[發(fā)明專利]一種采用自定義協(xié)議的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

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• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111464569B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃凱;萬昕茗;蔣小文
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L1/18
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發(fā)明公開了一種采用自定義協(xié)議的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，包括如下步驟：S101，發(fā)送方發(fā)送開啟監(jiān)測命令和開始傳輸命令；S102，發(fā)送方分別收到接收方發(fā)送的相應(yīng)回令后開始監(jiān)測與數(shù)據(jù)傳輸；S103，傳輸完畢后，發(fā)送方發(fā)送關(guān)閉監(jiān)測命令與停止傳輸命令；S104，發(fā)送方分別收到接收方發(fā)送的相應(yīng)回令后停止監(jiān)測與數(shù)據(jù)傳輸。基于UDP協(xié)議，采用了監(jiān)測和傳輸命令及相應(yīng)回令的機制保證了傳輸速率的同時解決了UDP協(xié)議由于無連接導(dǎo)致的傳輸不可靠的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及以太網(wǎng)連接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及了一種采用自定義協(xié)議的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法。

背景技術(shù)

以太網(wǎng)(Ethernet)是一套廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)和廣域網(wǎng)(WAN)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它在1980年第一次商業(yè)化引入，并在1983年被標(biāo)準(zhǔn)化IEEE 802.3，之后被改進以支持更高比特率和更長的鏈路距離。

TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型是由OSI七層模型簡化而來，自底向上由數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層構(gòu)成。以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸本質(zhì)上在每層進行數(shù)據(jù)幀填充的過程，所有的TCP、UDP等數(shù)據(jù)都是以IP數(shù)據(jù)報進行傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)封裝和解裝IP報文，網(wǎng)絡(luò)層負責(zé)路由以及把分組報文發(fā)送給目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)或主機，傳輸層負責(zé)對報文進行分組，以UDP/TCP協(xié)議格式封裝報文，最后數(shù)據(jù)上傳至應(yīng)用層，向用戶提供應(yīng)用程序。在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中，數(shù)據(jù)在發(fā)送端時經(jīng)過各層時都要附加上相應(yīng)層的協(xié)議頭和協(xié)議尾（僅數(shù)據(jù)鏈路層需要封裝協(xié)議尾）部分，也就是要對數(shù)據(jù)進行協(xié)議封裝，以標(biāo)識對應(yīng)層所用的通信協(xié)議。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸接口主要涉及數(shù)據(jù)鏈路層（MAC 層）、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議以及傳輸層協(xié)議的設(shè)計。對于實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，Xilinx公司以及Alteral公司已經(jīng)生產(chǎn)了成熟的具有MAC層控制器功能的芯片例如Virtex-5、Virtex-6以及Stratix系列，但是缺點在于成本較高。針對網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層協(xié)議，Wlznet公司設(shè)計的W5300、W5500芯片集成有TCP/IP協(xié)議棧，通過協(xié)議棧可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層中的部分功能，從而高效完成數(shù)據(jù)通信。

TCP/IP中有兩個具有代表性的傳輸層協(xié)議，分別為TCP和UDP。TCP協(xié)議是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層協(xié)議。建立TCP的連接過程需要三次握手，斷開TCP連接需要四次握手，因此傳輸時間較長。

UDP協(xié)議是一種面向無連接的、不可靠的、面向報文的傳輸層協(xié)議。在建立連接時不需要三次握手，隨時可以發(fā)送數(shù)據(jù)。UDP協(xié)議頭包含有四部分：源端口、目的端口、長度和校驗和。通過端口進行點對點傳輸，不會對數(shù)據(jù)報文進行任何的拆分和拼接，因此傳輸速度較快，適合實時傳輸應(yīng)用，缺點在于沒有收發(fā)確認(rèn)機制，接收方收到的數(shù)據(jù)正確性無法保證。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，確保傳輸正確性的同時能夠提高傳輸速度，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種采用自定義協(xié)議的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，包括如下步驟：

S101，發(fā)送方發(fā)送開啟監(jiān)測命令和開始傳輸命令；

S102，發(fā)送方分別收到接收方發(fā)送的相應(yīng)回令后開始監(jiān)測與數(shù)據(jù)傳輸；

S103，傳輸完畢后，發(fā)送方發(fā)送關(guān)閉監(jiān)測命令與停止傳輸命令；

S104，發(fā)送方分別收到接收方發(fā)送的相應(yīng)回令后停止監(jiān)測與數(shù)據(jù)傳輸。

基于UDP協(xié)議，采用了監(jiān)測和傳輸命令及相應(yīng)回令的機制保證了傳輸速率的同時解決了UDP協(xié)議由于無連接導(dǎo)致的傳輸不可靠的問題。

開始監(jiān)測后，所述發(fā)送方、接收方之間采用重傳機制，不需要建立握手協(xié)議，發(fā)送方在收到重傳命令后立刻進行重傳，包括如下步驟：

S201，發(fā)送方持續(xù)發(fā)送帶有幀計數(shù)和包計數(shù)的數(shù)據(jù)幀；

S202，接收方接收并判斷所述數(shù)據(jù)幀的幀計數(shù)是否連續(xù)；