CN101695067B - 基于tcp的数据处理方法、装置、数字电视接收终端和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开基于TCP的数据处理方法、装置、数字电视接收终端和***，该方法包括步骤：接收报文段；判断收到的报文段是否是正在等待接收的报文段，是则进入快速处理流程，否则进入慢速处理流程。该装置包括接收模块、缓存模块、重组队列、快速处理模块和慢速处理模块。所述数字电视接收终端包括该装置，所述***包括服务器端和所述数字电视接收终端，服务器端和数字电视接收终端通过IP网络连接。本发明通过在快速处理流程和慢速处理流程中，适当地增加立即应答标志，使终端能够立即应答服务器端，从而使服务器端能够加快报文段发送速度，使节目播放更流畅。

Description

基于TCP的数据处理方法、装置、数字电视接收终端和***

技术领域

本发明属于网络通信TCP/IP协议的数据处理领域，特别是基于TCP的数据处理方法、***和数字电视接收终端。

背景技术

在目前的双向、双模或者完全的IPTV(Intemet Protocol Television，网络电视)机顶盒中，都要使用TCP/IP协议栈，其中传输层的协议绝大多数都是使用TCP协议。TCP是面向连接的协议，它在两个TCP之间创建一条虚连接。TCP在运输层使用流量控制和差错控制机制。TCP提供全双工服务，即数据可在同一时间双向流动。每个TCP都有发送缓存和接收缓存，而两个方向都可以发送报文段。TCP是可靠的传输协议，它使用确认机制来检查数据是否安全和完整地到达。TCP中定义了字节号、序号和确认号来确保发送与接收的数据是否完整；TCP提供流量控制，数据的接收端控制发送端可以发送多少数据，这是为了避免大量的数据使接收端瘫痪；为了提供可靠的服务，TCP实现差错控制机制，虽然差错控制把一个报文段看作是差错检测的数据单元，但是差错控制是面向字节的；TCP提供在网络中的拥塞控制，发送端所能发送的数据量不仅要受接收端的控制(流量控制)，而且还要由网络的拥塞程度来决定。

通常情况下，TCP的客户端和服务器端是通过报文段的数据序号和应答的确认号来保证TCP传输的可靠性。由于网络传输中距离以及很多因素会导致传输的数据被破坏或者丢失，由于TCP是可靠的传输，因此丢失的数据包通过TCP的差错控制机制进行报文段的重传，即当一个报文段收到损伤、被丢弃或被延迟了，就要重传这个报文段，在这种情况下接收端就要将接收到的报文段进行重组，以确保数据包的完整性。在进行报文段重组的过程中，TCP协议栈会将不连续的序号的报文段先存储起来，并且发送丢失的报文段的序号减一的确认序号，希望服务器能够将丢失的报文段重新发送出来，一旦客户端收到了之前丢失的报文段，就会立即发送其收到的最大的连续报文段的序号，当没有数据需要重传的时候，客户端发送的确认序号数据包就会按照TCP的应答计时器的时间规定来发送。但是在服务器端，由于之前发生了数据重传的现象，因此服务器端的协议栈会认为当前网络状况非常差，为了防止继续有数据丢失和过多的重传导致网络拥塞，它就会放慢报文段的传输速度，一旦服务器放慢了速度，那么在客户端接受到的数据报文段就相应的减少了，如果是通过前端以太网来发送节目的数据流，这个时候在IPTV机顶盒端就会出现通过以太网接收的数据量明显减少，播放节目的时候出现卡或者顿的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供基于TCP的数据处理方法，其在发生报文段重传时，可加快数据传输速度，使节目播放更流畅。

为解决本发明的技术问题，本发明公开基于TCP的数据处理方法，包括步骤：

接收报文段；

判断收到的报文段是否是正在等待接收的报文段，是则进入快速处理流程，否则进入慢速处理流程；

在所述快速处理流程中，当判断所述报文段内有数据且所述报文段的传输次序为正确时，将数据附加到接收缓存，再判断所述报文段是否发生过重传，是则设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，否则设置延迟应答标志；若报文段的传输次序不正确，则进入慢速处理流程；

在所述慢速处理流程中，当判断所述报文段的传输次序为正确时，再判断所述报文段是否发生过重传，是则设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，否则设置延迟应答标志；并将数据附加到接收缓存；当判断所述报文段的传输次序为错误时，则将数据加入到重组队列中，并设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，再设置重传标志。

其中，在所述快速处理流程中，设置完立即应答标志或延迟应答标志后，还包括取消重传标志的步骤。

其中，在所述慢速处理流程中，当设置完重传标志后，还包括步骤：判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，是则立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号。

其中，在所述慢速处理流程中，当判断所述报文段发生过重传，设置立即应答标志，并将数据附加到接收缓存之后，还包括步骤：判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，是则立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号。

为解决本发明的技术问题，本发明还公开基于TCP的数据处理装置，包括接收模块、缓存模块、重组队列、快速处理模块和慢速处理模块，所述接收模块用于接收报文段，并判断所接收的报文段是否是***正在等待接收的报文段，是则报文段送入快速处理流程，否则送入慢速处理模块；

所述快速处理模块用于判断所述报文段内有数据且所述报文段的传输次序为正确时，将数据附加到缓存模块，再判断所述报文段是否发生过重传，是则设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，否则设置延迟应答标志；若报文段的传输次序不正确，则将数据发送到慢速处理模块；

所述慢速处理模块用于在判断所述报文段的传输次序为正确时，再判断所述报文段是否发生过重传，是则设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，否则设置延迟应答标志；并将数据附加到接收缓存；当判断所述报文段的传输次序为错误时，则将数据加入到重组队列中，并设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，再设置重传标志。

其中，所述快速处理模块在设置完立即应答标志或延迟应答标志后，再取消重传标志。

其中，所述慢速处理模块还用于当判断所述报文段发生过重传，设置立即应答标志，并将数据附加到接收缓存之后，还判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，是则立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号。

其中，所述慢速处理模块还用于当判断所述报文段发生过重传，设置立即应答标志，并将数据附加到接收缓存之后，还判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，是则立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号。

为解决本发明的技术问题，本发明还公开数字电视接收终端，其包括以上所述的基于TCP的数据传输装置。

为解决本发明的技术问题，本发明还公开基于TCP的数据处理***，其包括服务器端，和上述的数字电视接收终端，服务器端和数字电视接收终端通过IP网络连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过在快速处理流程和慢速处理流程中，适当地增加立即应答标志，使终端能够立即应答服务器端，从而使服务器端能够加快报文段发送速度，使节目播放更流畅。

附图说明

图1是本发明实施例1的快速处理流程图；

图2是本发明实施例1的慢速处理流程图；

图3是本发明实施例1的装置结构图；

图4是本发明实施例1的***结构图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，本发明的基于TCP的数据传输方法，包括步骤：

S100：接收报文段。

S200：判断收到的报文段是否是正在等待接收的报文段，是则进入快速处理流程，否则进入慢速处理流程。

本实施例的快速处理流程包括以下步骤：

S300：判断收到的报文段内是否有数据，即判断报文段的载荷数据长度是否为零，若为零，则说明报文段内没有数据，若不为零，则说明报文段里有数据。当有数据时，进入步骤S301；无数据时，进入步骤S302。

S301：判断报文段的传输次序是否正确且缓存是否能够容纳该报文段内的数据。即判断报文段是否是连接上等待的下一报文段，且套接字句柄缓存中的剩余空间是否能够容纳该报文段内的数据(载荷)，若是，则进入步骤S303，若否，则进入慢速处理流程S400。

S302：更新RTT值(Round-Trip Time，往返时延)，从发送缓存中删除被确认的字节，终止重传定时器，唤醒等待进程，生成更多输出，然后结束处理。

S303：将数据附加到接收缓存，即将报文段的载荷数据附加到套接字句柄缓存中，唤醒接收进程。

S304：判断该报文段之前是否发生过重传，若是，则进入步骤S305；若否，则进入步骤S306。

S305：设置立即应答标志，并立即向服务器端应答确认的报文段序号。然后，进入步骤S307。

S306：设置延迟应答标志，然后，进入步骤S307。

S307：取消重传标志，然后，结束处理。

本实施例的慢速处理流程包括以下步骤：

S400：提取收到的数据，即提取报文段中的数据载荷。

S401：判断传输次序是否正确，即判断报文段是否是连接上等待的下一报文段，若是，则进入步骤S402；若否，则进入步骤S403。

S402：判断报文段之前是否发生过重传，若是则进入步骤S406，若否，则进入步骤S407。

S403：将数据附加到重组队列。

S404：设置立即应答标志，并向服务器端发送客户端的应答确认的报文段序号；

S405：设置重传标志。

S406：设置立即应答标志，并向服务器端发送客户端的应答确认的报文段序号；

S407：设置延迟应答标志。

S408：将数据附加到接收缓存，即将报文段的载荷数据附加到套接字句柄缓存中，唤醒接收进程。

S409：判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，若是，则进入步骤S410；若否，则结束处理。

S410：立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号，然后结束处理。

如图3所示，本实施例的基于TCP的数据处理装置包括接收模块、缓存模块、重组队列、快速处理模块和慢速处理模块，所述接收模块用于接收报文段，并判断所接收的报文段是否是***正在等待接收的报文段，是则报文段送入快速处理流程，否则送入慢速处理模块；所述快速处理模块用于判断所述报文段内有数据且所述报文段的传输次序为正确时，将数据附加到缓存模块，再判断所述报文段是否发生过重传，是则设置立即应答标志，并向服务器立即应答确认的报文段序号，否则设置延迟应答标志；若报文段的传输次序不正确，则将数据发送到慢速处理模块；

所述慢速处理模块用于在判断所述报文段的传输次序为正确时，再判断所述报文段是否发生过重传，是则设置立即应答标志，并将数据附加到缓存模块，否则设置延迟应答标志；当判断所述报文段的传输次序为错误时，则将数据加入到重组队列中，并设置立即应答标志和重传标志。

所述快速处理模块在设置完立即应答标志或延迟应答标志后，再取消重传标志。

所述慢速处理模块还用于当判断所述报文段发生过重传，设置立即应答标志，并将数据附加到接收缓存之后，还判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，是则立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号。

所述慢速处理模块还用于当判断所述报文段发生过重传，设置立即应答标志，并将数据附加到接收缓存之后，还判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，是则立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号。

如图4所示，本实施例的基于TCP的数据处理***，其包括服务器端，和数字电视接收终端，服务器端和数字电视接收终端通过IP网络连接。其中，数字电视接收终端包括上述基于TCP的数据处理装置。

以下详述本实施例的工作原理：

首先，接收模块接收服务器端发送的TCP报文段，检验报文段的校验和是否正确，若正确，则再查找与该报文段相匹配的套接字句柄；若不正确，则发送RESET(重置连接)报文给服务器端，丢弃收到的报文段，返回继续接收下一个报文段。在查找到相匹配的套接字句柄后，再判断该套接字句柄是否为空，若不为空，则再判断该报文段是否是该套接字句柄等待接收的报文段，若是，进入快速处理流程，若否，进入慢速处理流程。若套接字句柄为空，则发送RESET报文给服务器端，丢弃收到的报文段，返回继续接收下一个报文段。

一般来说，服务器端是按报文段的顺序发送的，例如，先发送序号为01的报文段，再发送序号为02的报文段，即以01、02、03、04、05......的顺序发送。那么客户端也以此顺序判断收到的报文段是否是正在等待接收的报文段。

当某个报文段发送延迟、损伤或丢弃时，就要重传这个报文段，例如，03号报文段延迟发送，客户端已收到01和02号报文段，下一个需要接收03号报文段，但是由于网络传输延迟等原因，客户端没有收到03号报文段，而是收到04号报文段，那么客户端会认为该04号报文段不是等待接收的报文段，则进入慢速处理流程，提取出报文段中的数据载荷后，把数据加入到重组队列中，并设置立即应答ACKNOW标志以及重传标志，立即告之服务器端需重传03号报文段，这样，服务器端收到应答后就会重传该报文段，从而服务器端能够快速发送正确的报文段，从而在IPTV机顶盒接收通过以太网发送的节目时，则可以使节目播放更加流畅。

然后，服务器端重传03号报文段，由于客户端收到了04号报文段，因此，03号报文段并不是套接字句柄等待接收的报文段，所以，还是进入慢处理流程，提取出报文段中的数据载荷后，判断报文段次序为正确，并根据重传标志判断之前发生过重传，再设置立即应答ACKNOW标志，即告之服务器端需发送05号报文段。

然后、服务器端发送05号报文段，客户端判断该报文段是套接字句柄等待接收的报文段，进入快速处理流程，05号报文段内数据载荷不为零，并且缓存空间能够容纳时，客户端将该报文段内的数据载荷附加到套接字句柄的接收缓存中，唤醒接收进程。由于之前发生过重传，因此，再次设置立即应答ACKNOW标志，向服务器端立即发送确认序号，即告之服务器端发送06号报文段，然后取消重传标志。

然后，服务器端发送06号报文段，客户端判断该报文段是套接字句柄等待接收的报文段，进入快速处理流程，06号报文段内数据载荷不为零，并且缓存空间能够容纳时，客户端将该报文段内的数据载荷附加到套接字句柄的接收缓存中，唤醒接收进程。由于重传标志已取消，因此，判断之前没有重传，所以，设置延迟应答DELACK标志，再取消重传标志，即将重传标志位设置为“未重传”的状态。

由此可知，本发明通过在快速处理流程和慢速处理流程中，适当地设置立即应答的标志，使得当数据传输异常时，终端能够立即告知服务器端，使其发送正确的数据，从而加快了数据传输速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于TCP的数据处理方法，包括步骤：

接收报文段；

判断收到的报文段是否是正在等待接收的报文段，是则进入快速处理流程，否则进入慢速处理流程；其特征在于，

在所述快速处理流程中，当判断所述报文段内有数据且所述报文段的传输次序为正确时，将数据附加到接收缓存，再判断所述报文段是否发生过重传，是则设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，否则设置延迟应答标志；若报文段的传输次序不正确，则进入慢速处理流程；

在所述慢速处理流程中，当判断所述报文段的传输次序为正确时，再判断所述报文段是否发生过重传，是则设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，否则设置延迟应答标志；并将数据附加到接收缓存；当判断所述报文段的传输次序为错误时，则将数据加入到重组队列中，并设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，再设置重传标志。

2.如权利要求1所述的基于TCP的数据处理方法，其特征在于，在所述快速处理流程中，设置完立即应答标志或延迟应答标志后，还包括取消重传标志的步骤。

3.如权利要求1所述的基于TCP的数据处理方法，其特征在于，在所述慢速处理流程中，当设置完重传标志后，还包括步骤：判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，是则立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号。

4.如权利要求1或3所述的基于TCP的数据处理方法，其特征在于，在所述慢速处理流程中，当判断所述报文段发生过重传，设置立即应答标志，并将数据附加到接收缓存之后，还包括步骤：判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，是则立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号。

5.基于TCP的数据处理装置，包括接收模块、缓存模块、重组队列、快速处理模块和慢速处理模块，所述接收模块用于接收报文段，并判断所接收的报文段是否是***正在等待接收的报文段，是则报文段送入快速处理流程，否则送入慢速处理模块；其特征在于，

所述快速处理模块用于判断所述报文段内有数据且所述报文段的传输次序为正确时，将数据附加到缓存模块，再判断所述报文段是否发生过重传，是则设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，否则设置延迟应答标志；若报文段的传输次序不正确，则将数据发送到慢速处理模块；

所述慢速处理模块用于在判断所述报文段的传输次序为正确时，再判断所述报文段是否发生过重传，是则设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，否则设置延迟应答标志；并将数据附加到接收缓存；当判断所述报文段的传输次序为错误时，则将数据加入到重组队列中，并设置立即应答标志，并向服务器立即发送客户端应答确认的报文段序号，再设置重传标志。

6.如权利要求5所述的基于TCP的数据处理装置，其特征在于，

所述快速处理模块在设置完立即应答标志或延迟应答标志后，再取消重传标志。

7.如权利要求5所述的基于TCP的数据处理装置，其特征在于，

所述慢速处理模块还用于当判断所述报文段发生过重传，设置立即应答标志，并将数据附加到接收缓存之后，还判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，是则立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号。

8.如权利要求5或7所述的基于TCP的数据处理装置，其特征在于，

所述慢速处理模块还用于当判断所述报文段发生过重传，设置立即应答标志，并将数据附加到接收缓存之后，还判断是否有需要发送的数据或需要立即应答，是则立即发送客户端的数据或者应答确认的报文段序号。

9.数字电视接收终端，其包括权利要求5至8任意一项所述的基于TCP的数据传输装置。

10.基于TCP的数据处理***，其包括服务器端，和权利要求9所述的数字电视接收终端，服务器端和数字电视接收终端通过IP网络连接。

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