CN101360054B - 数据传输***及数据传输方法 - Google Patents

Abstract

一种数据传输方法，包括以下步骤：在业务发起方和业务接收方之间建立两个以上通过第三方中转节点的数据传输通道；通过其中至少两条通道同时传输数据。上述的数据传输方法中，采用至少两条通道同时传输数据可以增加网络带宽。此外，还提供了一种数据传输***。

Description

数据传输***及数据传输方法

【技术领域】

本发明涉及计算机网络技术领域，尤其是计算机网络中的数据传输***及数据传输方法。

【背景技术】

互联网技术的发展，极大地改变了人们的工作生活。其中，即时通讯技术的出现使人与人之间的沟通变得非常便捷。目前，即时通讯工具已经非常普及，即时通讯除了能满足用户普通文字、图片的交流外，语音、图像的交流的需求也日益增加。视频电话是即时通讯工具的发展方向。

以互联网为基础的即时通讯技术与其他技术一样，面临着IP地址匮乏的问题。为了解决IP地址匮乏的问题，网络地址转换(NAT，Network Address Traslation)技术应用日益广泛。很多私网用户都位于NAT后面，通过路由器连接到互联网上。这类用户之间不能够直连通讯。此时必须借助STUN(Simple Traversal of UDPover NATs，简单UDP穿越NAT协议)或者TURN(Traversal Using Relay NAT)技术来建立通道。

使用STUN技术建立的通道可以最终实现直连的效果，因此网络质量与直连通讯质量不相上下。STUN技术允许客户端获得传递地址(包括IP地址和端口)，从而可以从互联网的其他点接收数据包。然而，并不是所有通过STUN技术获得的地址都可用，地址是否可用取决于网络的拓扑结构。因此，STUN技术本身并不能作为一个穿越NAT的完整解决方案。

通过TURN技术建立的通道是通过第三方中转数据，通道中的第三方可以是服务器，也可以是普通客户端。然而，通讯业务双方数据传输的带宽受限于第三方的带宽，对于音视频通讯或数据量较大的文件传输来说，较小的带宽会影响音视频通讯的质量或者使文件传输的时间过长。

【发明内容】

有鉴于此，有必要针对通过第三方中转数据时业务双方数据传输的带宽较小的问题，提供一种数据传输方法。

此外，还提供了一种数据传输***。

为解决上述技术问题，提出了以下技术方案：

一种数据传输方法，包括以下步骤：业务发起方发起请求；判断业务接收方是否接受该请求，如果否，则返回上一步，否则，进入下一步；查找第三方中转节点，第三方中转节点为实现数据传输专门建立和维护的服务器或网络中的普通客户端；在业务发起方和业务接收方之间建立两个以上通过第三方中转节点的数据传输通道；对所述两个以上通道的性能进行对比；通过其中至少两条通道同时传输数据，根据通道性能对比的结果将不同类型的数据在相应的通道中传输。

其中，还所述第三方中转节点的数量与所述两个以上通道的数量相同并且一一对应，每一条通道都通过与其对应的所述第三方中转节点。

其中，业务发起方到业务接收方的数据与业务接收方到业务发起方的数据在不同的通道中传输。

其中，传输的数据为视频通话数据，将视频通话数据中的音频数据与视频数据在不同的通道中传输。

其中，将音频数据在网络延迟低的通道中传输，将视频数据在网络丢包率低的通道中传输。

其中，还包括检查通道状态的步骤；所述两个以上通道中包括备份通道，若在所述检查通道状态的步骤中出现失效通道，则使用备份通道替换所述失效通道。

其中，所述备份通道与该备份通道对应的正常传输数据的通道具有相同的属性。

一种数据传输***，包括数据处理模块、通道建立模块和通道工作模块，所述数据处理模块用于对通过通道传输的数据进行处理，所述通道建立模块用于查找中转节点并建立两个以上通过第三方中转节点的通道，所述第三方中转节点为服务器或普通客户端，所述通道工作模块分别与所述通道建立模块及数据处理模块相连，所述通道工作模块用于对所述两个以上通道的性能进行对比，通过其中至少两条通道同时传输数据并根据通道性能对比的结果及需传输的数据类型选择相应的通道传输。

其中，所述通道建立模块建立的两个以上通道中包括备份通道。

其中，还包括通道检查模块，所述通道检查模块与所述通道工作模块相连，所述通道检查模块用于周期性检查各个通道的状态以判断通道是否失效，所述通道工作模块在所述通道检查模块检查到失效通道时使用所述备份通道替换所述失效通道。

其中，所述通道工作模块通过其中一条通道发送数据，并通过另一条通道接收数据。

其中，所述通道工作模块将音频数据在网络延迟低的通道中传输，将视频数据在网络丢包率低的通道中传输。

上述的数据传输方法和***中，采用至少两条通道同时传输数据可以增加网络带宽。

将发起方到接收方与接收方到发起方的数据在不同的通道中传输，即使某一方向的传输中断，也只会影响一个方向的数据传输，另一个方向仍然可以正常通讯。

根据音视频数据传输要求，有选择的将通道分配用于传输不同类型的数据，将网络延迟低的通道作为音频传输通道，可以减少声音延迟情况的发生；将网络丢包率低的通道作为视频传输通道，图像质量得以提高。

【附图说明】

图1为数据传输方法的流程图；

图2为第一实施方式的多通道数据同时传输的示意图；

图3为第二实施方式的多通道数据同时传输的示意图；

图4为数据传输***模块图；

图5为通道工作模块的模块图。

【具体实施方式】

下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。

一种数据传输方法包括以下步骤：在业务发起方和业务接收方之间建立两个以上通过第三方中转节点的数据传输通道；通过其中至少两条通道同时传输数据。通道建立后，通过其中的至少两条通道同时传输数据可以增加网络带宽。

在一个具体实施例中，上述方法的具体流程如图1所示：

在步骤S102中，业务发起方发起请求。该请求可以是语音聊天、视频通话或文件传输等请求。

步骤S104，判断业务接收方是否接受该请求。如果业务接收方拒绝，则返回步骤S102，否则进入步骤S106。

步骤S106，查找中转节点。根据需要建立的通道数量查找相应的第三方中转节点。其中，第三方中转节点既可以是为了实现数据传输而专门建立和维护的服务器，也可以是网络中可以查找到的可以作为第三方中转节点的普通客户端。如果采用普通客户端，可以避免耗费服务器的CPU和带宽资源。

步骤S108，建立两个以上通道。利用通讯双方，即业务发起方与业务接收方数据传输的交互性的特点，根据查找到的第三方中转节点，建立业务发起方与业务接收方之间通过第三方中转节点的两个以上通道。可以采用TURN(Traversal Using Relay NAT)技术建立上述两个以上通道。通道的数量可以依据业务的需求及网络状况确定，例如业务需求为双方进行音视频通讯而网络状况十分稳定时，可以建立两条通道，两条通道分别用作传送业务发起方到业务接收方的数据和业务接收方到业务发起方的数据。另外，两个以上通道中可以包括备份通道。例如业务需求为双方进行音视频通讯而网络状况不太稳定时，可以建立四条通道，其中两条分别用作传送业务发起方到业务接收方的数据和业务接收方到业务发起方的数据，另两条分别作为上述两条通道的备份。当然在两条通道同时失效的概率较小的情况下也可以只建立一条备份通道作为上述两条通道的备份，此时，通道的数量为三个。在上述四条通道的基础上，如果业务发起方还在视频通讯的同时向接收方发送数据文件，则可以为此再建立一条通道用于传输数据文件，此时，通道的数量为五个；当然，还可为此通道建立备份通道，则通道数量为六个。

步骤S110，对建立的两个以上通道进行性能对比。例如，对通道的网络延迟、网络丢包率进行分析，并依据各个性能指标对通道性能进行排序。

步骤S112，通过其中至少两条通道同时传输数据。例如，将业务发起方到业务接收方的数据在一个通道中传输，而业务接收方到业务发起方的数据则在另一条通道中传输。上述分类方法是依据数据的传输方向分类，也可以根据数据的类型进行分类传输，例如，在视频通话中，由于视频数据的数据量通常较大，将视频数据在一条通道中传输，而将视频以外的数据，例如音频、文本、图片等数据在另一条通道中传输。并且可以根据步骤S110中通道性能对比的结果将不同类型的数据在相应的通道中传输，例如，在视频通话中，将网络延迟低的数据通道优先分配给音频数据使用，将网络丢包率低的通道分配给视频数据使用。请同时参阅图2，以视频通话为例，为了达到较好的视频通话效果，利用音视频通信中数据的交互性，将通道的数量设为8个，各通道的作用如下表所示：

通道编号	通 道作用
		1	传输业务发起方到业务接收方的音频数据
2	传输业务接收方到业务发起方的音频数据
		3	1号通道的备份
4	2号通道的备份
		5	传输业务发起方到业务接收方的视频数据
6	传输业务接收方到业务发起方的视频数据
		7	5号通道的备份
8	6号通道的备份

上表中，同时传输数据的通道有四条，在相同的网络中，四条通道的带宽之和通常大于单条通道的带宽，因此，相对于通过单条通道传输数据的情况，提高了数据传输总的带宽。在图2中，第三方中转节点的数量与通道的数量相同并且一一对应，每一条通道都通过与其对应的中转节点，在其它实施方式中，可以采用两条以上通道通过同一中转节点的方式。通过同一个中转节点的两个以上通道相对于单条通道所增加的带宽通常有限；而采用每一条通道都通过各自中转节点的方式，可以极大地提高数据传输总的带宽。

上表中，同时按数据的类型和传输的方向在不同的通道中传输数据：(1)按数据类型的不同，将不同类型的数据在不同的通道中传输。特别地，在视频通话的过程中，将音频数据与视频数据在不同的通道中传输，在这种情况下，即使传输视频数据的通道中断或失效，音频数据仍然可以传输到对方，防止通讯完全中断。另外，还可以根据数据类型选择与数据类型适配的通道进行传输，以实现传输性能的优化。例如将音频数据与视频数据分别在不同的通道中传输，将网络延迟低的数据通道分配给音频数据使用，可以减少声音延迟情况的发生；将网络丢包率低的通道分配给视频数据使用，使图像质量得以提高。(2)按传输的方向不同，可以将发起方到接收方与接收方到发起方的数据在不同的通道中传输，在这种情况下，即使某一方向的传输中断，也只会影响一个方向的数据传输，另一个方向仍然可以正常通讯。

上表中，备份通道与正常传输数据的通道(以下简称传输通道)数量相同，以使备份通道与传输通道一一对应。当然，备份通道与传输通道的数量也可以不同，例如，在网络状态较好的情况下，上表中可以省略4号通道，将3号通道作为传输通道1号和2号通道的备份。同理，可以省略8号通道。另外，备份通道与该备份通道对应的传输通道可以具有相同的属性，例如，通道类型相同：都为UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)通道或者TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)通道等；通道性能(网络延迟、网络丢包率等)相同或相似：将网络延迟低的通道作为音频传输通道的备份通道，而将网络丢包率低的通道作为视频传输通道的备份通道。

步骤S114，检查通道。检查通道是否失效，由于网络的复杂性，导致其可靠性并不高，通过检查，可以判断通道是否失效(步骤S116)。通道的检查可以根据网络状况确定检查的周期和模式，例如网络状况不佳，则可以适当缩短检查周期并检查所有的通道，包括传输通道和备份通道，避免出现传输通道失效时备份通道也失效但未检查出的情况；如果网络状况良好，则可以适当延长检查周期并只检查传输通道，因为在网络状况良好的情况下，传输通道失效的情况下备份通道也失效的可能性小。如果检查到失效的通道，则进入步骤S118。

步骤S118，替换失效通道。在步骤S114中，如果检查到失效通道是传输通道，则将在建立通道的过程中建立的与此传输通道对应的备份通道启用，以替换失效的传输通道来传输数据。通道替换完成后，需要建立新的备份通道，以在替换后的通道再次失效的情况发生时启用新的备份通道。在步骤S114中，如果检查到失效通道是备份通道，则建立新的备份通道并进行通道替换，用新的备份通道替换失效的备份通道。

如果在步骤S116中，没有检查到通道失效的情况，则进入步骤S120，判断业务是否结束，例如视频通话是否完毕，如果尚未结束，则返回步骤S112，否则流程结束。

上述的数据传输方法中，通过至少两条通道同时传输数据，增加了网络带宽；根据音视频数据传输要求，有选择的将通道分配用于传输不同类型的数据，使用户得到更好的体验，例如将音视频分开的方法，可以减少声音延迟情况的发生，而图像质量得以提高；采用备份通道机制，在传输通道异常时快速切换，不需重新进行查找第三方中转节点及建立通道，降低通道失效对用户的影响。

上述实施方式中，如图3所示，如果不按数据类型的不同区分数据传输的通道，则通道的数量可以减少为4个，各通道的作用如下表所示：

通道编号	通道作用
		1	发送业务发起方到业务接收方的数据
2	发送业务接收方到业务发起方的数据
		3	1号通道的备份
4	2号通道的备份

1号通道主要用于传输业务发起方到接收方的数据；2号通道主要用于业务的接收方到业务发起方传送数据。这两个通道的区别在于传输不同方向上的数据，不再根据数据类型是音频数据还使视频数据作进一步的细分，当然，数据类型还可以是文字信息、图片、各种数据文件等。设置3号通道和4号通道的目的是，分别给1号通道和2号通道做备份，增强业务的高可用性。当1号通道不可用时，替换到3号通道，保证了发起方到接收方的数据传输。同样当2号通道不可用的时候，替换为4号通道。

如图4所示，还提供了一种数据传输***400，业务发起方和接收方都设有数据传输***400。在执行数据传输时，发起方的数据传输***与接收方的数据传输***协调工作，查找第三方中转节点并建立数据传输的通道。

数据传输***400包括数据处理模块402、通道建立模块404、通道工作模块406及通道检查模块408。

数据处理模块402与通道工作模块406相连，用于对通过通道传输的数据进行处理。例如对将发送的数据组成数据包交给通道工作模块406，由通道工作模块406进行发送；对接收的数据包进行处理得到净载数据，进一步地，还可以对数据进行解码，音视频同步等处理。

通道建立模块404与通道工作模块406相连，用于查找中转节点并建立两个以上通过第三方中转节点的通道，以建立业务发起方与业务接收方的数据连接通路。第三方中转节点既可以是服务器，也可以是普通客户端。如果采用普通客户端，可以避免耗费服务器的CPU和带宽资源。通道建立模块404建立的通道包括传输通道和备份通道，其中传输通道用于传输数据，而备份通道作为传输通道的备份，在传输通道变得不可用时替换传输通道。其中，备份通道可以在传输数据前建立，也可以在建立传输通道后传输数据的过程中建立，因为传输通道建立后立刻失效的可能性较低。

通道工作模块406分别与通道建立模块404、数据处理模块402及通道检查模块408相连。通道工作模块406用于通过通道建立模块404建立的通道中的至少两条通道同时传输数据。利用通讯双方在数据传输方面的交互性，通道工作模块406将数据处理模块402组成的数据包通过其中一条通道发送，并通过另一条通道接收对方通道工作模块发送过来的数据包。上述分类方法是依据数据的传输方向分类，通道工作模块406也可以根据数据的类型进行分类传输，例如将视频数据在一条通道中传输，而将视频以外的数据，例如音频、文本、图片等数据在另一条通道中传输。通道工作模块406还可以对通道性能进行对比，结合通道性能与数据类型将不同类型的数据在相应的通道中传输，例如，将音频数据在网络延迟低的数据通道中传输，视频数据在网络丢包率低的通道中传输。在优选的实施方式中，同时考虑数据传输的方向、数据的类型及数据通道的性能进行数据传输，即传输过程中既分方向又结合数据的类型在相应通道中传输。

通道检查模块408用于周期性检查各个通道的状态以判断通道是否失效，通道工作模块406在通道检查模块408检查到失效通道时使用通道建立模块404建立的备份通道替换失效通道。

更具体地，如图5所示，通道工作模块406包括数据方向分析单元416、数据类型分析单元426及通道性能分析单元436。

数据方向分析单元416接收数据处理模块402组成的数据包及通道中的数据包，根据数据包中的地址信息分析数据的传送方向，从而根据数据传送方向决定通过哪条通道传输。例如，在三方进行视频通话时，数据处理模块402可以依据不同的网络状况采用不同的编码方法或参数产生不同的数据包分别发送给两个接收方，此时数据方向分析单元416根据数据包中的地址信息得出数据的传送方向。

数据类型分析单元426接收数据处理模块402组成的数据包，分析得出数据的类型，例如音频数据、视频数据、文本数据、图片数据及其他文件数据等，在依据数据类型选择通道的过程中加以利用。

通道性能分析单元436用于对上述两个以上通道的性能进行对比，得到通道的性能，例如通道的网络延迟、网络丢包率等性能。

上述的数据传输***400中，通过至少两条通道同时传输数据，增加了网络带宽；根据音视频数据传输要求，有选择的将通道分配用于传输不同类型的数据，使用户得到更好的体验，例如将音视频分开的方法，可以减少声音延迟情况的发生，而图像质量得以提高；采用备份通道机制，在传输通道异常时快速切换，不需重新进行查找第三方中转节点及建立通道，降低通道失效对用户的影响。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种数据传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

业务发起方发起请求；

判断业务接收方是否接受该请求，如果否，则返回上一步，否则，进入下一步；

查找第三方中转节点，第三方中转节点为实现数据传输专门建立和维护的服务器或网络中的普通客户端；

在业务发起方和业务接收方之间建立两个以上通过第三方中转节点的数据传输通道；

对所述两个以上通道的性能进行对比；

通过其中至少两条通道同时传输数据，根据通道性能对比的结果将不同类型的数据在相应的通道中传输。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述第三方中转节点的数量与所述两个以上通道的数量相同并且一一对应，每一条通道都通过与其对应的所述第三方中转节点。

3.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，业务发起方到业务接收方的数据与业务接收方到业务发起方的数据在不同的通道中传输。

4.根据权利要求1或3所述的数据传输方法，其特征在于，传输的数据为视频通话数据，将视频通话数据中的音频数据与视频数据在不同的通道中传输。

5.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，将音频数据在网络延迟低的通道中传输，将视频数据在网络丢包率低的通道中传输。

6.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，还包括检查通道状态的步骤；所述两个以上通道中包括备份通道，若在所述检查通道状态的步骤中出现失效通道，则使用备份通道替换所述失效通道。

7.根据权利要求6所述的数据传输方法，其特征在于，所述备份通道与该备份通道对应的正常传输数据的通道具有相同的属性。

8.一种数据传输***，包括数据处理模块，所述数据处理模块用于对通过通道传输的数据进行处理，其特征在于，所述数据传输***还包括通道建立模块和通道工作模块，所述通道工作模块分别与所述通道建立模块及数据处理模块相连，所述通道建立模块用于查找中转节点并建立两个以上通过第三方中转节点的通道，所述第三方中转节点为服务器或普通客户端；所述通道工作模块用于对所述两个以上通道的性能进行对比，通过其中至少两条通道同时传输数据并根据通道性能对比的结果及需传输的数据类型选择相应的通道传输。

9.根据权利要求8所述的数据传输***，其特征在于，所述通道建立模块建立的两个以上通道中包括备份通道。

10.根据权利要求9所述的数据传输***，其特征在于，还包括通道检查模块，所述通道检查模块与所述通道工作模块相连，所述通道检查模块用于周期性检查各个通道的状态以判断通道是否失效，所述通道工作模块在所述通道检查模块检查到失效通道时使用所述备份通道替换所述失效通道。

11.根据权利要求8所述的数据传输***，其特征在于，所述通道工作模块通过其中一条通道发送数据，并通过另一条通道接收数据。

12.根据权利要求8所述的数据传输***，其特征在于，所述通道工作模块将音频数据在网络延迟低的通道中传输，将视频数据在网络丢包率低的通道中传输。

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