[发明专利]一种基于应用层中继的多径传输系统及方法

摘要

一种基于应用层中继的多径传输系统及方法，该系统包括用户代理和中继服务系统；中继服务系统包括中继服务控制器和中继服务转发器；该方法包括步骤1中继服务转发器进行注册；步骤2中继服务控制器获取中继服务转发器的信息；步骤3作为发送端的用户代理获取中继路径；步骤4作为发送端的用户代理沿着获取的中继路径进行数据传输；步骤5中继服务转发器转发数据；步骤6作为接收端的用户代理将接收到的数据重组为原始数据流并传递给上层应用，并向作为发送端的用户代理发送中继路径的传输质量信息；步骤7作为发送端的用户代理调整数据流划分策略；步骤8重复执行步骤4至步骤7，直至数据传输完毕；步骤9释放中继路径。

主权项

一种基于应用层中继的多径传输系统，其特征在于：包括：用户代理和中继服务系统；所述用户代理为位于终端设备的逻辑实体，处在网络协议栈的应用层，用于基于传输层用户数据报协议UDP，为上层应用提供多径数据传输；所述用户代理划分为作为发送端的用户代理和作为接收端的用户代理；所述中继服务系统置于作为发送端的用户代理和作为接收端的用户代理之间，包括一个或多个中继服务控制器，以及一个或多个中继服务转发器；所述中继服务系统用于为用户代理之间的数据传输提供中继路径；所述中继路径为用户代理之间经由一个或多个中继服务转发器的路径；所述作为发送端的用户代理：用于根据从中继服务控制器获得的一条或多条中继路径的路径信息，将从上层应用接收的原始数据流封装为子流多径传输数据包，并沿着一条或多条中继路径发送至作为接收端的用户代理；所述作为接收端的用户代理用于将接收到的子流多径传输数据包重组为原始数据流，并传递至上层应用；所述中继服务控制器用于管理所述中继服务转发器和所述中继路径；所述中继服务转发器用于基于传输层用户数据报协议UDP转发用户代理之间所传输的数据；所述用户代理：包括：路径管理模块、特定应用传输处理模块、子流划分模块、子流封装与解封装模块、子流重组模块和子流传输质量报告模块；所述路径管理模块：(a)用于在数据传输之前或数据传输过程中，向中继服务控制器发送路径分配请求消息，并从中继服务控制器收集中继路径信息；所述中继路径信息包括路径标识符和作为发送端的用户代理的下一跳传输地址；(b)为了防止中继服务转发器对在预设时间阈值内没有进行数据传输的中继路径进行回收，路径管理模块周期性地为中继路径发送子流保活包对中继路径进行维护；(c)当用户代理之间的数据传输结束后，向中继服务控制器发送路径释放请求消息；所述特定应用传输处理模块用于根据应用类型完成特定的传输处理：(a)对于从上层应用接收到的待发送的原始数据流，若应用类型为需要实时传输的音视频数据，则对时间戳标记、编解码类型和整流序列号进行设置，并将设置后的数据流传递给子流划分模块；若应用类型为需要可靠传输的文件数据，则对整流序列号、起始标记和结束标记进行设置并将设置后的数据流传递给子流划分模块，以及进行拥塞控制、差错控制和重传控制；(b)对于从子流重组模块接收到的重组后的数据子流，若应用类型为需要实时传输的音视频数据，则根据时间戳标记和整流序列号，重组为原始数据流并传递给上层应用；若应用类型为需要可靠传输的文件数据，则根据整流序列号进行选择性确认，并根据整流序列号、起始标记和结束标记重组为原始数据流传递给上层应用，以及进行拥塞控制和差错控制；所述子流划分模块用于选择一条或者多条中继路径作为活动路径，并根据数据流划分策略，将从特定应用传输处理模块接收到的待发送的数据流，划分成若干待发送的数据子流，且将每个待发送的数据子流绑定到一条活动路径，传递给子流封装与解封装模块；所述数据流划分策略根据应用类型和中继路径的传输质量信息进行制定；所述子流封装与解封装模块：(a)用于将从子流划分模块接收到的待发送的数据子流按照多径传输控制协议封装为一个或多个子流多径传输数据包，并基于传输层用户数据报协议UDP发送至该数据子流所绑定的活动路径的下一跳传输地址；所述子流多径传输数据包，包括子流多径传输数据包首部和子流多径传输数据包载荷；所述子流多径传输数据包首部含有路径标识符和子流序列号；所述子流多径传输数据包载荷指的是构成数据子流的数据块；(b)用于基于传输层用户数据报协议UDP接收到子流多径传输数据包后，提取出数据子流的数据块以及相应的路径标识符和子流序列号，并传递给子流重组模块；所述子流重组模块用于根据相应的路径标识符和子流序列号，对接收到的数据子流的数据块进行重组，并将重组后的数据子流传递给特定应用传输处理模块；所述子流传输质量报告模块用于统计和反馈中继路径的数据传输质量：(a)作为发送端的用户代理为每个活动路径产生子流发送者报告包，所述子流发送者报告包携带路径标识符、时间戳、已发送子流多径传输数据包的子流序列号最大值、已发送数据子流的字节数，沿着该活动路径传送至作为接收端的用户代理；(b)作为接收端的用户代理统计每个活动路径的传输质量信息，并为每个活动路径产生子流接收者报告包；所述子流接收者报告包携带路径标识符、丢包率、抖动和往返时延，发送至作为发送端的用户代理。