CN104010032B - 一种数据传输方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数据传输方法，其通过多路传输通道向多个终端传输数据，而且服务器根据所述终端的传输性能及数据传输完成情况将所述多个终端动态地分为传输等级不同的多个子组播组，并根据所述传输等级向所述子组播组分级传输数据。该数据传输方法传输效率高。本发明还提供一种数据传输装置。
Description
技术领域
本发明属于多媒体播控技术领域，涉及一种基于局域网网络，一到多的数据传输技术，具体设计。
背景技术
目前局域网数据传输技术包括FTP传输、HTTP传输以及第三方方案传输，这些传输技术都是一对一的传输技术。但在多媒体播控领域，经常出现一对多的传输状况，即一个文件需要从服务器反复传输到各个播放终端。现有的一对一传输技术的传输效率较差，无法满足快速传输的需求。如果需要将1000Mbits的数据传输至10台播放终端，传输速率为2Mbits/s，采用现有的传输技术需要传输83.3分钟。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种数据传输方法及装置，其可以提高服务器的传输效率。
解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种数据传输方法，通过多路传输通道向多个终端传输数据，而且服务器根据所述终端的传输性能及数据传输完成情况将所述多个终端动态地分为传输等级不同的多个子组播组，并根据所述传输等级向所述子组播组分级传输数据。
其中，包括以下步骤：
所述服务器创建组播组，并将组播命令发送至所述组播组内的各终端；
所述终端收到所述组播命令后启动组播客户端程序；
所述服务器向所述终端发送组播开始命令，然后开始向所述终端传输数据；
所述服务器根据所述终端的传输性能及传输的完成情况将所述组播组内的所述终端动态地分为传输等级不同的多个子组播组，并根据所述传输等级向所述子组播组分级传输所述数据；
当数据传输结束后，所述服务器向所述终端发出组播结束命令，所述终端收到所述组播结束命令后退出所述组播组。
其中，还包括：
所述服务器向所述子组播组内各所述终端发送差错检查命令；
所述终端收到所述差错检查命令后检查其接收的数据的丢帧情况，并将丢帧情况发送至所述服务器；
若所述子组播组内各终端存在丢帧情况，则所述服务器统计各终端的丢帧情况并形成丢帧集合，然后向所述子组播组内发送所述丢帧集合；
若所述子组播组内各服务器不存在丢帧情况，则所述服务器发出所述子组播结束命令。
其中，在传播传输数据的过程中，所述服务器向不存在丢帧情况的终端发送保持通讯命令，以防止所述终端因超时而退出；若终端的丢帧的数量小于预设的再发丢失文件最低值，则所述服务器向该终端发送丢帧集合；若终端的丢帧数量大于预设的再发丢失文件最低值，则所述服务器将所述终端踢出其所在的所述子组播组。
其中，所述服务器将超过预设补发次数仍存在丢帧情况的终端踢出其所在的子组播组。
其中，在数据的传输过程中，所述服务器向所述终端发送差错检查命令，所述终端将差错检查结果反馈所述服务器。
其中，所述服务器采用多缓冲区同时进行数据传输和差错检查。
其中，所述客户端程序包括命令通道、数据传输通道以及进度反馈通道。
其中，在传输过程中，所述终端向所述服务器发送传输进度百分比，并使传输完毕的终端即时退出其所在子组播组。
其中，所述服务器将所要传输的文件和/或位图分为多个数据块，每个所述数据块具有相等的字节数，然后进行传输。
本发明还提供一种数据传输装置，用于服务器与终端之间的数据传输，所述服务器通过多路传输通道向所述终端传输数据，所述服务器包括：
组播组创建单元，用于根据终端的传输性能和数据传输完成情况将所述终端分为传输等级不同的多个子组播组；
控制单元，用于向所述终端发送控制命令，并根据传输等级向所述子组播组分级传输数据。
其中，还包括差错检查单元，其用于检查所述终端的丢帧情况，并将丢帧情况反馈所述控制单元。
其中，所述控制单元统计所述子组播组内的各终端的丢帧情况，并形成丢帧集合；所述控制单元向存在丢帧情况的所述子组播组发送所述丢帧集合；所述控制单元向不存在丢帧情况的子组播组发出结束命令。
其中，在传播数据的过程中，所述控制单元定期向不存在丢帧情况的终端发送保持通讯命令，以防止该终端因超时而退出；若终端的丢帧的数量小于预设的再发丢失文件最低值，则所述控制单元向该终端发送丢帧集合；若终端的丢帧数量大于预设的再发丢失文件最低值，则所述控制单元不再向其发送所述差错检查命令，并将所述终端踢出其所在的所述子组播。
其中，所述控制单元采用多缓冲区同时进行数据传输和差错检查。
其中，所述控制单元将所要传输的文件和/或位图分为多个数据块，每个所述数据块具有相等的字节数。
其中，还包括差错检查单元，其用于检查所述终端接收数据的差错情况。
其中，还包括进度检查单元，其用于获得所述终端接收数据的进度百分比。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的数据传输方法，服务器采用多路传输通道向多个终端传输数据，可以提高服务器的传输效率，如按照1Mbits的传输速率将1000Mbits的数据传输到10台播放器仅需16.7分钟即可完成。该数据传输方法根据不同终端的传输性能将终端分为传输等级不同的多个子组播组，并根据所述传输等级向所述子组播组分级传输数据，可进一步大幅提升服务器的传输效率，如将1000Mbits的数据传输到100台播放器理论上仅需16.7分钟即可完成。
作为本发明的一个优选实施例，在传输数据的过程中，服务器向子组播组内的各所述终端发送差错检查命令，即增加差错检查步骤(校验机制)，服务器统计子组播组内的各终端的丢帧情况，形成丢帧集合，并向子组播组内发送丢帧集合，即进行补发，做到有的放矢,从而提高服务器的可靠性。虽然差错检查和补发机制会降低数据传输方法的传输效率，但将1000Mbits的数据传输到100台播放器仅需24分钟即可完成，其传输效率远大于背景技术中提及的现有技术。
作为本发明的另一优选实施例，服务器向该终端发送保持通讯命令，以防止终端因超时而退出；若终端的丢帧的数量小于预设的再发丢失文件最低值，则服务器向该终端发送丢帧集合；若终端的丢帧数量大于预设的再发丢失文件最低值，则服务器不再向其发送差错检查命令，并将终端踢出其所在的子组播，即服务器根据终端的丢帧情况来改变传输方式，从而提高传输效率。
作为本发明的再一优选实施例，当服务器向某终端的补发次数超过预设的补发次数时，将该终端踢出其所在的子组播，以提高服务器的传输效率。
作为本发明的又一优选实施例，当将文件发送完毕后进行差错检查，对文件之间的关联关系进行全文校验，以提高文件传输的准确率。
作为本发明的另一优选实施例，服务器采用多缓冲区同时进行数据传输和差错检查，从而提高服务器的传输效率。
作为本发明的再一优选实施例，在传输过程中，终端定期向服务器发送传输进度百分比，以监控传输的进度，当某个终端传输完毕时，即时退出其所在子组播。
作为本发明的又一优选实施例，将所要传输的文件和位图分为多个数据块，每个数据块具有相等的字节数，这样有利于查找丢帧情况，同时减少补发的数据。
本发明数据传输装置通过组播组创建单元将终端按照传输性能及数据传输完成情况分为传输等级不同的多个子组播组，然后按照对应的传输等级通过多路传输通道对不同子组播组进行传输数据，从而提高了传输效率。
附图说明
图1为本发明实施例数据传输方法的流程图；
图2为服务器与终端之间进行数据传输的示意图；
图3为本发明实施例差错检查机制的流程图；
图4为本发明实施例数据传输装置的原理框图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的用于数据传输方法及装置进行详细描述。
本实施例提供的数据传输方法是基于IP组播为基础的传输方式，通过分析对比终端运行环境的数据，提出在不定时断电时传输控制策略，使整个传输任务的效率大幅提升。
如图1和图2所示，数据传输方法包括以下步骤：
步骤S1，服务器创建组播组，并将组播命令发送至组播组内各终端。
用户发起多文件传输给多终端的请求，服务器将各终端组成一个组播组，并给每个终端发送组播传输指令。其中，终端的数量以及待传输的文件和/或位图的数量根据终端的实际请求决定。数据以UDP方式传输。
步骤S2，终端收到组播命令后启动组播客户端程序。
组播组内各终端收到服务器发出的组播命令后，回复服务器加入组播组，并启动设置在其内的组播客户端程序。客户端程序包括命令通道、数据传输通道和进度反馈通道。其中，命令通道负责接收服务器的命令，如传输开始命令、传输结束命令和丢帧反馈命令。
步骤S3，服务器向终端发送组播开始命令，然后开始向终端传输数据。
服务器通过多路传输通道向组播内的各终端发送组播开始命令，终端读取临时(temp)文件，以检查是否续传，如果不是续传，服务器开始向终端传输文件和/或位图等数据。如果是续传，终端发送丢帧信息给服务器(这部分在下文描述)。
步骤S4，服务器根据终端的传输性能及传输的完成情况将组播组内的终端动态地分为传输等级不同的多个子组播组，并根据传输等级向子组播组分级传输数据。
在传输数据的过程中，服务器根据终端的传输性能，如网速的快慢、缺帧情况等，以及传输的完成情况将组播组内的终端分为传输等级不同的多个子组播组。由于存在多路传输通道，因此服务器能够根据传输等级向子组播组分级传输数据。服务器将一个组播任务拆分成若干个小组播任务，优先传输网络条件好，终端传输快的小组播任务，即分级传输，以提高传输效率，终端数量越多，待传输的文件越多，这种分级传输方法的传输效率提升的越明显。
需说明的是，本实施例提及的传输等级是广义的概念，其并不局限于终端接收数据的快慢，还取决于丢帧的情况，如果丢帧较多，则传输等级较低，反之，传输等级较高。
步骤S5，当数据传输结束后，服务器向终端发出组播结束命令，终端收到组播结束命令后结束退出子组播组，并将传输完毕反馈给服务器。
当数据传输结束后，服务器向终端发出组播结束命令，终端退出组播组。
作为一个优选实施例，数据传输方法增加了差错检查机制，即数据传输方法还包括差错检查步骤，如图3和图2所示，具体包括如下步骤：
步骤S21，服务器向子组播组内各终端发送差错检查命令。
步骤S22，终端收到差错检查命令后检查其接收的数据的丢帧情况，并将丢帧情况发送至服务器。
步骤S23，若子组播组存在丢帧情况，则服务器统计子组播组内的各终端的丢帧情况形成丢帧集合，并向子组播组内发送丢帧集合；若子组播组不存在丢帧情况，则服务器发出组播结束命令。
若子组播组不存在丢帧情况，则服务器发出组播结束命令。若子组播组存在丢帧情况，服务器需要进行补发，服务器统计子组播组内各终端的丢帧情况并形成丢帧集合，然后向该子组播组内发送丢帧集合。这里提及的丢帧集合是一个最小丢帧集合。优选地，在数据传输过程中，服务器将超过预设补发次数仍存在丢帧情况的终端踢出其所在的子组播组，该终端不再参与本次子组播组，这样可以提高文件的传输效率。
如果子组播内不是所有的终端均存在丢帧情况，即，一些终端存在丢帧情况，一些终端不存在丢帧情况。优选服务器向不存在丢帧情况的终端发送保持通讯命令，以防止终端因超时而退出。服务器仅对那些存在丢帧情况的终端补发丢帧集合，可以更有效地利用带宽，从而提高传输效率。如果一些终端在补发多次丢帧集合后还存在丢帧情况，也就是说，若终端的丢帧数量大于预设的补发丢失文件最低值，服务器认为该终端无法获得完整数据，服务器不再向其发送差错检查命令，并将该终端踢出其所在的子组播组。
当文件发送完毕后，服务器进行全文范围内的丢帧(或缺页)检查，各终端将丢帧情况反馈服务器，服务器根据各终端的丢帧情况灵活补发，如可以单独对某个终端进行补发，也可以将几个终端归类后补发，如将丢帧情况接近的某几个终端形成子组播组，将丢帧情况形成丢帧集合，向该子组播组内补发丢帧集合。
优选地，服务器将所要传输的文件和/或位图分为多个数据块，每个所述数据块具有相等的字节数，这样可以精确地定位丢帧的位置以及减少补发的数据量，从而提高数据传输效率。
增加差错检查以及补发丢帧集合的反馈机制使得终端在不定时断电的情况下也能大幅提升整个传输任务的效率，具有稳定、安全、可靠的优势。
例如，将A1-A10十个文件传输至t1-t30三十台终端，由于每个终端传输性能不同，在传输或测试中发现这三十台终端经常出现以下情况，其中，有十台终端(假设t1-t10)传输完毕，十台终端(假设t11-t20)传输完八个文件，另十台终端(假设t21-t30)仅传输完五个文件。如果不优化控制策略，传输效率较低，补发丢帧集合的数据仍是udp广播，此时已经传输完毕的终端t1-t10还在接收数据，必然造成传输资源的浪费。另外，还有一些终端在补发多次，仍存在丢帧情况，若不加控制，那么服务器将不停地补发，降低传输效率。但按照本实施例提供的数据传输方法，改变控制策略，将已传输完毕的终端即时停止，将未完成传输任务的终端分类，即，根据终端的传输性能及传输的完成情况改变子组播组的成员，这也可被认为是重新创建了组播，将大组播分解为小组播，降低服务器的复杂度。如服务器根据传输完成情况，重新创建第一组播，将文件A9-A10传输至终端t11-t30；重新创建第二组播，将文件A6-A8传输至终端t21-t30。使新创建的组播传输的文件减少，终端的数量减少，降低服务器的复杂度，比如丢帧反馈计算等，从而提高传输效率。
优选地，数据传输方法还包括差错检查命令，即，在数据的传输过程中，服务器向终端发送差错检查命令，终端收到差错检查命令后对接收到的数据进行差错检查，并将差错检查结果反馈服务器。若子组播组内的终端存在差错，如文件之间的关联关系是否存在差错，则服务器向该终端补发出现差错的文件。
在传输数据的过程中，服务器对子组播组进行管理。当某个终端在补发多次后仍存在缺帧情况时，则将该终端踢出其所在的子组播组。也就是说，子组播组内的成员是动态变动的。另外，在补发丢帧数据时，服务器可以根据配置的各项参数针对不同的丢帧情况灵活的补发丢帧数据。如服务器可以对某个终端进行补发丢帧数据，也可以形成丢帧集合后对子组播组内的所有终端补发。服务器仅补发丢失的数据，不再重新发送终端已经有的数据，只发送终端丢失的数据，提高了补发效率，从而提高数据传输的效率。
优选地，在传输过程中，终端向服务器发送传输进度百分比，并使传输完毕的终端即时退出其所在子组播组。终端按照预先设定的时间间隔向服务器发送文件传输的进度，使服务器能够实时了解传输的进度，以更好地控制终端。
在上述实施例中，服务器将所要传输的文件和位图分为多个数据块，每个数据块具有相等的字节数。如服务器将文件分为多个数据块，每个数据块为1024k；再如在temp文件的位图中，每个bit位代表一个1024k的数据。当终端向服务器反馈丢帧情况时，每个丢帧位代表一个1024k的数据。
下面以一个更具体的实例对丢帧、补发进行详细描述。
1)当一个文件传输完毕后，需要查询所有终端的丢帧信息时，服务器首先建立一个倒计时CountDownLatch，协调各个播放器，以便同步补发丢帧集合。
2)如果一个终端在接收被传输文件时缺少的内容超过了预先设定的阈值ResendFileIfLostBelowRate，不再补发丢帧集合；当前终端丢帧小于比例时，补发丢帧集合。默认此值设定为0.67(可以在高级选项中修改)。
根据不同的丢帧情况服务器将终端分为三类：
a)没有任何丢帧的终端，仅需要定期发送keepAlive保证不会因超时退出组播。
b)丢帧情况小于ResendFileIfLostBelowRate的终端，需要进行补发操作。
c)丢帧情况大于ResendFileIfLostBelowRate的终端，暂时不进行补发，不再发送丢帧查询指令。
3)在等待时间内所有终端都反馈了，开始下一步的统计和决策。
4)如果本组播中接收到了所有终端的丢帧信息，则判断ignoredMap<playerId,status>的终端占整个组播中所有终端的比例，***配置有个阈值ResendFileIfLostPlayerBelowRate:当丢帧大于ResendFileIfLostBelowRate的终端数量小于ResendFileIfLostPlayerBelowRate比例时才继续补发，默认此值设定为0.67.如果有超过67％的终端丢帧都在67％以上，则结束此文件传输，开启下一个文件的传输。
5)如果CountDownLatch超时WaitLostFrameFeedBackTime，默认超时为30秒，还没有收到一些终端的反馈，则这些终端会被计入到ignoredMap<playerId,status>，作为失败的终端处理。
6)当CountDownLatch结束后统计Resend FileIf Lost Player Below Rate阈值后可以补发缺帧数据时，需要限制补发次数，防止由于某台终端发生故障而造成的文件无限次补发停不下来的问题。设置ResendFileCountIfLost：当有丢帧重发多少次的设置，默认是8。
本实施例提供的数据传输方法，服务器采用多路传输通道向多个终端传输数据，可以提高服务器的传输效率，如按照1Mbits的传输速率将1000Mbits的数据传输到10台播放器仅需16.7分钟即可完成。该数据传输方法根据不同终端的传输性能将终端分为传输等级不同的多个子组播组，并根据所述传输等级向所述子组播组分级传输数据，可进一步大幅提升服务器的传输效率，如将1000Mbits的数据传输到100台播放器理论上仅需16.7分钟即可完成。
本实施例还提供一种数据传输装置，用于服务器与终端之间的数据传输，如图4所示，数据传输装置包括组播组创建单元41、控制单元42、差错检查单元43、差错检查单元44和进度检查单元45。其中，组播组创建单41元用于根据终端的传输性能和数据传输完成情况将终端分为传输等级不同的多个子组播组。控制单元42用于向终端发送控制命令，并根据传输等级向子组播组分级传输数据。差错检查单元43用于检查终端的丢帧情况，并将丢帧情况反馈控制单元42。差错检查单元44用于检查终端接收数据的差错情况。进度检查单元45用于获得终端接收数据的进度百分比。
控制单元42采用多缓冲区同时进行数据传输和差错检查，以提高传输效率。控制单元42向不存在丢帧情况的子组播组发出结束命令；以及统计存在丢帧情况的子组播组内的各终端的丢帧情况以形成丢帧集合，并向存在丢帧情况的子组播组发送丢帧集合。
控制单元42定期向不存在丢帧情况的终端发送保持通讯命令，以防止该终端因超时而退出。控制单元42向丢帧数量小于预设的再发丢失文件最低值(补发次数)的终端发送丢帧集合。控制单元42将丢帧数量大于预设的再发丢失文件最低值的终端踢出其所在的子组播。
控制单元42将所要传输的文件和/或位图分为多个数据块，而且每个数据块具有相等的字节数，这样可以更容易找出丢帧的位置，以及最低限制地减少补发的数据。
本实施例数据传输装置的具体运行方式与数据传输方法中提及的运行方式相同，在此不再赘述。
本实施例数据传输装置通过组播组创建单元将终端按照传输性能及数据传输完成情况分为传输等级不同的多个子组播组，然后按照对应的传输等级通过多路传输通道对不同子组播组进行传输数据，从而提高了传输效率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种数据传输方法，其特征在于，其通过多路传输通道向多个终端传输数据，而且服务器根据所述终端的传输性能及数据传输完成情况将所述多个终端动态地分为传输等级不同的多个子组播组，并根据所述传输等级向所述子组播组分级传输数据，
包括以下步骤：
所述服务器创建组播组，并将组播命令发送至所述组播组内的各终端；
所述终端收到所述组播命令后启动组播客户端程序；
所述服务器向所述终端发送组播开始命令，然后开始向所述终端传输数据；
所述服务器根据所述终端的传输性能及传输的完成情况将所述组播组内的所述终端动态地分为传输等级不同的多个子组播组，并根据所述传输等级向所述子组播组分级传输所述数据；
当数据传输结束后，所述服务器向所述终端发出组播结束命令，所述终端收到所述组播结束命令后退出所述组播组，
其中，所述传输性能包含终端丢帧情况，若所述终端丢帧较多，则传输等级较低，若所述终端丢帧较少，则传输等级较高；
所述方法还包括：
所述服务器向所述子组播组内各所述终端发送差错检查命令；
所述终端收到所述差错检查命令后检查其接收的数据的丢帧情况，并将丢帧情况发送至所述服务器；
若所述子组播组内各终端存在丢帧情况，则所述服务器统计各终端的丢帧情况并形成丢帧集合，然后向所述子组播组内发送所述丢帧集合；
若所述子组播组内各服务器不存在丢帧情况，则所述服务器发出所述子组播结束命令；
在传播传输数据的过程中，所述服务器向不存在丢帧情况的终端发送保持通讯命令，以防止所述终端因超时而退出；若终端的丢帧的数量小于预设的再发丢失文件最低值，则所述服务器向该终端发送丢帧集合；
若终端的丢帧数量大于预设的再发丢失文件最低值，则所述服务器将所述终端踢出其所在的所述子组播组；
所述服务器将超过预设补发次数仍存在丢帧情况的终端踢出其所在的子组播组。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，在数据的传输过程中，所述服务器向所述终端发送差错检查命令，所述终端将差错检查结果反馈所述服务器。
3.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述服务器采用多缓冲区同时进行数据传输和差错检查。
4.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述客户端程序包括命令通道、数据传输通道以及进度反馈通道。
5.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，在传输过程中，所述终端向所述服务器发送传输进度百分比，并使传输完毕的终端即时退出其所在子组播组。
6.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述服务器将所要传输的文件和/或位图分为多个数据块，每个所述数据块具有相等的字节数，然后进行传输。
7.一种数据传输装置，用于服务器与终端之间的数据传输，其特征在于，所述服务器通过多路传输通道向所述终端传输数据，所述服务器包括：
组播组创建单元，用于根据终端的传输性能和数据传输完成情况将所述终端分为传输等级不同的多个子组播组；
控制单元，用于向所述终端发送控制命令，并根据传输等级向所述子组播组分级传输数据；
其中，所述传输性能包含终端丢帧情况，若所述终端丢帧较多，则传输等级较低，若所述终端丢帧较少，则传输等级较高；
差错检查单元，用于检查所述终端的丢帧情况，并将丢帧情况反馈给所述控制单元；
所述控制单元统计所述子组播组内的各终端的丢帧情况，并形成丢帧集合；所述控制单元向存在丢帧情况的所述子组播组发送所述丢帧集合；所述控制单元向不存在丢帧情况的子组播组发出结束命令；
在传播数据的过程中，所述控制单元定期向不存在丢帧情况的终端发送保持通讯命令，以防止该终端因超时而退出；若终端的丢帧的数量小于预设的再发丢失文件最低值，则所述控制单元向该终端发送丢帧集合；若终端的丢帧数量大于预设的再发丢失文件最低值，则所述控制单元不再向其发送所述差错检查命令，并将所述终端踢出其所在的所述子组播。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |