CN110768709A - 一种组播与单播协同的数据传输方法、服务器和终端 - Google Patents

一种组播与单播协同的数据传输方法、服务器和终端 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种组播与单播协同的数据传输方法、服务器和终端，服务器将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，组播组中的所有终端位于通信卫星的通信范围内；接收组播组中的每一终端返回的丢包信息，根据每一终端返回的丢包信息分别向每一终端发送对应的丢失的数据包。该方法、服务器和终端通过通信卫星实现组播，对于组播过程中出现的丢包数据包，则通过服务器和终端之间的单播来实现传输，从而将组播和单播的传输方式结合起来，在充分利用了通信卫星的网络资源的同时，还保证了数据传输的可靠性。

Description

一种组播与单播协同的数据传输方法、服务器和终端
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种组播与单播协同的数据传输方法、服务器和终端。
背景技术
随着卫星网络的发展，基于卫星的通信成为卫星网络服务的热点。在互联网中，除了4G/5G/WiFi之外，卫星网络的接入，能增强用户互联网接入的质量体验，特别是对于偏远/海洋区域等地面网络覆盖盲区，卫星网络能起到重要的辅助作用。
卫星到地面是无线信道，而且卫星的覆盖范围大，可以同时覆盖大量用户终端。由于卫星到地面长延时，高误码率的链路特性，当前地面网络中广泛使用的TCP协议会在应用到卫星网络中时，在卫星网络的高误码率的链路特性下，卫星网络的性能会急剧下降。卫星有限的计算资源和信道资源无法为大量的客户端同时提供端到端的单播传输服务。将通信卫星作为组播路由器的组播方式进行传输，可以有效的利用无线信道资源，但是不保证数据传输的可靠性。
发明内容
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种组播与单播协同的数据传输方法、服务器和终端。
本发明实施例提供一种组播与单播协同的数据传输方法，包括：将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，组播组中的所有终端位于通信卫星的通信范围内；接收组播组中的每一终端返回的丢包信息，根据每一终端返回的丢包信息分别向每一终端发送对应的丢失的数据包。
其中，将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，包括：将组播组地址发送至组播组中的每一终端；将组播数据发送至通信卫星，组播数据的每一数据包携带组播组地址，以供通信卫星向通信范围内的终端发射组播数据，并使终端根据组播组地址接收组播数据。
其中，将组播数据发送至通信卫星，包括：按预设编码序列给组播数据的每一数据包添加一个编码，预设编码序列中的编码按照从小到大的顺序排列；按照每一数据包所添加的编码从小到大的顺序将每一数据包发送至通信卫星。
其中，接收组播组中的每一终端返回的丢包信息，根据每一终端返回的丢包信息分别向每一终端发送对应的丢失的数据包，包括：接收组播组中的每一终端返回的编码，每一终端返回的编码为对应的终端丢失的数据包所携带的编码；根据每一终端返回的编码分别向每一终端发送对应的丢失的数据包。
本发明实施例提供一种组播与单播协同的数据传输方法，包括：接收服务器通过通信卫星组播的组播数据；确定丢包信息，将丢包信息发送至服务器，以供服务器根据丢包信息返回丢失的数据包。
其中，接收服务器通过通信卫星组播的组播数据，包括：接收服务器发送的组播组地址；确定通信卫星发射的数据包携带有组播组地址，则将通信卫星组发射的数据包作为组播数据的数据包进行接收。
其中，确定丢包信息，包括：按预设编码序列确定目标编码，预设编码序列中的编码按照从小到大的顺序排列，目标编码为组播数据的所有数据包中未收到的数据包所携带的编码中的最小编码，数据包所携带的编码为服务器按预设编码序列给组播数据的每一数据包所添加的编码；获取当前接收的数据包的编码，将当前接收的数据包的编码与目标编码进行比较，若当前接收的数据包的编码大于目标编码，则将目标编码作为丢包信息。
其中，将丢包信息发送至服务器，以供服务器根据丢包信息返回丢失的数据包，包括：将目标编码发送至服务器，以供服务器返回目标编码对应的数据包。
本发明实施例提供一种组播与单播协同的数据传输服务器，包括：至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；其中：处理器与存储器通过数据总线完成相互间的通信；存储器存储有可被处理器执行本发明实施例所述组播与单播协同的数据传输方法的服务器侧方法及其任一可选实施例所述方法。
本发明实施例提供一种组播与单播协同的数据传输终端，包括：至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；其中：处理器与存储器通过数据总线完成相互间的通信；存储器存储有可被处理器执行本发明实施例所述组播与单播协同的数据传输方法的终端侧方法及其任一可选实施例所述方法。
本发明实施例提供的一种组播与单播协同的数据传输方法、服务器和终端，服务器将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，组播组中的所有终端位于通信卫星的通信范围内；接收组播组中的每一终端返回的丢包信息，根据每一终端返回的丢包信息分别向每一终端发送对应的丢失的数据包。该方法、服务器和终端通过通信卫星实现组播，对于组播过程中出现的丢包数据包，则通过服务器和终端之间的单播来实现传输，从而将组播和单播的传输方式结合起来，在充分利用了通信卫星的网络资源的同时，还保证了数据传输的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例的组播与单播协同的数据传输方法的流程图；
图2为根据本发明实施例的组播与单播协同的数据传输方法的流程图；
图3为根据本发明实施例的组播与单播协同的数据传输服务器的示意图；
图4为根据本发明实施例的组播与单播协同的数据传输终端的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种组播与单播协同的数据传输方法，参考图1，包括：S11，将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，组播组中的所有终端位于通信卫星的通信范围内；S12，接收组播组中的每一终端返回的丢包信息，根据每一终端返回的丢包信息分别向每一终端发送对应的丢失的数据包。
具体地，通信卫星的覆盖范围大，并且通信卫星与服务器之间，以及通信卫星与终端之间，可直接进行无线通信。作为组播源的服务器可将组播数据直接发送至通信卫星，再由通信卫星将组播数据转发至组播组中的终端，通过这种方式实现的组播可充分利用通信卫星的通信资源，也能减少数据的复制和转发的过程。本实施例中，执行主体是作为组播源的服务器，服务器将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，然而卫星通信也具有一定的缺点，卫星到地面的链路特性具有长延时，高误码率的特点，可能造成丢包率高，传输可靠性差。
基于卫星无线通信可能造成的丢包率高，传输可靠性差的问题，组播组中的终端在接收通过通信卫星转发的组播数据的过程中，实时确认丢包信息，丢包信息中包括所丢失的数据包的信息，并将丢包信息通过地面网络发送至服务器，服务器根据丢包信息并通过地面网络以单播的方式将丢失的数据包发送至终端，及时向终端发送丢失的数据包，以提高数据传输的可靠性。
在组播过程中，随着通信卫星的移动，在当前的作为组播路由器的通信卫星无法完全覆盖组播组中的终端的情况下，作为组播路由器的通信卫星无法再向组播组中的所有终端提供组播数据转发，寻找替代通信卫星替代当前的通信卫星作为组播路由器向组播组中的所有终端提供组播数据转发，其中，所寻找的替代通信卫星需保证组播组中的终端均在替代通信卫星的通信覆盖范围内，这样可以保证组播组中所有终端均能完成组播数据的接收。
组播过程中，终端也存在动态的加入与离开组播组，即新的终端所请求的数据内容与组播组组中终端所请求的数据内容相同，则新的终端加入到组播组中；或者组播组中的终端不再请求组播数据，则不再请求组播数据的终端退出组播组。此时，结合通信卫星的移动覆盖与组播组的动态变化，需要动态确定组播组中终端的分布范围及作为组播路由器的通信卫星的选取，从而保证组播组中的终端平稳高质量完成组播数据的接收。
本实施例的组播与单播协同的数据传输方法通过通信卫星实现组播，对于组播过程中出现的丢包数据包，则通过服务器和终端之间的单播来实现传输，从而将组播和单播的传输方式结合起来，在充分利用了通信卫星的网络资源的同时，还保证了数据传输的可靠性。
基于以上实施例，将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，包括：将组播组地址发送至组播组中的每一终端；将组播数据发送至通信卫星，组播数据的每一数据包携带组播组地址，以供通信卫星向通信范围内的终端发射组播数据，并使终端根据组播组地址接收组播数据。
具体地，服务器将组播组地址发送给终端，服务器以数据包的方式将组播数据发送给通信卫星，并且数据包中携带有组播组地址，通信卫星转发来自服务器的数据包，终端对通信卫星发射的数据包进行过滤，在确认数据包携带有组播组地址时，接收数据包；通过以上过程，基于通信卫星以组播的方式完成从作为组播源的服务器到组播组中的终端的数据传输。
基于以上实施例，将组播数据发送至通信卫星，包括：按预设编码序列给组播数据的每一数据包添加一个编码，预设编码序列中的编码按照从小到大的顺序排列；按照每一数据包所添加的编码从小到大的顺序将每一数据包发送至通信卫星。
具体地，对于数据在网络中的传输，需要将数据分成数据包进行传输，在组播过程中，组播数据同样需要以数据包的形式进行传输。本实施例中，对于数据包，给每一数据包添加一个编码，编码从预设编码序列中选取，该预设编码序列可作为全局编码序列，编码相当于数据包的一个标识，在预设编码序列中的编码不重复的情况下，服务器和终端均能通过编码快速定位数据包。例如预设编码序列可以是一串数值从小到大的数字序列，步长为1,2,3，…，或者步长满足预设规则进行变化。预设编码序列可以反映服务器对到数据包的发送顺序以及终端对数据包的接收顺序，在服务器端，可按每一数据包所添加的编码从小到大的顺序将每一数据包发送至通信卫星。
基于以上实施例，接收组播组中的每一终端返回的丢包信息，根据每一终端返回的丢包信息分别向每一终端发送对应的丢失的数据包，包括：接收组播组中的每一终端返回的编码，每一终端返回的编码为对应的终端丢失的数据包所携带的编码；根据每一终端返回的编码分别向每一终端发送对应的丢失的数据包。
具体地，在终端，可定义对数据包的接收顺序为预设编码序列中编码的前后顺序，按照预设编码序列，终端可确定丢失的数据包所携带的编码，并将丢失的数据包所携带的编码返回至服务器，服务器根据编码确定并发送需要向终端重新发送的数据包(即终端丢失的数据包)。
本发明实施例还提供一种组播与单播协同的数据传输方法，参考图2，包括：S21，接收服务器通过通信卫星组播的组播数据；S22，确定丢包信息，将丢包信息发送至服务器，以供服务器根据丢包信息返回丢失的数据包。
具体地，本实施例中，执行主体是组播组中的任一终端。在服务器将组播数据发送到通信卫星，通信卫星将组播数据转发后，终端接收组播数据，终端在接收组播数据的过程中，实时确认丢包信息，丢包信息中包括所丢失的数据包的信息，并将丢包信息通过地面网络发送至服务器，服务器根据丢包信息并通过地面网络以单播的方式将丢失的数据包发送至终端。上述数据传输方式实现了组播与单播的协同，提高了数据传输的可靠性。
本实施例的组播与单播协同的数据传输方法通过通信卫星实现组播，对于组播过程中出现的丢包数据包，则通过服务器和终端之间的单播来实现传输，从而将组播和单播的传输方式结合起来，在充分利用了通信卫星的网络资源的同时，还保证了数据传输的可靠性。
基于以上实施例，接收服务器通过通信卫星组播的组播数据，包括：接收服务器发送的组播组地址；确定通信卫星发射的数据包携带有组播组地址，则将通信卫星组发射的数据包作为组播数据的数据包进行接收。
具体地，服务器将组播组地址发送给终端，服务器以数据包的方式将组播数据发送给通信卫星，并且数据包中携带有组播组地址，通信卫星转发来自服务器的数据包，终端对通信卫星发射的数据包进行过滤，在确认数据包携带有组播组地址时，接将携带有组播组地址的数据包作为组播数据的数据包进行接收；通过以上过程，基于通信卫星以组播的方式完成从作为组播源的服务器到组播组中的终端的数据传输。
基于以上实施例，确定丢包信息，包括：按预设编码序列确定目标编码，预设编码序列中的编码按照从小到大的顺序排列，目标编码为组播数据的所有数据包中未收到的数据包所携带的编码中的最小编码，数据包所携带的编码为服务器按预设编码序列给组播数据的每一数据包所添加的编码；获取当前接收的数据包的编码，将当前接收的数据包的编码与目标编码进行比较，若当前接收的数据包的编码大于目标编码，则将目标编码作为丢包信息。
其中，将丢包信息发送至服务器，以供服务器根据丢包信息返回丢失的数据包，包括：将目标编码发送至服务器，以供服务器返回目标编码对应的数据包。
具体地，服务器给数据包按预设编码序列添加编码，预设编码序列可以是一串数值从小到大的数字序列，预设编码序列可以反映服务器对到数据包的发送顺序以及终端对数据包的接收顺序，在在服务器侧，可按每一数据包所添加的编码从小到大的顺序将每一数据包发送至通信卫星，在终端侧，终端也可以按照所添加的编码从小到大的顺序接收数据包，按照该方式接收数据包，那么终端当前应该接收的数据包所携带的编码是所有数据包中未收到的数据包所携带的编码中的最小编码，将终端当前应该接收的数据包所携带的编码作为目标编码，终端若检测到通信卫星当前转发的数据包携带的编码小于目标编码，表明通信卫星当前转发的数据包已经被接收，则丢弃该数据包；终端若检测到通信卫星当前转发的数据包携带的编码大于目标编码，表明终端当前应该接收的数据包已经丢失，则将目标编码作为丢包信息发送至服务器；终端若检测到通信卫星当前转发的数据包携带的编码等于目标编码，则接收该数据包，并对应修改目标编码的数值，例如，预设编码序列中编码之间的步长为1时，则将目标编码在原来数值的基础上加1。通过上述方法，终端能实时检测是否有丢失的数据包，并实时向服务器反馈丢包信息，以供服务器及时向终端发送丢失的数据包。
本发明实施例还提供一种组播与单播协同的数据传输服务器，参考图3，包括：至少一个处理器31、至少一个存储器32和数据总线33；其中：处理器31与存储器32通过数据总线33完成相互间的通信；存储器32存储有可被处理器31执行的程序指令，处理器31调用程序指令以执行本发明实施例所述组播与单播协同的数据传输方法的服务器侧方法及其任一可选实施例所述方法，例如包括：将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，组播组中的所有终端位于通信卫星的通信范围内；接收组播组中的每一终端返回的丢包信息，根据每一终端返回的丢包信息分别向每一终端发送对应的丢失的数据包。。
本发明实施例还提供一种组播与单播协同的数据传输终端，参考图4，包括：至少一个处理器41、至少一个存储器42和数据总线43；其中：处理器41与存储器42通过数据总线43完成相互间的通信；存储器42存储有可被处理器41执行的程序指令，处理器41调用程序指令以执行本发明实施例所述组播与单播协同的数据传输方法的终端侧方法及其任一可选实施例所述方法，例如包括：接收服务器通过通信卫星组播的组播数据；确定丢包信息，将丢包信息发送至服务器，以供服务器根据丢包信息返回丢失的数据包。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，该计算机程序使该计算机执行本发明实施例所述组播与单播协同的数据传输方法的服务器侧方法及其任一可选实施例所述方法，例如包括：将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，组播组中的所有终端位于通信卫星的通信范围内；接收组播组中的每一终端返回的丢包信息，根据每一终端返回的丢包信息分别向每一终端发送对应的丢失的数据包。。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，该计算机程序使该计算机执行本发明实施例所述组播与单播协同的数据传输方法的终端侧方法及其任一可选实施例所述方法，例如包括：接收服务器通过通信卫星组播的组播数据；确定丢包信息，将丢包信息发送至服务器，以供服务器根据丢包信息返回丢失的数据包。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，前述的计算机程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种组播与单播协同的数据传输方法，其特征在于，包括：
将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，所述组播组中的所有终端位于所述通信卫星的通信范围内；
接收组播组中的每一终端返回的丢包信息，根据每一终端返回的丢包信息分别向每一终端发送对应的丢失的数据包。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将组播数据通过通信卫星组播至组播组中的每一终端，包括：
将组播组地址发送至所述组播组中的每一终端；
将组播数据发送至所述通信卫星，所述组播数据的每一数据包携带所述组播组地址，以供所述通信卫星向所述通信范围内的终端发射所述组播数据，并使所述终端根据所述组播组地址接收所述组播数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将组播数据发送至所述通信卫星，包括：
按预设编码序列给所述组播数据的每一数据包添加一个编码，所述预设编码序列中的编码按照从小到大的顺序排列；
按照每一数据包所添加的编码从小到大的顺序将每一数据包发送至所述通信卫星。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收组播组中的每一终端返回的丢包信息，根据每一终端返回的丢包信息分别向每一终端发送对应的丢失的数据包，包括：
接收所述组播组中的每一终端返回的编码，每一终端返回的编码为对应的终端丢失的数据包所携带的编码；
根据每一终端返回的编码分别向每一终端发送对应的丢失的数据包。
5.一种组播与单播协同的数据传输方法，其特征在于，包括：
接收服务器通过通信卫星组播的组播数据；
确定丢包信息，将所述丢包信息发送至所述服务器，以供所述服务器根据所述丢包信息返回丢失的数据包。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收服务器通过通信卫星组播的组播数据，包括：
接收所述服务器发送的组播组地址；
确定所述通信卫星发射的数据包携带有所述组播组地址，则将所述通信卫星组发射的数据包作为所述组播数据的数据包进行接收。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定丢包信息，包括：
按预设编码序列确定目标编码，所述预设编码序列中的编码按照从小到大的顺序排列，所述目标编码为所述组播数据的所有数据包中未收到的数据包所携带的编码中的最小编码，数据包所携带的编码为所述服务器按所述预设编码序列给所述组播数据的每一数据包所添加的编码；
获取当前接收的数据包的编码，将当前接收的数据包的编码与所述目标编码进行比较，若当前接收的数据包的编码大于所述目标编码，则将所述目标编码作为所述丢包信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述丢包信息发送至所述服务器，以供所述服务器根据所述丢包信息返回丢失的数据包，包括：
将所述目标编码发送至所述服务器，以供所述服务器返回所述目标编码对应的数据包。
9.一种组播与单播协同的数据传输服务器，其特征在于，包括：
至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；其中：
所述处理器与所述存储器通过所述数据总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令以执行如权利要求1至4任一所述的方法。
10.一种组播与单播协同的终端，其特征在于，包括：
至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；其中：
所述处理器与所述存储器通过所述数据总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令以执行如权利要求5至8任一所述的方法。
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