高效可靠传输控制方法和系统与流程

本发明属于高速网络互连技术领域，具体提供一种高效可靠传输控制方法和系统。

背景技术：

随着实时大数据处理、工业产线在线监测、航天在轨遥感信息处理等应用的日渐增多，对大型交换网络数据传输的实时性、可靠性都提出了很高的要求。

为满足大型交换网路提出的低延时，高可靠的要求，高速协议的选择至关重要，现有高速协议主要有10/40g以太网、infiniband、pcie、rapidio等，pcie和10/40g以太网协议需要上层软件协议的支持才能提供可靠的传输服务，软件开销较大，而rapidio支持内存映射读写操作，卸载部分处理器开销，减少传输延时，支持cut-through的转发机制，能够减少交换机传输延时，在小消息传输的情况下，rapidio的有效负载效率高于infiniband，由此可见，以rapidio为代表的轻型协议相对于其他高速网络协议在高性能交换网络中有很大优势。

虽然以rapidio为代表的轻型协议简单高效，但是对比一些重型协议，并没有上层协议来保障其高可靠性传输，由于组包错误形成坏包而造成数据包接收失败或者由于链路信号不好造成数据包丢失时，数据包只能被直接丢弃，并没有一定的上层协议来弥补这一缺陷，因此不能保证数据的可靠传输，然而端点到端点之间数据传输的可靠性同样是高性能计算系统中重要考核指标。

因此，本领域需要一种新的高效可靠传输控制方法和系统来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种高效可靠传输控制方法，该传输控制方法包括：将待发送数据进行区块划分；将划分后的数据进行存储；将每个区块的数据组成n个数据包；将数据包按照顺序进行发送；对区块数据包进行检测；根据检测结果，确定是进行数据重传还是进入下一个进程。

在上述传输控制方法的优选技术方案中，“根据检测结果，确定是进行数据重传还是进入下一个进程”的步骤包括：如果检测结果为数据包有缺失，则对缺失的数据进行重传。

在上述传输控制方法的优选技术方案中，“根据检测结果，确定是进行数据重传还是进入下一个进程”的步骤还包括：如果检测结果为数据包无缺失，则进入下一个进程。

在上述传输控制方法的优选技术方案中，“将数据包按照顺序进行发送”的步骤具体包括：将各个区块内的数据包按照序号进行标记，按照序号顺序发送数据包。

在上述传输控制方法的优选技术方案中，在每个区块内的数据包全部发送完毕后，传输控制方法还包括：发送门铃数据包，以便通知接收方区块数据发送完毕，可以对区块数据进行检测。

在上述传输控制方法的优选技术方案中，“对缺失的数据进行重传”的步骤包括：发送具有错误标志的反馈包；根据反馈包内的信息重新传输缺失的数据包。

在上述传输控制方法的优选技术方案中，“进入下一个进程”的步骤包括：发送具有结束标志的反馈包；根据反馈包内的信息继续发送下一个区块内的数据包或执行下一步程序。

在上述传输控制方法的优选技术方案中，在“将待发送数据进行区块划分”的步骤之前，传输控制方法还包括：对区块的大小和数量进行配置。

在另一方面，本发明还提供了一种高效可靠传输控制系统，传输控制系统包括动态可配区块数据缓存发送模块、区块数据完整性检测模块、状态返回模块和进程决策模块，动态可配区块数据缓存发送模块与区块数据完整性检测模块通信连接，区块数据完整性检测模块与状态返回模块通信连接，状态返回模块与进程决策模块通信连接，进程决策模块与动态可配区块数据缓存发送模块通信连接。

在上述传输控制系统的优选技术方案中，动态可配区块数据缓存发送模块包括数据分发模块、区块配置模块、存储模块和发送模块，数据分发模块和区块配置模块分别与存储模块通信连接，储存模块与发送模块通信连接；区块数据完整性检测模块包括数据包接收模块、检测模块和检测状态存储模块，数据包接收模块通过检测模块与检测状态存储模块通信连接；发送模块与数据包接收模块通信连接，检测状态存储模块与状态返回模块通信连接。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，本发明的有益效果在于：1、发送端使用多个区块顺序循环存储数据，并且区块大小，区块个数可以动态配置，提高了灵活性与高效性；2、接收端只需要在一个区块数据接收后再进行检测，并不需要接收端或者发送端对每个数据包或者数据返回包进行检测，提高了传输效率并保障了可靠性；3、断点重传机制可以使发送端根据接收端的统计信息来进行进程决策，若发生丢包，只发送丢掉的数据包，提高了传输效率。

附图说明

下面参照附图并结合基于rapidio的高效可靠传输控制方法和系统来阐述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明的动态可配区块检测断点重传机制的结构图；

图2为本发明的动态可配区块数据缓存发送模块的结构图；

图3为本发明的区块数据完整性检测模块的结构图；

图4为本发明的基于rapidio的动态可配区块检测断点重传机制流程示意图。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然本发明是以基于rapidio的高效可靠传输控制方法和系统来进行阐述说明的，但是本发明的方法和系统显然还可以应用到其他轻型协议中，例如infiniband等，这种应用对象的调整和改变并不偏离本发明的技术方案。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体地，如图1所示，本发明的高效可靠传输控制系统包括发送端模块10和接收端模块11，发送端模块10包括两大模块，动态可配区块数据缓存发送模块101和进程决策模块103，接收端模块11包括区块数据完整性检测模块102和状态返回模块104两大模块。其中，动态可配区块数据缓存发送模块101与区块数据完整性检测模块102通信连接，区块数据完整性检测模块102与状态返回模块104通信连接，状态返回模块104与进程决策模块103通信连接，进程决策模块103与动态可配区块数据缓存发送模块101通信连接。当发送端模块10需要发送区块数据的时候，首先对区块数据进行缓存并按照标有数据包序号的轻型协议发送，接收端模块11接收到区块数据后检测其完整性，并指导状态返回模块104返回接收状态信息给发送端模块10的进程决策模块103，进程决策模块103进行决策是需要进入下一个进程还是需要进行数据重传。以下对具体模块的设计进行说明。

如图2所示，动态可配区块数据缓存发送模块101包括数据分发模块201、区块配置模块202、存储模块203和发送模块204，数据分发模块201和区块配置模块202分别与存储模块203通信连接，储存模块203与发送模块204通信连接。具体而言，动态可配区块数据缓存发送模块101采用区块划分的传输策略，使用n块缓存存储模块203，对要发送的数据进行缓存，区块配置模块202根据实际应用的需求与传输带宽动态配置区块的大小和个数。数据分发模块201根据区块的配置对数据进行顺序循环分发存储，并按照顺序通过发送模块204发送。数据包发送时应该在指定的位置加入数据包计数标志，以便后续检测模块进行检测。在发送完一个区块的数据包后，需要发送一个门铃(doorbell)数据包，使得接收端模块11可以得知接收完了一个区块的数据并开始检测。具体如下，模块401把一个区块内的数据分为k个数据包发送，发送k个directio数据包之后，再发送一个doorbell数据包，通知检测模块开始检测数据。此外，还可以在发送两个区块的数据包后，再发送一个门铃(doorbell)数据包，使得接收端模块11可以得知接收完了两个区块的数据并开始检测，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置门铃(doorbell)数据包的发送时机，只要能够使得接收端模块11对已发送的区块内的数据包进行检测即可。

如图3所示，区块数据完整性检测模块102包括数据包接收模块301、检测模块302和检测状态存储模块303，数据包接收模块301通过检测模块302与检测状态存储模块303通信连接；发送模块204与数据包接收模块301通信连接，检测状态存储模块303与状态返回模块104通信连接，数据包接收模块301在接收到doorbell数据包后进行区块数据包的检测，检测模块302通过读取数据包中计数标志位的数据，进行统计k个数据包是否都接收到，分析是否有丢包，丢了几个包以及丢包的序号，检测状态存储模块303把这些信息记录保存，等待收到重发数据包后检测模块302会读取模块303的丢包的信息进行重新比对检测，进行下一次的状态返回。

如图4所示，当接收端模块11统计完丢包信息后，状态返回模块104读取状态监测存储模块303的存储信息，把带有这些信息的有效数据通过response数据包传回发送端模块10，给发送端模块10提供决策的依据。

按照模块402进程，当发送端模块10接收到接收端模块11返回的标有done标志的response包后，释放存放该区域数据的空间，开始下一个区块数据的传输。如果接收到的数据并不完整，按照模块403进程，目的端则返回有error标志的response包,并告知发送端模块10未收到数据包的序号i和j等，发送端模块10则重新发送该序号的数据包，直到确定所有数据都成功接收到,发送端模块10则释放区块空间，开始完成下一个区块数据的传输。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。