专利名称：一种面向非连接的用户数据协议的优化方法
技术领域：
本发明涉及网络数据传输领域，尤其是涉及一种面向非连接的用户数据 协议的优化方法。
背景技术：
在网络数据传输中，经常要采用各类用户数据协议，TCP协议及UDP协 议是目前常用的两类协议，前者TCP协议主要用于对数据传输可靠性要求较 高的环境中，传输数据的双方主机必须建立起可靠的连接，在确保网络畅通 的情况下传输数据，而且要保证被传输的数据包必须全部无丢失地被目标主 机接收，这种数据传输协议可保证数据传输的可靠性，但占用网络资源过多， 传输效率较低，因此这种用户数据协议也称为面向连接的用户数据协议。后 者UDP协议在优缺点方面基本上与TCP协议互补，主要用于对数据传输可靠 性要求不高但数据传输量大的环境中，传输数据的双方主机不必事先建立连 接，发送数据的主机可以任何时刻将数据包发送给另一主机，接收数据包的 主机在接收数据后提供接收反馈，UDP协议对网络的畅通性不做检测，对网 络的畅通质量不做要求，也不要求被传输的数据包全部无丢失地被目标主机 接收，这种数据传输协议可保证数据传输的效率，使主机能够并发处理大量 数据的发送，对网络资源的利用较高，可满足大量主机同时并发大流量数据 传输，也能操持较高的传输效率，因此这种用户数据协议不保证数据传输的 可靠性，可能会存在丢包情况，也称为面向非连接的用户数据协议。在不同的数据传输环境，采用不同的用户数据协议，可达到最佳效果。对于视频通 讯来讲，所传输的数据流量以视频数据比例最大，音频数据此之，在传输可 靠性上来讲，对音频的可靠性要求高一些，对视频数据的传输可靠性要求相 对低一些，在传输中也可以允许有一定的丢包率。因此在网络视频数据的传 输中，UDP协议被广泛采用，但随着网络上的视频节目越来越多，网络资源 日趋紧张，尤其无线网络，网络状况本来的稳定性差，如果有大量主机发生 并分的大流量视频数据传输，在数据传输中丢包率就会非常严重，甚至会发生网络阻塞，在这种情况化，对UDP协议的优化势在必行。发明内容本发明的目的是解决本在面向非连接的用户数据协议下，在网络状况不 稳定时主机发送数据包的效率不高的问题，提出一种面向非连接的用户数据协议的优化方法。该方法包括如下步骤1) 开始传输数据时，主机A向网络中的另一主机B发送少量小体积数据包；2) 主机B及时向主机A反馈接收到数据包数量；3) 根据主机B反馈的数据及反馈时间长度，主机A分析网络可用带宽及 畅通率，并计算出发包频率和网络包大小(MTU);4) 在保持一定的数据包发送速率下，不断提高数据包的字节数，使发包 流量达到网络可用带宽的最高限，以后及时动态检测当发包成功率，使发包 成功率不低于允许的最低限，如果发包成功率低于最低限，则持续减少数据 包的字节数，使发包成功率提升到最低限，以后在维持发包成功率稳定在最
低限的基础上，动态调整数据包的字节数，使发包流量最大化；5)以一定幅度提高数据包发送速率，并及时动态检测当发包成功率，如果发包成功率不下降，则持续持续提高发送速率，直到成功率开始降低时为止，并将数据包发送速率适当降低，使发包成功率保持在最低限；对上述技术方案的进一步改进在于对发送的数据包，进行优先等级划 分，将待传输的原始数据分重要程度切分为不同等级的数据包，将等级高的 数据包优先处理，并发送时间允许的范围内，安排在网络稳定的时段传输。在上述的数据包发送过程中，对发送不成功的数据包，在允许的时间内， 尝试重新发送，如果发送失败，继续尝试重新发送，直到超过发送期限或失 败次数超限时为止，这里的发送期限及失败限止次数可由程序事先设定，也 可以由应用程序的用户来设置。其中对发送失败的数据包，优先重新发送等 级高的数据包。对重发不成功的数据包，拆分为更小字节数的数据包后发送。 对上述技术方案的进一步改进在于主机A中有一个网络畅通状况检测模块，根据主机A发包的成功率定时检测网络畅通状况，主机A根据检测模 块反馈的结果及时调节向主机B发送数据包的速率及数据包大小。对上述技术方案的进一步改进在于主机A可同时向主机B发送多种相互独立的数据类型数据包，主机A的数据包发送管理模块对要发送的数据包 划分等级，并按等级优先处理。另外，主机A可同时向多个其他主机B发送 相同的数据包，主机A的数据包发送管理模块对所有的目标接收主机划分等 级，并按等级优先处理。对上述技术方案的进一步改进在于主机A可自动判断数据传输网络的类型，包括有线网络或无线网络，并针对不同类别的网络自动调节数据包的
大小及发送速率，以达到发送流量及数据包发送成功率最大化。主机A与主机B之间的数据传输网络可以在有线及无线间切换，主机A可自动检测切换 后的网络类型，并及时调节数据包的大小及发送速率，以达到发送流量及数 据包发送成功率最大化。本发明可带来如下有益效果通过本发明提供的技术方案，由发送数据的主机自动检测网络畅通状况， 并动态调节所发送的数据包的大小及发送速率，以充分利用网络资源，提高 数据发送效率，并将网络不稳定对数据发送造成的影响降到最低，以增加数 据发送主机对网络环境变化的动态应变能力。说明书附图
无附图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合具体实施方 式对本发明作进一步的详细描述。本发明主要是解决在网络环境不稳定的情况下，大批量发送数据包时带来的数据包发送效率及可靠性不高的问题。对现有的UDP协议进行优化，在 充分利用UDP协议优点的基础上，对UDP协议存在的缺陷进行改进，具体 通过下列方法来实现l)在开始传输数据时，发送数据的主机A先测试网络的畅通情况，向网
络中的目标接收数据的主机B发送少量小体积数据包，如发送8个32K字节 的数据包；
2) 主机B及时向主机A反馈接收到数据包数量；
3) 根据主机B反馈的数据及反馈时间长度，主机A分析网络可用带宽及 畅通率，并计算出发包成功率，如发送的上述8个32K字节的数据包的平均 反馈时间40ms以下，说明网络状况良好，比较畅通，如果平均反馈时间超过 200ms，说明网络状况较差；如果主机B接收到的数据包不低于7个，说明发 送成功率良好，如果主机B接收到的数据包不高于4个，说明发送成功率较 差。
4) 根据上述的反馈数据，主机A可对数据包的发送策略进行调整，如果 发送成功率良好，而且网络比较畅通，就可以在保持一定的数据包发送速率 下，不断提高数据包的字节数，使发包的反馈时间及丢包率开始明显上升时 不再提高数据包字节数，使发包流量达到网络可用带宽的最高限，以后及时 动态检测当发包成功率，使发包成功率不低于允许的最低限，如果发包成功 率低于最低限，则持续减少数据包的字节数，使发包成功率提升到最低限， 以后在维持发包成功率稳定在最低限的基础上，动态调整数据包的字节数， 使发包流量最大化；这里的发包成功率的最低限可由系统设定，也可由应用 软件的用户根据自己的需求来设定，如在无线网络环境收看视频节目，用户 可以在节目画面清晰度及流畅性做出选择，进行合理的调节。
5) 以一定幅度提高数据包发送速率，并及时动态检测当发包成功率，如 果发包成功率不下降，则持续持续提高发送速率，直到成功率开始降低时为 止，并将数据包发送速率适当降低，使发包成功率保持在最低限 通过上述的方法，对UDP协议就进行了优化，在网络状况不稳定的情况 下，可保持数据包发送的有一定的可靠性及成功率。 下面是对UDP协议进一步优化的措施
令主机A对发送的数据包，进行优先等级划分，将待传输的原始数据分 重要程度切分为不同等级的数据包，将等级高的数据包优先处理，并发送时 间允许的范围内，安排在网络稳定的时段传输。如主机A在向一客户端发送 视频节目时，将音频数据等级设得比视频数据包高一些，这些可控制音频的 丢包率低于视频，在网络不稳定时，通过牺牲部分视频效果来保证音频的播 放有一定的质量。
令主机A对发送不成功的数据包，在允许的时间内，尝试重新发送，如
果发送失败，继续尝试重新发送，直到超过发送期限或失败次数超限时为止， 这里的发送期限及失败限止次数可由程序事先设定，也可以由应用程序的用 户来设置。其中对发送失败的数据包，优先重新发送等级高的数据包。对重 发不成功的数据包，拆分为更小字节数的数据包后发送。通过这种方式，最 大限度地提高数据传输的完整性。
令主机A中有一个网络畅通状况检测模块，可定时向目录接收主机发送 测试数据包，如每秒发送一组测试包，根据主机A发包的成功率定时检测网 络畅通状况，主机A根据检测模块反馈的结果及时调节向主机B发送数据包 的速率及数据包大小。
令主机A可同时向主机B发送多种相互独立的数据类型数据包，主机A
的数据包发送管理模块对要发送的数据包划分等级，并按等级优先处理。另 夕卜，主机A可同时向多个其他主机B发送相同的数据包，主机A的数据包发
送管理模块对所有的目标接收主机划分等级，并按等级优先处理。
令主机A可自动判断数据传输网络的类型，包括有线网络或无线网络，
并针对不同类别的网络自动调节数据包的大小及发送速率，以达到发送流量
及数据包发送成功率最大化。主机A与主机B之间的数据传输网络可以在有 线及无线间切换，主机A可自动检测切换后的网络类型，并及时调节数据包 的大小及发送速率，以达到发送流量及数据包发送成功率最大化。
网络核心设备在网络忙碌的时候，会丢弃一些数据包,丢包就会导致TCP 协议的发送端发送重传，并降低发送速度，采用UDP的QOS传输协议,在检 测网络丢包的情况下面，不但不将低网络速度，而且加大关键数据包的保护力 度，比如加大对音频，视频I帧的保护。
权利要求
1、一种面向非连接的用户数据协议的优化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤1)开始传输数据时，主机A向网络中的另一主机B发送少量小体积数据包；2)主机B及时向主机A反馈接收到数据包数量；3)根据主机B反馈的数据及反馈时间长度，主机A分析网络可用带宽及畅通率，并计算出发包频率和网络包大小(MTU)；4)在保持一定的数据包发送速率下，不断提高数据包的字节数，使发包流量达到网络可用带宽的最高限，以后及时动态检测当发包成功率，使发包成功率不低于允许的最低限，如果发包成功率低于最低限，则持续减少数据包的字节数，使发包成功率提升到最低限，以后在维持发包成功率稳定在最低限的基础上，动态调整数据包的字节数，使发包流量最大化；5)以一定幅度提高数据包发送速率，并及时动态检测当发包成功率，如果发包成功率不下降，则持续提高发送速率，直到成功率开始降低时为止，并将数据包发送速率适当降低，使发包成功率保持在最低限。
2、 根据权利要求1所述的用户数据协议的优化方法，其特征在于对发送 的数据包，进行优先等级划分，将待传输的原始数据分重要程度切分为不同 等级的数据包，将等级高的数据包优先处理，并发送时间允许的范围内，安 排在网络稳定的时段传输。
3、 根据权利要求1所述的用户数据协议的优化方法，其特征在于，对发 送不成功的数据包，在允许的时间内，尝试重新发送，如果发送失败，继续 尝试重新发送，直到超过发送期限或失败次数超限时为止。
4、 根据权利要求2或3所述的用户数据协议的优化方法，其特征在于， 对发送失败的数据包，优先重新发送等级高的数据包。
5、 根据权利要求4所述的用户数据协议的优化方法，其特征在于，对重 发不成功的数据包，拆分为更小字节数的数据包后发送。
6、 根据权利要求1所述的用户数据协议的优化方法，其特征在于，主机 A中有一个网络畅通状况检测模块，根据主机A发包的成功率定时检测网络 畅通状况，主机A根据检测模块反馈的结果及时调节向主机B发送数据包的 速率及数据包大小。
7、 根据权利要求l所述的用户数据协议的优化方法，其特征在于，主机 A可同时向主机B发送多种相互独立的数据类型数据包，主机A的数据包发 送管理模块对要发送的数据包划分等级，并按等级优先处理。
8、 根据权利要求1所述的用户数据协议的优化方法，其特征在于，主机 A可同时向多个其他主机B发送相同的数据包，主机A的数据包发送管理模 块对所有的目标接收主机划分等级，并按等级优先处理。
9、 根据权利要求1所述的用户数据协议的优化方法，其特征在于，主机 A可自动判断数据传输网络的类型，包括有线网络或无线网络，并针对不同 类别的网络自动调节数据包的大小及发送速率，以达到发送流量及数据包发 送成功率最大化。
10、 根据权利要求9所述的用户数据协议的优化方法，其特征在于，主 机A与主机B之间的数据传输网络可以在有线及无线间切换，主机A可自动 检测切换后的网络类型，并及时调节数据包的大小及发送速率，以达到发送 流量及数据包发送成功率最大化。
全文摘要
本发明公开了一种面向非连接的用户数据协议的优化方法，该方法包括如下步骤1)主机A向主机B发送测试包；2)主机B及时向主机A反馈测试包接收状况；3)根据主机B反馈数据，主机A分析网络可用带宽及畅通率，并计算出发包频率和网络包大小(MTU)；4)动态调整数据包大小，使发包流量最大化；5)动态持续持续提高发送速率，并将丢包率控制在一定范围内。通过本发明提供的技术方案，由发送数据的主机自动检测网络畅通状况，并动态调节所发送的数据包的大小及发送速率，以充分利用网络资源，提高数据发送效率，并将网络不稳定对数据发送造成的影响降到最低，以增加数据发送主机对网络环境变化的动态应变能力。
文档编号H04L29/02GK101110818SQ20071007591
公开日2008年1月23日 申请日期2007年7月12日 优先权日2007年7月12日
发明者徐宜军 申请人:深圳市融合视讯科技有限公司