基于UDP引擎的数据传输方法、装置、设备及介质与流程

基于udp引擎的数据传输方法、装置、设备及介质
技术领域
1.本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于udp引擎的数据传输方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.udp（user data protocol，用户数据报协议）/tcp（transport control protocol，传输控制协议）是网络开发中最常见的通讯协议。tcp能够提供可靠传输，在需要保证数据可靠的网络通信场景下应用广泛，但是由于tcp协议内部实现的复杂性，导致tcp的传输时延相较于udp更大，因此，在一些要求低时延的场景下tcp并没有优势，开发者更推崇使用udp，然而udp属于不可靠传输，无法保证消息的可靠性。
3.因此，亟需一种既能保证可靠性传输，又能保证比tcp更低时延的数据传输方案。


技术实现要素：

4.鉴于以上内容，有必要提供一种基于udp引擎的数据传输方法、装置、设备及介质，旨在解决数据传输过程中无法同时保证低时延、高可靠性的问题。
5.一种基于udp引擎的数据传输方法，所述基于udp引擎的数据传输方法包括：获取预先构建的udp引擎及网络库；其中，所述网络库中包括多个子网络库；确定目标网卡的目标网卡类型；根据所述目标网卡类型在所述网络库中进行查询，得到目标子网络库；检测当前数据流向；采用旁路内核协议栈技术，基于所述当前数据流向，并利用所述udp引擎及所述目标子网络库在目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输。
6.根据本发明优选实施例：所述udp引擎包括用于开发的统一的接口；所述udp引擎模拟tcp协议的部分功能；所述部分功能包括：连接过程的三次握手和两次挥手、基于内存队列实现的发送滑动窗口机制、根据tcp/ip协议规定的mtu实现的报文拆分和重组、基于在分片报文中添加字段实现的报文乱序重排机制、ack确认机制、报文丢失重传机制、通过双向心跳报文确保连接状态的机制。
7.根据本发明优选实施例，所述根据所述目标网卡类型在所述网络库中进行查询，得到目标子网络库包括：当所述目标网卡类型为solarflare网卡时，从所述网络库中获取与所述solarflare网卡对应的efvi网络库作为所述目标子网络库；或者当所述目标网卡类型为mellanox网卡时，从所述网络库中获取与所述mellanox网卡对应的libverbs网络库作为所述目标子网络库；或者当所述目标网卡类型为支持dpdk的网卡时，从所述网络库中获取与所述支持dpdk的网卡对应的dpdk网络库作为所述目标子网络库。
8.根据本发明优选实施例，所述方法还包括：当所述目标网卡类型为除所述solarflare网卡、所述mellanox网卡及所述支持dpdk的网卡外的其他无法支持所述旁路内核协议栈技术的网卡时，采用tcp/ip内核协议栈在所述目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输。
9.根据本发明优选实施例，所述采用旁路内核协议栈技术，基于所述当前数据流向，并利用所述udp引擎及所述目标子网络库在目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输包括：当所述当前数据流向为由所述目标网卡向所述目标应用程序传输数据时，通过所述目标子网络库从所述目标网卡接收第一帧数据，通过所述目标子网络库将所述第一帧数据传输至所述udp引擎，由所述udp引擎对所述第一帧数据进行协议解析得到第一数据包，并由所述udp引擎将所述第一数据包递交至所述目标应用程序；当所述当前数据流向为由所述目标应用程序向所述目标网卡传输数据时，通过所述udp引擎从所述目标应用程序接收第二数据包，通过所述udp引擎为所述第二数据包填充tcp/ip协议头部结构，以对所述第二数据包进行封装得到第二帧数据，由所述udp引擎将所述第二帧数据传输至所述目标子网络库，并由所述目标子网络库将所述第二帧数据递交至所述目标网卡。
10.根据本发明优选实施例，所述udp引擎采用数据面和控制面分离的方式；所述方法还包括：当在两个udp引擎间建立连接时，在所述两个udp引擎间创建数据层网络传输通道及控制层网络传输通道；其中，所述数据层网络传输通道用于传输应用程序发送的数据；其中，所述控制层网络传输通道用于传输所述两个udp引擎中每个udp引擎内部的控制报文。
11.根据本发明优选实施例，所述udp引擎采用双线程进行报文处理；所述方法还包括：当处理网卡接收的数据面帧数据时，启用所述双线程中的第一线程对所述数据面帧数据进行分片、报文重组及排序；当处理网卡接收的控制面消息时，启用所述双线程中的第二线程以分段任务处理所述控制面消息，并执行三次握手、两次挥手、心跳保活、报文确认和重传。
12.一种基于udp引擎的数据传输装置，所述基于udp引擎的数据传输装置包括：获取单元，用于获取预先构建的udp引擎及网络库；其中，所述网络库中包括多个子网络库；确定单元，用于确定目标网卡的目标网卡类型；查询单元，用于根据所述目标网卡类型在所述网络库中进行查询，得到目标子网络库；检测单元，用于检测当前数据流向；传输单元，用于采用旁路内核协议栈技术，基于所述当前数据流向，并利用所述udp引擎及所述目标子网络库在目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输。
13.一种计算机设备，所述计算机设备包括：
存储器，存储至少一个指令；及处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现所述基于udp引擎的数据传输方法。
14.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被计算机设备中的处理器执行以实现所述基于udp引擎的数据传输方法。
15.由以上技术方案可以看出，本发明能够基于目标网卡的目标网卡类型在预先构建的网络库中查询目标子网络库，屏蔽了底层网卡差异，并采用旁路内核协议栈技术，基于当前数据流向，并利用udp引擎及目标子网络库在目标应用程序与目标网卡间进行数据传输，由于旁路内核协议栈技术无需占用内核协议中的时延开销，因此在基于udp引擎保证数据可靠传输的同时还能保证数据传输过程中具有较低的时延。
附图说明
16.图1是本发明基于udp引擎的数据传输方法的较佳实施例的流程图。
17.图2是本发明基于udp引擎的数据传输数据流示意图。
18.图3是本发明基于udp引擎的数据传输装置的较佳实施例的功能模块图。
19.图4是本发明实现基于udp引擎的数据传输方法的较佳实施例的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
21.如图1所示，是本发明基于udp引擎的数据传输方法的较佳实施例的流程图。根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
22.所述基于udp引擎的数据传输方法应用于一个或者多个计算机设备中，所述计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、数字处理器(digital signal processor，dsp)、嵌入式设备等。
23.所述计算机设备可以是任何一种可与用户进行人机交互的电子产品，例如，个人计算机、平板电脑、智能手机、个人数字助理（personal digital assistant，pda）、游戏机、交互式网络电视（internet protocol television，iptv）、智能式穿戴式设备等。
24.所述计算机设备还可以包括网络设备和/或用户设备。其中，所述网络设备包括，但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算(cloud computing)的由大量主机或网络服务器构成的云。
25.所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(content delivery network，cdn)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
26.其中，人工智能（artificial intelligence，ai)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
27.人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、机器人技术、生物识别技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等几大方向。
28.所述计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、虚拟专用网络（virtual private network，vpn）等。
29.s10，获取预先构建的udp（user data protocol，用户数据报协议）引擎及网络库；其中，所述网络库中包括多个子网络库。
30.在本实施例中，所述udp引擎包括用于开发的统一的接口；所述udp引擎模拟tcp（transmission control protocol，传输控制协议）协议的部分功能，所述部分功能包括：连接过程的三次握手和两次挥手、基于内存队列实现的发送滑动窗口机制、根据tcp/ip（transmission control protocol/internet protocol，传输控制协议/网际协议）协议规定的mtu（maximum transmission unit，最大传输单元）实现的报文拆分和重组、基于在分片报文中添加字段实现的报文乱序重排机制、ack（acknowledge character，确认字符）确认机制、报文丢失重传机制、通过双向心跳报文确保连接状态的机制等。
31.其中，所述udp引擎为一套sdk（software development kit，软件开发工具包），可供开发者使用sdk提供的api（application programming interface，应用程序编程接口）进行网络开发。
32.其中，所述api即所述统一的接口。
33.其中，传统的tcp协议采用三次挥手，相比较而言，所述udp引擎采用两次挥手，因此处理速度更快。
34.其中，通过所述ack确认机制和所述报文丢失重传机制能够保证消息的可靠送达。
35.在上述实施例中，通过利用所述udp引擎模拟tcp协议的部分功能，能够保证数据传输的可靠性。
36.在本实施例中，所述网络库用于收发网络帧数据。
37.s11，确定目标网卡的目标网卡类型。
38.在本实施例中，所述目标网卡类型可以包括，但不限于：solarflare网卡、mellanox网卡及支持dpdk（data plane development kit，数据平面开发套件）的网卡等。
39.s12，根据所述目标网卡类型在所述网络库中进行查询，得到目标子网络库。
40.在本实施例中，所述根据所述目标网卡类型在所述网络库中进行查询，得到目标子网络库包括：当所述目标网卡类型为solarflare网卡时，从所述网络库中获取与所述solarflare网卡对应的efvi网络库作为所述目标子网络库；或者当所述目标网卡类型为mellanox网卡时，从所述网络库中获取与所述mellanox网卡对应的libverbs网络库作为所述目标子网络库；或者当所述目标网卡类型为支持dpdk的网卡时，从所述网络库中获取与所述支持dpdk的网卡对应的dpdk网络库作为所述目标子网络库。
41.在上述实施例中，能够根据不同类型的网卡使用不同的更底层的网络库收发网络
帧数据，以屏蔽底层网卡差异。
42.在本实施例中，所述方法还包括：当所述目标网卡类型为除所述solarflare网卡、所述mellanox网卡及所述支持dpdk的网卡外的其他无法支持所述旁路内核协议栈技术的网卡时，采用tcp/ip内核协议栈在所述目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输。
43.通过上述实施例，能够进一步保证数据的正常传输。
44.s13，检测当前数据流向。
45.其中，所述当前数据流可以为由所述目标网卡向所述目标应用程序传输数据，也可以为由所述目标应用程序向所述目标网卡传输数据。
46.s14，采用旁路内核协议栈技术，基于所述当前数据流向，并利用所述udp引擎及所述目标子网络库在目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输。
47.具体地，请参见图2，是本发明基于udp引擎的数据传输数据流示意图。所述采用旁路内核协议栈技术，基于所述当前数据流向，并利用所述udp引擎及所述目标子网络库在目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输包括：当所述当前数据流向为由所述目标网卡向所述目标应用程序传输数据时，通过所述目标子网络库从所述目标网卡接收第一帧数据，通过所述目标子网络库将所述第一帧数据传输至所述udp引擎，由所述udp引擎对所述第一帧数据进行协议解析得到第一数据包，并由所述udp引擎将所述第一数据包递交至所述目标应用程序；当所述当前数据流向为由所述目标应用程序向所述目标网卡传输数据时，通过所述udp引擎从所述目标应用程序接收第二数据包，通过所述udp引擎为所述第二数据包填充tcp/ip协议头部结构，以对所述第二数据包进行封装得到第二帧数据，由所述udp引擎将所述第二帧数据传输至所述目标子网络库，并由所述目标子网络库将所述第二帧数据递交至所述目标网卡。
48.需要说明的是，传统的数据传输采用的是内核协议栈技术，由于占用了内核协议中的时延开销，因此具有较高的时延。
49.相比较而言，本实施例结合所述udp引擎及所述网络库实现了所述旁路内核协议栈技术，能够在保证数据可靠传输的同时保证传输过程中具有较低的时延。
50.在本实施例中，所述udp引擎采用数据面和控制面分离的方式；所述方法还包括：当在两个udp引擎间建立连接时，在所述两个udp引擎间创建数据层网络传输通道及控制层网络传输通道；其中，所述数据层网络传输通道用于传输应用程序发送的数据；其中，所述控制层网络传输通道用于传输所述两个udp引擎中每个udp引擎内部的控制报文。
51.其中，所述每个udp引擎内部的控制报文可以包括，但不限于：sync、ack、retrans、heartbeat等。
52.在上述实施例中，由于数据层网络传输通道独占一个网络通道，排除了其他控制报文的干扰，因此保证了消息传输有更高的性能。
53.在本实施例中，所述udp引擎采用双线程进行报文处理；所述方法还包括：当处理网卡接收的数据面帧数据时，启用所述双线程中的第一线程对所述数据面
帧数据进行分片、报文重组及排序；当处理网卡接收的控制面消息时，启用所述双线程中的第二线程以分段任务处理所述控制面消息，并执行三次握手、两次挥手、心跳保活、报文确认和重传。
54.在上述实施例中，采用双线程进行报文处理，相比于其他网络数据库（例如boost网络库）具有更低的资源使用，进而保证了资源的低占用率。
55.本实施例中的所述udp引擎通过旁路内核协议栈技术和数据通道独占技术实现了数据传输的低时延和高性能；通过模拟tcp的内部机制保证了消息传输的可靠性，兼顾了可靠和性能要求；同时采用双线程进行报文处理保证了资源的低占用率。本实施例适用于低时延网络开发场景需求，同时保证了消息的可靠传输，支持海量连接下的低资源使用。
56.由以上技术方案可以看出，本发明能够基于目标网卡的目标网卡类型在预先构建的网络库中查询目标子网络库，屏蔽了底层网卡差异，并采用旁路内核协议栈技术，基于当前数据流向，并利用udp引擎及目标子网络库在目标应用程序与目标网卡间进行数据传输，由于旁路内核协议栈技术无需占用内核协议中的时延开销，因此在基于udp引擎保证数据可靠传输的同时还能保证数据传输过程中具有较低的时延。
57.如图3所示，是本发明基于udp引擎的数据传输装置的较佳实施例的功能模块图。所述基于udp引擎的数据传输装置11包括获取单元110、确定单元111、查询单元112、检测单元113、传输单元114。本发明所称的模块/单元是指一种能够被处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块/单元的功能将在后续的实施例中详述。
58.其中：所述获取单元110，用于获取预先构建的udp（user data protocol，用户数据报协议）引擎及网络库；其中，所述网络库中包括多个子网络库；所述确定单元111，用于确定目标网卡的目标网卡类型；所述查询单元112，用于根据所述目标网卡类型在所述网络库中进行查询，得到目标子网络库；所述检测单元113，用于检测当前数据流向；所述传输单元114，用于采用旁路内核协议栈技术，基于所述当前数据流向，并利用所述udp引擎及所述目标子网络库在目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输。
59.由以上技术方案可以看出，本发明能够基于目标网卡的目标网卡类型在预先构建的网络库中查询目标子网络库，屏蔽了底层网卡差异，并采用旁路内核协议栈技术，基于当前数据流向，并利用udp引擎及目标子网络库在目标应用程序与目标网卡间进行数据传输，由于旁路内核协议栈技术无需占用内核协议中的时延开销，因此在基于udp引擎保证数据可靠传输的同时还能保证数据传输过程中具有较低的时延。
60.如图4所示，是本发明实现基于udp引擎的数据传输方法的较佳实施例的计算机设备的结构示意图。
61.所述计算机设备1可以包括存储器12、处理器13和总线，还可以包括存储在所述存储器12中并可在所述处理器13上运行的计算机程序，例如基于udp引擎的数据传输程序。
62.本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是计算机设备1的示例，并不构成对计算机设备1的限定，所述计算机设备1既可以是总线型结构，也可以是星形结构，所述计算机设备1还可以包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件，或者不同的部件布置，例如所述
计算机设备1还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
63.需要说明的是，所述计算机设备1仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本发明，也应包含在本发明的保护范围以内，并以引用方式包含于此。
64.其中，存储器12至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：sd或dx存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器12在一些实施例中可以是计算机设备1的内部存储单元，例如该计算机设备1的移动硬盘。存储器12在另一些实施例中也可以是计算机设备1的外部存储设备，例如计算机设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（smart media card，smc）、安全数字（secure digital，sd）卡、闪存卡（flash card）等。进一步地，存储器12还可以既包括计算机设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器12不仅可以用于存储安装于计算机设备1的应用软件及各类数据，例如基于udp引擎的数据传输程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
65.处理器13在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（central processing unit，cpu）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。处理器13是所述计算机设备1的控制核心（control unit），利用各种接口和线路连接整个计算机设备1的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器12内的程序或者模块（例如执行基于udp引擎的数据传输程序等），以及调用存储在所述存储器12内的数据，以执行计算机设备1的各种功能和处理数据。
66.所述处理器13执行所述计算机设备1的操作系统以及安装的各类目标应用程序。所述处理器13执行所述目标应用程序以实现上述各个基于udp引擎的数据传输方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤。
67.示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器12中，并由所述处理器13执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机可读指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述计算机设备1中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成获取单元110、确定单元111、查询单元112、检测单元113、传输单元114。
68.上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、计算机设备，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本发明各个实施例所述基于udp引擎的数据传输方法的部分。
69.所述计算机设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指示相关的硬件设备来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。
70.其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机
存储器、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器等。
71.进一步地，计算机可读存储介质可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的目标应用程序等；存储数据区可存储根据区块链节点的使用所创建的数据等。
72.本发明所指区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链(blockchain)，本质上是一个去中心化的数据库，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。区块链可以包括区块链底层平台、平台产品服务层以及应用服务层等。
73.总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称pci）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称eisa）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，在图4中仅用一根直线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。所述总线被设置为实现所述存储器12以及至少一个处理器13等之间的连接通信。
74.尽管未示出，所述计算机设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器13逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述计算机设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、wi-fi模块等，在此不再赘述。
75.进一步地，所述计算机设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如wi-fi接口、蓝牙接口等），通常用于在该计算机设备1与其他计算机设备之间建立通信连接。
76.可选地，该计算机设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（display）、输入单元（比如键盘（keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled（organic light-emitting diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在计算机设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
77.应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
78.图4仅示出了具有组件12-13的计算机设备1，本领域技术人员可以理解的是，图4示出的结构并不构成对所述计算机设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
79.结合图1，所述计算机设备1中的所述存储器12存储多个指令以实现一种基于udp引擎的数据传输方法，所述处理器13可执行所述多个指令从而实现：获取预先构建的udp引擎及网络库；其中，所述网络库中包括多个子网络库；确定目标网卡的目标网卡类型；根据所述目标网卡类型在所述网络库中进行查询，得到目标子网络库；检测当前数据流向；
采用旁路内核协议栈技术，基于所述当前数据流向，并利用所述udp引擎及所述目标子网络库在目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输。
80.具体地，所述处理器13对上述指令的具体实现方法可参考图1对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
81.需要说明的是，本案中所涉及到的数据均为合法取得。
82.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
83.本发明可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
84.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
85.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
86.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
87.因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
88.此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。本发明中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
89.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于udp引擎的数据传输方法，其特征在于，所述基于udp引擎的数据传输方法包括：获取预先构建的udp引擎及网络库；其中，所述网络库中包括多个子网络库；确定目标网卡的目标网卡类型；根据所述目标网卡类型在所述网络库中进行查询，得到目标子网络库；检测当前数据流向；采用旁路内核协议栈技术，基于所述当前数据流向，并利用所述udp引擎及所述目标子网络库在目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输。2.如权利要求1所述的基于udp引擎的数据传输方法，其特征在于：所述udp引擎包括用于开发的统一的接口；所述udp引擎模拟tcp协议的部分功能；所述部分功能包括：连接过程的三次握手和两次挥手、基于内存队列实现的发送滑动窗口机制、根据tcp/ip协议规定的mtu实现的报文拆分和重组、基于在分片报文中添加字段实现的报文乱序重排机制、ack确认机制、报文丢失重传机制、通过双向心跳报文确保连接状态的机制。3.如权利要求1所述的基于udp引擎的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述目标网卡类型在所述网络库中进行查询，得到目标子网络库包括：当所述目标网卡类型为solarflare网卡时，从所述网络库中获取与所述solarflare网卡对应的efvi网络库作为所述目标子网络库；或者当所述目标网卡类型为mellanox网卡时，从所述网络库中获取与所述mellanox网卡对应的libverbs网络库作为所述目标子网络库；或者当所述目标网卡类型为支持dpdk的网卡时，从所述网络库中获取与所述支持dpdk的网卡对应的dpdk网络库作为所述目标子网络库。4.如权利要求3所述的基于udp引擎的数据传输方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述目标网卡类型为除所述solarflare网卡、所述mellanox网卡及所述支持dpdk的网卡外的其他无法支持所述旁路内核协议栈技术的网卡时，采用tcp/ip内核协议栈在所述目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输。5.如权利要求1所述的基于udp引擎的数据传输方法，其特征在于，所述采用旁路内核协议栈技术，基于所述当前数据流向，并利用所述udp引擎及所述目标子网络库在目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输包括：当所述当前数据流向为由所述目标网卡向所述目标应用程序传输数据时，通过所述目标子网络库从所述目标网卡接收第一帧数据，通过所述目标子网络库将所述第一帧数据传输至所述udp引擎，由所述udp引擎对所述第一帧数据进行协议解析得到第一数据包，并由所述udp引擎将所述第一数据包递交至所述目标应用程序；当所述当前数据流向为由所述目标应用程序向所述目标网卡传输数据时，通过所述udp引擎从所述目标应用程序接收第二数据包，通过所述udp引擎为所述第二数据包填充tcp/ip协议头部结构，以对所述第二数据包进行封装得到第二帧数据，由所述udp引擎将所述第二帧数据传输至所述目标子网络库，并由所述目标子网络库将所述第二帧数据递交至所述目标网卡。6.如权利要求1所述的基于udp引擎的数据传输方法，其特征在于，所述udp引擎采用数
据面和控制面分离的方式；所述方法还包括：当在两个udp引擎间建立连接时，在所述两个udp引擎间创建数据层网络传输通道及控制层网络传输通道；其中，所述数据层网络传输通道用于传输应用程序发送的数据；其中，所述控制层网络传输通道用于传输所述两个udp引擎中每个udp引擎内部的控制报文。7.如权利要求1所述的基于udp引擎的数据传输方法，其特征在于，所述udp引擎采用双线程进行报文处理；所述方法还包括：当处理网卡接收的数据面帧数据时，启用所述双线程中的第一线程对所述数据面帧数据进行分片、报文重组及排序；当处理网卡接收的控制面消息时，启用所述双线程中的第二线程以分段任务处理所述控制面消息，并执行三次握手、两次挥手、心跳保活、报文确认和重传。8.一种基于udp引擎的数据传输装置，其特征在于，所述基于udp引擎的数据传输装置包括：获取单元，用于获取预先构建的udp引擎及网络库；其中，所述网络库中包括多个子网络库；确定单元，用于确定目标网卡的目标网卡类型；查询单元，用于根据所述目标网卡类型在所述网络库中进行查询，得到目标子网络库；检测单元，用于检测当前数据流向；传输单元，用于采用旁路内核协议栈技术，基于所述当前数据流向，并利用所述udp引擎及所述目标子网络库在目标应用程序与所述目标网卡间进行数据传输。9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：存储器，存储至少一个指令；及处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现如权利要求1至7中任意一项所述的基于udp引擎的数据传输方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被计算机设备中的处理器执行以实现如权利要求1至7中任意一项所述的基于udp引擎的数据传输方法。

技术总结
本发明涉及计算机技术领域，提供一种基于UDP引擎的数据传输方法、装置、设备及介质，能够基于目标网卡的目标网卡类型在预先构建的网络库中查询目标子网络库，进而能够基于不同类型目标网卡预先构建的网络库提供统一接口，屏蔽了底层网卡差异，并采用旁路内核协议栈技术，基于当前数据流向，并利用UDP引擎及目标子网络库在目标应用程序与目标网卡间进行数据传输，进而能够结合旁路内核协议栈技术及UDP引擎实现目标应用程序与目标网间的数据传输，由于旁路内核协议栈技术无需占用内核协议中的时延开销，因此在基于UDP引擎保证数据可靠传输的同时还能保证数据传输过程中具有较低的时延。的时延。的时延。


技术研发人员：牛亮亮 赵楠 林泽南 张卫
受保护的技术使用者：深圳华锐分布式技术股份有限公司
技术研发日：2023.08.15
技术公布日：2023/9/14