数据传送系统和方法技术方案

本发明专利技术是一种数据传送系统和方法，能够可靠地组播传送数据，包括：数据分发服务器，通过广播网络向终端发送数据；数据分发辅助路由器，接收并处理终端的修复请求；以及多个客户机，接收来自广播网的数据，当发现有数据丢失或损坏时，通过上述通信网络向数据分发辅助路由器发送修复请求。上述辅助路由器收到客户机的修复请求，根据重传请求终端数和网络忙闲状况，计算本地修复成本，从而决定通过通信网进行本地修复，还是向数据分发服务器发送修复请求。当数据分发服务器收到多个辅助路由器的修复请求，计算出所有区域进行本地修复的总成本，并和广播网修复成本进行比较，从而决定通过广播网进行数据修复，还是通知辅助路由器进行本地修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别涉及一种通信和广播网融合系统中由本地修复路由器协同数据分发服务器进行数据重传的数据传送系统及传送方法。
技术介绍
在组播通信系统中，服务器向多个终端传送相同数据时，只需发送一份数据拷贝， 因而节省了带宽和服务器资源。但是，当前许多应用使用不可靠的组播协议进行信息分发。 对于某些应用来说，要求所有的终端都能接收到完整的数据。为了实现可靠的组 播数据传送，一个常用的方法是当终端检测到有数据丢失或损坏时，直接向服务器发送数 据丢失报告，服务器接收到丢失报告后，向终端重传丢失数据。当有许多终端时，该方法需 要服务器处理大量的数据修复请求消息，对同一个数据进行多次重传，从而消耗了大量的 带宽和资源。 当前已提出了多种减少数据重传的系统和方法。例如，美国专利7， 289， 500可靠 组播数据传输方法和系统提出的可靠组播数据传送系统中，服务器通过组播信道向终端 发送数据，而终端通过控制信道向服务器反馈书记损坏或丢失信息。为了减少数据重传，服 务器合并终端的重传请求后，再把修复数据通过组播信道进行重传。 该方法减少了从服务器到终端的数据重传，但它没有减少从终端到服务器的相同 重传请求，大量的相同重传请求消耗了服务器资源，占用了带宽，不利于系统的大规模扩 展。同时即使有很少的终端需要重传，也要经过组播信道进行重传，占用了组播信道资源， 同时其它终端都要处理该请求，消耗了其它终端资源。 因此需要一种方法减少从终端到服务器的重传请求，避免大量相同重传请求同时 发送给服务器而引起的重传请求爆炸问题，同时使用最小的重传代价确保每个终端都能收 到所有的数据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种数据传送系统，该系统能够可靠地通 过组播传送数据，同时减小恢复代价，有效利用系统资源。该系统包括数据分发服务器， 通过广播网络向终端发送数据；数据分发辅助路由器，接收并处理终端的修复请求；广播 网络，单向连接数据分发服务器和终端；通信网络，连接上述数据分发服务器，本地修复路 由器和终端；以及多个终端，接收来自广播网的数据，当发现有数据丢失或损坏时，通过通 信网络向数据分发辅助路由器发送修复请求。当数据分发辅助路由器收到终端的修复请求 时，根据重传请求终端数和网络忙闲状况，计算本地修复成本，从而决定通过通信网进行本 地修复，还是向数据分发服务器发送修复请求。当数据分发服务器收到多个数据分发辅助 路由器的修复请求，计算出所有区域进行本地修复的总成本，并和广播网修复成本进行比 较，从而决定通过广播网进行数据修复，还是通知各数据分发辅助路由器进行本地修复。 本专利技术还提供了一种数据传送系统的数据传送方法，能够可靠地组播传送数据，上述数据传送系统包括数据分发服务器、数据分发辅助路由器、广播网络、通信网络以及属 于不同区域的多个终端。该数据传送方法包括以下步骤数据分发服务器通过广播网向 多个终端组播发送数据；终端检测接收的数据是否有丢失或损坏；检测有数据丢失或损坏 时，上述终端向本区域的数据分发辅助路由器发送数据丢失报告；上述数据分发辅助路由 器收到终端的数据丢失报告，根据丢失该数据的终端数，和通信网忙闲状况，计算出由该数 据分发辅助路由器进行本地修复的代价，同时和本地修复代价上限做比较，如果小于本地 修复代价上限，则进行本地修复，否则，向数据分发服务器发送修复请求，报告数据丢失和 本地修复代价；上述数据分发服务器收到来自数据分发辅助路由器的修复请求消息，计算 出所有区域进行本地修复的总成本，同时和广播修复成本进行比较，如果本地修复的总成 本小于广播修复成本，通知各数据分发辅助路由器进行本地修复，否则，由数据分发服务器 通过广播网络进行数据修复。 上述系统和方法减小了终端发到服务器的修复请求消息，避免了由于大量终端同 时向服务器发送修复请求消息而引起的修复请求爆炸问题，同时减小了修复成本，提高了 系统利用率。 本专利技术还提供了一种本地修复路由器，包括网络接口单元，连接通信网络，通过 通信网络与终端和数据分发服务器进行通信；存储单元，缓存来自广播服务器发送的数据， 记录终端数据丢失信息；修复请求处理单元，接收并处理来自终端的修复请求，统计并计算 本地修复成本，并和本地修复成本上限做比较，根据比较结果决定进行本地修复还是向数 据分发服务器发送请求消息。附图说明 图1是表示本专利技术的网络系统配置图。 图2A是表示本专利技术中数据分发服务器(DBS)的系统架构图。 图2B是本专利技术的DBS中修复请求数据库的文件记录表示意图。 图3A是本专利技术的数据分发辅助路由器(LRR)的系统架构图。 图3B是本专利技术的LRR中修复请求数据库的文件记录示意图。 图3C-D是本专利技术计算本地修复成本的函数曲线示意图。 图4是本专利技术修复数据重传方式决定示意图。 图5A-C是本专利技术各种修复数据方式的的信令流图。 图6A是本专利技术的LRR处理终端修复请求的流程图。 图6B是本专利技术的DBS处理LRR修复请求的流程图。 图7是本专利技术的重传代价CB(e)与重传率e的关系的曲线示意图 图8是本专利技术的修复请求消息格式和修复请求响应消息格式的示意图。具体实施例方式为了全面理解本专利技术，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细阐述。 图1是表示本专利技术的网络系统配置图。该系统包含内容广播服务器(数据分发服 务器DBS)1，通信网3，广播网4和许多终端5。通信网3中包含多个数据分发辅助路由器 (数据分发辅助路由器LRR)2。根据连接的LRR不同，终端被分成多个区域5N。 DBS通过广播网4向终端5发送数据。LRR也接收并缓存DBS发送的数据。当终端5检测到有数据丢 失或损坏时，向本区域的LRR发送修复请求消息。LRR根据对该数据的重传请求终端数，和 本地网络忙闲状况，决定通过通信网3进行本地恢复数据，还是请求DBS通过广播网进行数 据修复。DBS接收所有区域的LRR的修复请求，对广播网和通信网的重传代价进行比较，并 根据比较结果，决定由DBS通过广播网4进行数据修复，还是通知各LRR进行本地修复。 由数据分发服务器和数据分发辅助路由器分发的数据，被分割为预定大小，并由 用唯一的编号确定的数据块的集合而构成。 图2A是表示本专利技术中数据分发服务器DBS的系统架构图。DBS由网络接口单元 10， CPU12，存储单元14，修复请求处理单元16和总线18构成。网络接口单元包含通信网 络接口 101和广播网络接口 103。通信网络接口 101与通信网络3连接，广播网络接口 103 连接广播网4。存储单元14包含数据存储模块141和修复请求数据库模块143。数据存储 模块141存储发送内容，修复请求数据库模块143记录来自数据分发辅助路由器LRR的修 复请求信息。修复请求处理单元(控制单元)16处理来自LRR的修复请求信息。其中接收 并统计重传请求模块161接收来自LRR的修复请求，并向修复请求数据库143记录各区域 的修复请求和本地修复成本。通知LRR进行本地恢复模块165向LRR发送本地修复消息， 通知LRR进行本地修复。广播网修复模块167在数据存储模块141中查找修复数据，并通 过广播网接口将修复数据发送给所有终端5。 计算本地总修复成本ClK模块163根据各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据分发辅助路由器，包括：通信网络接口，与通信网络连接，通过该通信网络与进行数据分发的数据分发服务器及接收数据的客户机进行通信；存储单元，存储包括请求数据再发送的客户机的数量、表示数据再发送的成本的数据再发送成本、表示允许数据再发送的成本的上限值的数据再发送成本阈值的数据修复信息；控制部，在所述通信网络接口从所述客户机接收到包括需要再发送的数据块的数据修复请求时，根据所述通信网络的使用率和请求数据再发送的客户机的数量计算数据再发送成本，对所述数据再发送成本与所述数据再发送成本阈值进行比较，在所述数据再发送成本比所述数据再发送成本阈值小的情况下，将需要再发送的所述数据块向所述客户机发送。

【技术特征摘要】
一种数据分发辅助路由器，包括通信网络接口，与通信网络连接，通过该通信网络与进行数据分发的数据分发服务器及接收数据的客户机进行通信；存储单元，存储包括请求数据再发送的客户机的数量、表示数据再发送的成本的数据再发送成本、表示允许数据再发送的成本的上限值的数据再发送成本阈值的数据修复信息；控制部，在所述通信网络接口从所述客户机接收到包括需要再发送的数据块的数据修复请求时，根据所述通信网络的使用率和请求数据再发送的客户机的数量计算数据再发送成本，对所述数据再发送成本与所述数据再发送成本阈值进行比较，在所述数据再发送成本比所述数据再发送成本阈值小的情况下，将需要再发送的所述数据块向所述客户机发送。2. 根据权利要求1所述的数据分发辅助路由器，其特征在于，所述控制部在所述数据再发送成本比所述数据再发送成本阈值大的情况下，控制所述通信网络接口将包括所述数据块和所述数据再发送成本的数据修复请求发送给所述数据分发服务器。3. 根据权利要求1所述的数据分发辅助路由器，其特征在于，所述存储单元具有修复请求数据库，存储数据识别符、和确定数据块的数据块编号，所述存储单元还具有内容缓存器，缓存存储数据分发服务器发送的数据，所述数据识别符用于识别被分割为预定大小、用唯一的编号确定的数据块的集合构成的分发数据。4. 根据权利要求3所述的数据分发辅助路由器，其特征在于，在所述数据再发送成本比所述数据再发送成本阈值小的情况下，所述控制部检索所述数据修复信息数据库，判断是否有所述需要再发送的数据块，在所述数据修复信息数据库中存在所述数据库时，将所述数据块向所述客户机发送；在所述数据修复信息数据库中没有所述数据块时，向所述数据分发服务器请求所述数据块。5. 根据权利要求1所述的数据分发辅助路由器，其特征在于，所述数据再发送包括单播发送和组播发送，所述数据再发送成本是请求数据再发送的客户机的数量与每个单播发送成本的积与组播发送成本中的较小者。6. 根据权利要求5所述的数据分发辅助路由器，其特征在于，在数据再发送的客户机的数量与每个单播发送成本的积比组播发送成本小时，通过单播发送进行数据再发送；在数据再发送的客户机的数量与每个单播发送成本的积比组播发送成本大时，通过组播发送进行数据再发送。7. 根据权利要求1所述的数据分发辅助路由器，其特征在于，所述数据再发送成本随网络的使用率和请求数据再发送的客户机的数量单调增加。8. —种数据分发服务器，包括通信网络接口，与通信网络连接，与经由该网络辅助进行数据分发的数据分发辅助路由器及接收数据的客户机进行通信；广播网接口，与广播网连接，与经由所述广播网接收数据的客户机进行通信；存储单元，存储包括所述数据分发辅助路由器的数据再发送成本列表、表示允许广播网数据发送的成本的上限值的广播网数据发送成本阈值的数据修复信息；控制部，在所述通信网络接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛志升，顾黎，吕继萍，吉内英也，
申请(专利权)人：清华大学，株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]