎ淠軌驅(qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高速可靠的傳輸，并且保證了數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的采用的技術(shù)方案如下：

一種基于用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高速可靠傳輸?shù)姆椒ǎ浒〝?shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收兩個步驟，其中數(shù)據(jù)發(fā)送步驟具體包括：

A1、初始化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；

A2、發(fā)送方發(fā)送連接命令包到指定的接收方用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議端口上，其中命令包中包括窗口大小；

A3、接收方接收到連接命令包后回復(fù)一個響應(yīng)包；

A4、發(fā)送方根據(jù)接收到的響應(yīng)包計算數(shù)據(jù)包往返時間，根據(jù)往返時間來設(shè)定發(fā)送方的間隔時間；

A5、發(fā)送方設(shè)定兩個定時器，一個是發(fā)送定時器，一個是重發(fā)定時器；發(fā)送定時器是根據(jù)往返時間定時發(fā)送幀，而重發(fā)定時器是發(fā)送的數(shù)據(jù)超出等待響應(yīng)幀的時間，重新發(fā)送一次幀；

A6、發(fā)送方定時發(fā)送數(shù)據(jù)幀，當(dāng)?shù)却憫?yīng)幀超時則重新發(fā)送等待響應(yīng)的數(shù)據(jù)幀；當(dāng)接收到響應(yīng)幀，首先判斷是否在發(fā)送幀窗口之內(nèi)，如果是在其內(nèi)則刪除該幀序列號之前數(shù)據(jù)幀的超時定時器，擴展窗口左沿；當(dāng)受到丟失幀和錯誤幀時，不僅重新傳指定的數(shù)據(jù)幀，同時對該幀的前面的幀進行定時器刪除，擴展窗口；

A7、當(dāng)發(fā)送方需要關(guān)閉連接時，則發(fā)送關(guān)閉命令幀，通知接收方將關(guān)閉連接。

其中接收步驟具體包括：

B1、初始化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；

B2、接收方接收到發(fā)送方發(fā)出的連接命令包后回復(fù)一個響應(yīng)包；

B3、接收方設(shè)定一個輔助定時器，并且輔助定時器的超時間隔應(yīng)該明顯短于與數(shù)據(jù)幀相關(guān)聯(lián)的重發(fā)定時器的超時間隔；

B4、接收方定時接收發(fā)送過來的數(shù)據(jù)幀，接收到數(shù)據(jù)幀后，首先判定是否在允許的窗口范圍內(nèi)，不在則直接舍棄；如果在其內(nèi)則判斷數(shù)據(jù)幀校驗位是否正確，如果正確則放入緩沖區(qū)，反之發(fā)送錯誤幀；接收方如果在指定時間內(nèi)未收到數(shù)據(jù)幀則發(fā)送超時幀請求發(fā)送方重新發(fā)送該幀；

B5、當(dāng)接收方受到關(guān)閉命令幀后，停止接收定時器，把緩沖區(qū)數(shù)據(jù)發(fā)送給上層程序，清空緩沖區(qū)退出。

本發(fā)明的一種基于用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高速可靠傳輸?shù)姆椒ǎ鋽?shù)據(jù)包大小以及結(jié)構(gòu)設(shè)計原則如下：為了保證數(shù)據(jù)包的完整避免拆包的可能性，數(shù)據(jù)包的大小設(shè)定為512字節(jié)。其中包括一些必要的包信息數(shù)據(jù)位，如幀類型、信道出錯類型、幀序列號、應(yīng)答序列號、CRC校驗、時間戳等。

傳輸過程中的流量控制協(xié)議原則如下：