基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法與流程

本發明涉及數據包恢復，具體為基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法。

背景技術：

1、數據包恢復是指通過技術手段，將丟失、損壞或無法讀取的數據包進行恢復的過程；數據包可能在傳輸過程中丟失，或者由于存儲設備故障、誤操作、病毒攻擊等原因導致損壞，數據包恢復技術能夠檢測并修復這些問題，從而恢復數據的完整性和可用性。

2、現有申請公布號為cn105119819a，名稱為一種物聯網數據傳輸路徑恢復方法及系統，初始化源節點處所述數據包的包頭文件；根據所述數據包到達的中繼節點，實時修改所述中繼節點處所述數據包的包頭文件；根據信宿節點處所述數據包的包頭文件搜索數據庫，如果，獲得相匹配的包頭文件，且相匹配的包頭文件的對應數據包的傳輸路徑已恢復，則將對應數據包的傳輸路徑作為所述數據包的傳輸路徑；否則，將稀疏重現法和壓縮傳感法相結合求解所述數據包的傳輸路徑，本發明實現了，查詢和求解兩種途徑相結合，有效提高數據傳輸路徑恢復效率；實現不需獲取無線傳感器網絡中內部數據包相關性，簡單方便，資源消耗低；且在拓撲發生變化和數據包丟失率較高的情況下，能高效恢復數據傳輸路徑；但對于數據包傳輸時的穩定性和成功率沒有得到有效的保障。

3、結合上述文件和現有技術而言：

4、針對配合使用的兩臺服務器和作為中間設備的交換機而言，在數據中心網絡中，有兩臺服務器a和b正在通過交換機進行數據傳輸，在傳輸過程中，由于鏈路故障，從服務器a發送到服務器b的一個數據包在交換機處丟失；在傳統的網絡中，服務器b在發現傳輸的數據包不完整后，需要通知服務器a重新發送整個數據包或丟失的部分，這將導致額外的延遲，并可能占用更多的網絡帶寬；在網絡通信中數據包丟失后需要進行重傳，在執行具體的重傳策略過程中，可能會因環境擁堵或丟包率過高，而導致數據不完整和傳輸中斷的相關問題，無法做出細致化的調節或優化，從而影響網絡通信的整體性能

技術實現思路

1、（一）解決的技術問題

2、針對現有技術的不足，本發明提供了基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，通過動態調整和優化重傳策略，提高了網絡傳輸的穩定性和可靠性，減少了網絡負擔，并提高了數據包恢復的成功率，同時也提升了網絡通信的整體性能，解決了背景技術中提出的問題。

3、（二）技術方案

4、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

5、基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，包括：

6、數據包監控：在任意兩個服務器之間通過配置交換機進行數據傳輸的狀態下，于交換機內部署監控機制，對所有經過的數據包進行實時監控，記錄數據包的關鍵信息；

7、丟失檢測：利用關鍵信息中的序列號對連續通過交換機的數據包進行追蹤，當檢測到序列號不連續或數據包未在設定預估時間窗口內到達時，表示數據包丟失，發出預警信號；

8、計算設定的時間窗口的過程如下：

9、標記數據包的下一跳點，當下一跳點為交換機時，采集以交換機為終端的延遲數據集，搭建綜合計算框架，生成交換機下對應的預估時間窗口；

10、局部鏈路重傳：在檢測到預警信號的條件下，交換機啟動局部鏈路重傳機制，根據關鍵信息，標定丟失數據包的內容和源地址，從源地址請求重傳丟失的數據包，源地址在接收到重傳請求后，執行重傳策略，將丟失的數據包重新發送至交換機；

11、重傳策略調整：依據延遲數據集中提取的接口利用率和隊列長度，計算得出擁堵因子；在擁堵因子超過預設的標準閾值時，采用延時重傳策略；

12、重傳策略優化：獲取實時的丟包率，在丟包率超過設定的評估閾值時，采用疊加重傳策略。

13、進一步的，關鍵信息還包括：源地址、目的地址、時間戳以及qos標記。

14、進一步的，延遲數據集還包括傳輸延遲和處理延遲；其中，傳輸延遲計算公式為：

15、

16、式中，yc表示傳輸延遲，bk表示數據包大小，kd表示網絡帶寬；

17、處理延遲是通過監控工具來測量對應設備在處理數據包時的實際延遲。

18、進一步的，搭建綜合計算框架，生成預估時間窗口的過程如下：

19、，

20、，

21、式（1）中，tw表示預估時間窗口，ck表示處理延遲，g表示擁堵因子；

22、式（2）中，ut表示接口利用率，ql表示隊列長度，表示隊列最大長度。

23、進一步的，無論擁堵因子是否超過預設標準閾值的條件下，同步從關鍵信息中提取并判斷丟失數據包中是否存在qos標記，對存在qos標記的丟失數據包進行優先重傳。

24、進一步的，采用延時重傳策略的過程如下：

25、依據擁堵因子和標準閾值，設定基于指數衰減的函數來預估延時時間，并按照預估延時進行重傳數據包，計算預估延時所依據的公式如下：

26、，

27、式中，pre表示預估延時，t_base表示基礎延時時間，k表示衰減系數，且k的取值為0~1，e表示自然對數的底數，δ表示擁堵因子超過標準閾值的差值；(e^(-k*δ))表示指數衰減函數，t_min表示最小延時時間；

28、擁堵因子超過標準閾值的差值δ的計算公式為：δ=g－by，by表示標準閾值。

29、進一步的，采用疊加重傳策略的過程如下：

30、依據實時的丟包率和評估閾值，搭建計算預估模型，生成增加的重傳預估次數，并按照重傳預估次數和既定重傳次數的累加值，來增加對應數據包的重傳次數。

31、進一步的，計算增加的重傳預估次數依據的公式如下：

32、，式中，zgs表示增加的重傳預估次數，ceil?是向上取整函數，a和b均是調整系數，且a和b的取值范圍均為[1，5]，dl表示實時的丟包率，py表示評估閾值。

33、（三）有益效果

34、本發明提供了基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，具備以下有益效果：

35、（1）通過實時監控交換機上經過的數據包并捕獲關鍵信息，實現了對數據包的全面追蹤與管理，利用序列號檢測數據包的丟失情況，提高了數據傳輸的可靠性；同時，通過綜合計算框架動態生成預估時間窗口，結合擁堵因子的計算，更準確地反映了不斷變化的網絡環境，能夠及時發現并解決網絡問題，優化了網絡性能，提升了網絡的可靠性；

36、（2）采用局部鏈路重傳機制能夠在檢測到數據包丟失后觸發，通過直接從源地址請求重傳，實現了對丟失數據包的恢復，確保了數據傳輸的完整性和連續性；由于重傳請求是局部性的，只在直接相連的鏈路上進行，避免了不必要的網絡擁堵和延遲，提高了網絡的整體效率；

37、（3）通過動態調整和優化重傳策略，提高了網絡傳輸的穩定性和可靠性，減少了網絡負擔，并提高了數據包恢復的成功率，解決了傳統重傳機制在應對網絡環境變化時的不足，提升了網絡通信的整體性能。

技術特征：

1.基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，其特征在于：關鍵信息還包括：源地址、目的地址、時間戳以及qos標記。

3.根據權利要求2所述的基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，其特征在于：延遲數據集還包括傳輸延遲和處理延遲；

4.根據權利要求3所述的基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，其特征在于：搭建綜合計算框架，生成預估時間窗口的過程如下：

5.根據權利要求4所述的基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，其特征在于：無論擁堵因子是否超過預設標準閾值的條件下，同步從關鍵信息中提取并判斷丟失數據包中是否存在qos標記，對存在qos標記的丟失數據包進行優先重傳。

6.根據權利要求5所述的基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，其特征在于：采用延時重傳策略的過程如下：

7.根據權利要求6所述的基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，其特征在于：擁堵因子超過標準閾值的差值δ的計算公式為：δ=g－by，by表示標準閾值。

8.根據權利要求7所述的基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，其特征在于：采用疊加重傳策略的過程如下：

9.根據權利要求8所述的基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，其特征在于：計算增加的重傳預估次數依據的公式如下：

技術總結
本發明公開了基于局部鏈路重傳技術的高效數據包恢復方法，涉及數據包恢復技術領域，該方法包括如下步驟：S1、數據包監控：在任意兩個服務器之間通過配置交換機進行數據傳輸的狀態下，于交換機內部署監控機制，對所有經過的數據包進行實時監控，記錄數據包的關鍵信息；S2、丟失檢測：利用序列號對連續通過交換機的數據包進行追蹤，當檢測到序列號不連續或數據包未在設定的預估時間窗口內到達時，則判定數據包丟失，發出預警信號；其技術要點為：通過動態調整和優化重傳策略，提高了網絡傳輸的穩定性和可靠性，減少了網絡負擔，并提高了數據包恢復的成功率，解決了傳統重傳機制在應對網絡環境變化時的不足，提升了網絡通信的整體性能。

技術研發人員：高一凡,諸岳鋒,許浩
受保護的技術使用者：杭州流形新網絡科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21