[發明專利]一種基于應用層中繼的多徑傳輸系統及方法

有效

• 申請號: 201410196986.4
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN104023006B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 雷為民;張偉;劉少偉;關云沖;李廣野
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;H04L12/721
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

1.一種基于應用層中繼的多徑傳輸系統，其特征在于：包括：用戶代理和中繼服務系統；

所述用戶代理為位于終端設備的邏輯實體，處在網絡協議棧的應用層，用于基于傳輸層用戶數據報協議UDP，為上層應用提供多徑數據傳輸；所述用戶代理劃分為作為發送端的用戶代理和作為接收端的用戶代理；

所述中繼服務系統置于作為發送端的用戶代理和作為接收端的用戶代理之間，包括一個或多個中繼服務控制器，以及一個或多個中繼服務轉發器；所述中繼服務系統用于為用戶代理之間的數據傳輸提供中繼路徑；所述中繼路徑為用戶代理之間經由一個或多個中繼服務轉發器的路徑；

所述作為發送端的用戶代理：用于根據從中繼服務控制器獲得的一條或多條中繼路徑的路徑信息，將從上層應用接收的原始數據流封裝為子流多徑傳輸數據包，并沿著一條或多條中繼路徑發送至作為接收端的用戶代理；

所述作為接收端的用戶代理用于將接收到的子流多徑傳輸數據包重組為原始數據流，并傳遞至上層應用；

所述中繼服務控制器用于管理所述中繼服務轉發器和所述中繼路徑；

所述中繼服務轉發器用于基于傳輸層用戶數據報協議UDP轉發用戶代理之間所傳輸的數據。

2.根據權利要求1所述的基于應用層中繼的多徑傳輸系統，其特征在于：所述用戶代理：包括：路徑管理模塊、特定應用傳輸處理模塊、子流劃分模塊、子流封裝與解封裝模塊、子流重組模塊和子流傳輸質量報告模塊；

所述路徑管理模塊：(a)用于在數據傳輸之前或數據傳輸過程中，向中繼服務控制器發送路徑分配請求消息，并從中繼服務控制器收集中繼路徑信息；所述中繼路徑信息包括路徑標識符和作為發送端的用戶代理的下一跳傳輸地址；(b)為了防止中繼服務轉發器對在預設時間閾值內沒有進行數據傳輸的中繼路徑進行回收，路徑管理模塊周期性地為中繼路徑發送子流?；畎鼘χ欣^路徑進行維護；(c)當用戶代理之間的數據傳輸結束后，向中繼服務控制器發送路徑釋放請求消息；

所述特定應用傳輸處理模塊用于根據應用類型完成特定的傳輸處理：(a)對于從上層應用接收到的待發送的原始數據流，若應用類型為需要實時傳輸的音視頻數據，則對時間戳標記、編解碼類型和整流序列號進行設置，并將設置后的數據流傳遞給子流劃分模塊；若應用類型為需要可靠傳輸的文件數據，則對整流序列號、起始標記和結束標記進行設置并將設置后的數據流傳遞給子流劃分模塊，以及進行擁塞控制、差錯控制和重傳控制；(b)對于從子流重組模塊接收到的重組后的數據子流，若應用類型為需要實時傳輸的音視頻數據，則根據時間戳標記和整流序列號，重組為原始數據流并傳遞給上層應用；若應用類型為需要可靠傳輸的文件數據，則根據整流序列號進行選擇性確認，并根據整流序列號、起始標記和結束標記重組為原始數據流傳遞給上層應用，以及進行擁塞控制和差錯控制；

所述子流劃分模塊用于選擇一條或者多條中繼路徑作為活動路徑，并根據數據流劃分策略，將從特定應用傳輸處理模塊接收到的待發送的數據流，劃分成若干待發送的數據子流，且將每個待發送的數據子流綁定到一條活動路徑，傳遞給子流封裝與解封裝模塊；所述數據流劃分策略根據應用類型和中繼路徑的傳輸質量信息進行制定；

所述子流封裝與解封裝模塊：(a)用于將從子流劃分模塊接收到的待發送的數據子流按照多徑傳輸控制協議封裝為一個或多個子流多徑傳輸數據包，并基于傳輸層用戶數據報協議UDP發送至該數據子流所綁定的活動路徑的下一跳傳輸地址；所述子流多徑傳輸數據包，包括子流多徑傳輸數據包首部和子流多徑傳輸數據包載荷；所述子流多徑傳輸數據包首部含有路徑標識符和子流序列號；所述子流多徑傳輸數據包載荷指的是構成數據子流的數據塊；

(b)用于基于傳輸層用戶數據報協議UDP接收到子流多徑傳輸數據包后，提取出數據子流的數據塊以及相應的路徑標識符和子流序列號，并傳遞給子流重組模塊；

所述子流重組模塊用于根據相應的路徑標識符和子流序列號，對接收到的數據子流的數據塊進行重組，并將重組后的數據子流傳遞給特定應用傳輸處理模塊；

所述子流傳輸質量報告模塊用于統計和反饋中繼路徑的數據傳輸質量：(a)作為發送端的用戶代理為每個活動路徑產生子流發送者報告包，所述子流發送者報告包攜帶路徑標識符、時間戳、已發送子流多徑傳輸數據包的子流序列號最大值、已發送數據子流的字節數，沿著該活動路徑傳送至作為接收端的用戶代理；(b)作為接收端的用戶代理統計每個活動路徑的傳輸質量信息，并為每個活動路徑產生子流接收者報告包；所述子流接收者報告包攜帶路徑標識符、丟包率、抖動和往返時延，發送至作為發送端的用戶代理。