專利名稱：基于數(shù)據(jù)包ip頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，特別涉及數(shù)據(jù)包的IP頭壓縮技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種 基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法。
背景技術(shù)：
首先對(duì)IP頭壓縮算法進(jìn)行介紹如下對(duì)于需要利用IP分組包在無線網(wǎng)上傳送的業(yè)務(wù)而言，為了得到較好的頻譜效率， 需要利用一些頭壓縮算法。請參閱圖1所示，對(duì)于IP/UDP/RTP組合的信息的大小至少為40 字節(jié)，而IP語音業(yè)務(wù)的凈載荷可能只有大約20字節(jié)甚至更少。RFC2507是對(duì)IP頭壓縮算 法的描述，典型的UDP包頭或TCP報(bào)文頭可以被壓縮至4-7個(gè)字節(jié)大小，這其中還包括了 2 個(gè)字節(jié)的UDP校驗(yàn)和或TCP校驗(yàn)和。再如，在沒有UDP檢驗(yàn)和的情況下，RFC2508對(duì)40字 節(jié)的IPv4/UDP/RTP頭能壓縮到2個(gè)字節(jié)。那么，為什么能對(duì)IP頭進(jìn)行壓縮呢？因?yàn)镮P頭 中的很多字段是固定不變或者是很少變化的，這些字段可以不發(fā)送或者少發(fā)送，從而達(dá)到 壓縮的效果。請參閱圖2所示，其為頭壓縮算法工作的示意圖。其中包括壓縮器上下文(Compressor Context)和解壓器上下文(Decompressor Context)。它們包含了比較完整的IP頭信息，壓縮器利用壓縮器上下文壓縮IP包，解壓器 上下文利用解壓器上下文把壓縮包還原成IP包。它們分別是用于壓縮和解壓的參考。擁 有相似上下文的IP數(shù)據(jù)包稱為一個(gè)流。關(guān)于IP頭壓縮的具體技術(shù)細(xì)節(jié)，可以參閱以下技術(shù)文獻(xiàn)(1)RFC2507-IP Header Compression, IP 頭壓縮協(xié)議。(2)RFC2508-Compressing IP/UDP/RTP Headers for Low-Speed Serial
Links，低速串行鏈路上的IP/UDP/RTP頭壓縮協(xié)議。對(duì)于IP首部檢驗(yàn)和介紹如下IP首部格式請參閱圖3所示。其中 Version——版本，占4比特，指IP協(xié)議的版本，目前廣泛使用的IP協(xié)議版本號(hào) 為 4(即 IPv4)。
IHL——首部長度，占4比特，表示IP頭首部的長度，單位是4個(gè)字節(jié)。
T0S——服務(wù)類型，占8比特，表示該IP數(shù)據(jù)包所需要的服務(wù)質(zhì)量。
Total Length——總長度占16比特，表示該IP數(shù)據(jù)包的總長度，單位是一個(gè)字節(jié)。
Identification——標(biāo)識(shí)，占16比特，一個(gè)計(jì)數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)包的標(biāo)識(shí)。
Flags——標(biāo)志，占3比特，用于指示該數(shù)據(jù)包能否分片等。Fragment Offset 片偏移，占13比特，指示該分片在原IP包中的位置。
TTL——生存時(shí)間，占8比特，表示數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中可通過的路由器數(shù)的最大值。
Protocol——協(xié)議，占8比特，表示IP頭所封裝的數(shù)據(jù)包所使用的協(xié)議，如圖1中IP頭中的協(xié)議字段值為17，表示IP頭封裝的是UDP包。
Header Checksum——首部校驗(yàn)和，占16比特，校驗(yàn)和的范圍是IP首部。
Source IP Address-源 IP 地址，占 32 比特。
Destination IP Address-目的 IP 地址，占 32 比特。
Option和Padding——選項(xiàng)和填充，長度可變，用于增強(qiáng)IP頭的功能，但事實(shí)上 很少被使用。IP首部校驗(yàn)和不采用CRC校驗(yàn)碼而是通過一種簡單的計(jì)算方法在數(shù)據(jù)發(fā)送端先 將IP首部劃分成許多16比特的序列，將首部校驗(yàn)和字段(Header Checksum)置零。用反 碼算術(shù)運(yùn)算將所有16比特字相加，得到的和寫入檢驗(yàn)和字段。在接收端，將首部的所有16 比特字再使用反碼算術(shù)運(yùn)算相加一次，將結(jié)果取反碼。若首部未發(fā)送變化，則結(jié)果必為零。 否則，認(rèn)為此首部在傳輸過程中出差錯(cuò)。下面介紹UDP、TCP的校驗(yàn)和UDP計(jì)算校驗(yàn)和的方法和計(jì)算IP數(shù)據(jù)報(bào)首部檢驗(yàn)和的方法相似，但是UDP的檢驗(yàn) 和是將偽首部、UDP首部和UDP數(shù)據(jù)部分一起計(jì)算。偽首部包括源IP地址，目的IP地址， 一個(gè)全零字節(jié)，IP協(xié)議字段(17)和UDP長度字段共12個(gè)字節(jié)。在計(jì)算檢驗(yàn)和之前，要把 UDP檢驗(yàn)和字段置為全零。TCP檢驗(yàn)和的產(chǎn)生與UDP檢驗(yàn)和是一樣的，只是把偽首部的IP協(xié)議字段改為 6 (TCP協(xié)議號(hào))，將UDP長度改為TCP長度。請參閱圖4所示，其中是UDP首部的結(jié)構(gòu)。其 中 UDP Source Port——UDP源端口號(hào)，占16比特，用于標(biāo)識(shí)發(fā)送該UDP數(shù)據(jù)包應(yīng)
用程序。
UDP Destination Port——UDP目的端口號(hào)，占16比特，用于標(biāo)識(shí)接受該UDP 數(shù)據(jù)包的應(yīng)用程序。
Length——長度，占16比特，指示UDP數(shù)據(jù)包的長度，包括UDP頭和UDP數(shù)據(jù)部 分，單位是一個(gè)字節(jié)。
Checksum——校驗(yàn)和，占16比特，檢驗(yàn)和的范圍是12個(gè)字節(jié)的偽首部和UDP數(shù)據(jù)包。關(guān)于UDP和TCP協(xié)議的詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下文獻(xiàn)(l)UDP——用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，詳細(xì)定義文檔為RFC768協(xié)議。(2) TCP——傳輸控制協(xié)議(與UDP的最大區(qū)別為TCP是面向連接的，而UDP是面 向無連接的)，詳細(xì)定義文檔為RFC793協(xié)議。以IPv4/UDP/RTP組合的IP包頭為例，請參閱圖5所示，其中是UDP校驗(yàn)和需要計(jì) 算的所有字段。從第21個(gè)字節(jié)開始是RTP數(shù)據(jù)包。其中 Sequence Number——RTP序號(hào)，占16比特，是該RTP數(shù)據(jù)包的標(biāo)識(shí)，應(yīng)用程序 每發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)包它的值就加1。
Timestamp——時(shí)間戳，占32比特，反映該RTP數(shù)據(jù)包的第一個(gè)字節(jié)的采樣時(shí) 刻，用于時(shí)間同步計(jì)算和抖動(dòng)控制。
SSRC——同步化源標(biāo)識(shí)符，占32比特，用于標(biāo)識(shí)RTP數(shù)據(jù)包的來源。
CSRC——參與源標(biāo)識(shí)符，長度可變，用來標(biāo)識(shí)來源于不同地點(diǎn)的RTP流。
胃巾，RTA(A Transport Protocol for Real-Time Applications) 禾中 時(shí)應(yīng)用的傳輸協(xié)議。適合用于傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于語音，視屏通話及視屏?xí)h等。RTP 首部中的V、P、X、CC、M、PT字段在這里不贅述，具體技術(shù)細(xì)節(jié)請參閱RFC1889協(xié)議而在 RFC2508 中，對(duì)于一個(gè)確定的、流，Source IP Address, Destination IP Address, UDPSource Port, UDP Destination Port, Synchronization Source (SSRC) Identifier這16字節(jié)的內(nèi)容是固定不變的，RTP的前16比特(V，P，X，CC，M，PT，CSRC)是 基本不變的。如果在每個(gè)數(shù)據(jù)包中都重復(fù)的計(jì)算同樣的字段內(nèi)容的校驗(yàn)和，勢必會(huì)大大降 低計(jì)算效率，同時(shí)徒增了無用的計(jì)算量，在一定程度上浪費(fèi)了系統(tǒng)資源，無法大幅度提高系 統(tǒng)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠有效提高IP頭壓 縮的效率、減少校驗(yàn)和的計(jì)算量、節(jié)約系統(tǒng)資源開銷、處理過程快捷方便、工作性能穩(wěn)定可 靠、適用范圍較為廣泛的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方 法如下該基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法，包括數(shù)據(jù)包發(fā)送端的數(shù)據(jù) 包IP頭壓縮過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理與數(shù)據(jù)包接收端的數(shù)據(jù)包IP頭解壓過程中的校驗(yàn)和 計(jì)算處理，所述的數(shù)據(jù)包包括內(nèi)容固定不變字段、內(nèi)容基本不變字段和內(nèi)容變化字段，其主 要特點(diǎn)是，所述的數(shù)據(jù)包接收端的數(shù)據(jù)包IP頭解壓過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理，包括以下步 驟(11)數(shù)據(jù)包接收端判斷所接收到的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息是否未 曾接收過；(12)如果是，則對(duì)該數(shù)據(jù)包的包頭進(jìn)行解壓縮，并分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容固定 不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將該三者相 加得到接收端最終校驗(yàn)和，同時(shí)記錄內(nèi)容固定不變字段的信息、內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn) 和、內(nèi)容基本不變字段的信息和內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(16)；(13)如果否，則對(duì)該數(shù)據(jù)包的包頭進(jìn)行解壓縮，并判斷該數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容基本不 變字段的信息與前次記錄的內(nèi)容基本不變字段的信息是否一致；(14)如果一致，則僅計(jì)算該數(shù)據(jù)中內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容 固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相 加得到接收端最終校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(16)；(15)如果不一致，則分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化 字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容基本不變字 段的校驗(yàn)和、內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相加得到接收端最終校驗(yàn)和，同時(shí)更新所記錄的內(nèi)容 基本不變字段的信息和內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(16)；(16)將該接收端最終校驗(yàn)和與該數(shù)據(jù)包中的校驗(yàn)和字段進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果 進(jìn)行后續(xù)處理。該基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法中的數(shù)據(jù)包發(fā)送端的數(shù)據(jù)包IP頭壓縮過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理，包括以下步驟(21)數(shù)據(jù)包發(fā)送端判斷所述的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息是否未曾計(jì) 算過校驗(yàn)和；(22)如果是，則分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變 字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將該三者相加得到發(fā)送端最終校驗(yàn)和，同時(shí)記 錄內(nèi)容固定不變字段的信息、內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的信息和內(nèi) 容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(26)；(23)如果否，則判斷該數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容基本不變字段的信息與前次記錄的內(nèi)容基 本不變字段的信息是否一致；(24)如果一致，則僅計(jì)算該數(shù)據(jù)中內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容 固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相 加得到發(fā)送端最終校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(26)；(25)如果不一致，則分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化 字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容基本不變字 段的校驗(yàn)和、內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相加得到發(fā)送端最終校驗(yàn)和，同時(shí)更新所記錄的內(nèi)容 基本不變字段的信息和內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(26)；(26)將該發(fā)送端最終校驗(yàn)填入該數(shù)據(jù)包中的校驗(yàn)和字段中；(27)數(shù)據(jù)發(fā)送端將該數(shù)據(jù)包發(fā)送至數(shù)據(jù)包接收端。該基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法中的數(shù)據(jù)包發(fā)送端的數(shù)據(jù)包 IP頭壓縮過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理中的步驟(27)之前，還包括以下步驟(31)數(shù)據(jù)包發(fā)送端判斷所述的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息是否未曾計(jì) 算過校驗(yàn)和；(32)如果是，則為該內(nèi)容固定不變字段的信息分配一個(gè)唯一流標(biāo)識(shí)CID，并記錄 該內(nèi)容固定不變字段的信息與該唯一流標(biāo)識(shí)CID的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)將該唯一流標(biāo)識(shí)CID填 入該數(shù)據(jù)包中；(33)如果否，則根據(jù)該內(nèi)容固定不變字段的信息檢索到相對(duì)應(yīng)的唯一流標(biāo)識(shí) CID，并將該唯一流標(biāo)識(shí)CID填入該數(shù)據(jù)包中；所述的數(shù)據(jù)包接收端的數(shù)據(jù)包IP頭解壓過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理中的步驟 (11)，包括以下步驟(41)數(shù)據(jù)包接收端判斷所接收到的數(shù)據(jù)包中的唯一流標(biāo)識(shí)CID是否未曾接收到 過；(42)如果是，則記錄該唯一流標(biāo)識(shí)CID，并返回所接收到的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定 不變字段的信息未曾接收過的結(jié)果；(43)如果否，則返回所接收到的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息曾經(jīng)接收過 的結(jié)果。該基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法中的內(nèi)容固定不變字段包括 源IP地址字段、目的IP地址字段、UDP源端口號(hào)字段、UDP目的端口號(hào)字段、同步化源標(biāo)識(shí) 符字段。該基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法中的內(nèi)容基本不變字段包括RTP數(shù)據(jù)包的前16比特，即V、P、X、CC、M、PT和參與源標(biāo)識(shí)符字段。該基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法中的內(nèi)容變化字段包括RTP 數(shù)據(jù)部分、UDP長度字段、RTP序號(hào)字段、時(shí)間戳字段。采用了該發(fā)明的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法，由于其中先 根據(jù)UDP、TCP校驗(yàn)和各字段的性質(zhì)分別計(jì)算檢驗(yàn)和，而對(duì)于在整個(gè)流生命周期中不變的字 段只計(jì)算一次檢驗(yàn)和，同時(shí)對(duì)于那些基本不變的字段先與原IP包進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)沒有 變化，則不再計(jì)算其檢驗(yàn)和，從而能有效減少處理器時(shí)間片的消耗，并提高解壓效率，且本 發(fā)明的壓縮檢驗(yàn)和算法需要計(jì)算的字段長度要明顯少于普通校驗(yàn)和算法，在IP語音業(yè)務(wù) 中，對(duì)凈負(fù)荷長度為20字節(jié)的IPv4/UDP/RTP包，壓縮校驗(yàn)和算法能夠節(jié)約1. 7倍的計(jì)算 量，從而有效提高了 IP頭壓縮的效率，減少了校驗(yàn)和的計(jì)算量，節(jié)約了系統(tǒng)資源開銷，而且 處理過程快捷方便，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的IP/UDP/RTP數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的IP頭壓縮過程示意圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的IPv4首部幀結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的UDP首部幀結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的UDP校驗(yàn)和字段幀結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法中的數(shù)據(jù)包接 收端的數(shù)據(jù)包IP頭解壓過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理流程圖。圖7為本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法與現(xiàn)有技術(shù)的 算法效率比較示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。請參閱圖6所示，該基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法，包括數(shù)據(jù) 包發(fā)送端的數(shù)據(jù)包IP頭壓縮過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理與數(shù)據(jù)包接收端的數(shù)據(jù)包IP頭解壓 過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理，所述的數(shù)據(jù)包包括內(nèi)容固定不變字段、內(nèi)容基本不變字段和內(nèi) 容變化字段，所述的內(nèi)容固定不變字段包括源IP地址字段、目的IP地址字段、UDP源端口 號(hào)字段、UDP目的端口號(hào)字段、同步化源標(biāo)識(shí)符字段；所述的內(nèi)容基本不變字段包括RTP數(shù) 據(jù)包的前16比特，即V、P、X、CC、M、PT和參與源標(biāo)識(shí)符字段；所述的內(nèi)容變化字段包括RTP 數(shù)據(jù)部分、UDP長度字段、RTP序號(hào)字段、時(shí)間戳字段。其中，所述的數(shù)據(jù)包接收端的數(shù)據(jù)包IP頭解壓過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理，包括以 下步驟(11)數(shù)據(jù)包接收端判斷所接收到的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息是否未 曾接收過，包括以下步驟(a)數(shù)據(jù)包接收端判斷所接收到的數(shù)據(jù)包中的唯一流標(biāo)識(shí)CID是否未曾接收到 過；(b)如果是，則記錄該唯一流標(biāo)識(shí)CID，并返回所接收到的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不
8變字段的信息未曾接收過的結(jié)果；(c)如果否，則返回所接收到的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息曾經(jīng)接收過 的結(jié)果；(12)如果是，則對(duì)該數(shù)據(jù)包的包頭進(jìn)行解壓縮，并分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容固定 不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將該三者相 加得到接收端最終校驗(yàn)和，同時(shí)記錄內(nèi)容固定不變字段的信息、內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn) 和、內(nèi)容基本不變字段的信息和內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(16)；(13)如果否，則對(duì)該數(shù)據(jù)包的包頭進(jìn)行解壓縮，并判斷該數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容基本不 變字段的信息與前次記錄的內(nèi)容基本不變字段的信息是否一致；(14)如果一致，則僅計(jì)算該數(shù)據(jù)中內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容 固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相 加得到接收端最終校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(16)；(15)如果不一致，則分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化 字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容基本不變字 段的校驗(yàn)和、內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相加得到接收端最終校驗(yàn)和，同時(shí)更新所記錄的內(nèi)容 基本不變字段的信息和內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(16)；(16)將該接收端最終校驗(yàn)和與該數(shù)據(jù)包中的校驗(yàn)和字段進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果 進(jìn)行后續(xù)處理。所述的數(shù)據(jù)包發(fā)送端的數(shù)據(jù)包IP頭壓縮過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理，包括以下步 驟(21)數(shù)據(jù)包發(fā)送端判斷所述的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息是否未曾計(jì) 算過校驗(yàn)和；(22)如果是，則分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變 字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將該三者相加得到發(fā)送端最終校驗(yàn)和，同時(shí)記 錄內(nèi)容固定不變字段的信息、內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的信息和內(nèi) 容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(26)；(23)如果否，則判斷該數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容基本不變字段的信息與前次記錄的內(nèi)容基 本不變字段的信息是否一致；(24)如果一致，則僅計(jì)算該數(shù)據(jù)中內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容 固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相 加得到發(fā)送端最終校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(26)；(25)如果不一致，則分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化 字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容基本不變字 段的校驗(yàn)和、內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相加得到發(fā)送端最終校驗(yàn)和，同時(shí)更新所記錄的內(nèi)容 基本不變字段的信息和內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(26)；(26)將該發(fā)送端最終校驗(yàn)填入該數(shù)據(jù)包中的校驗(yàn)和字段中；還可以包括以下步 驟(a)數(shù)據(jù)包發(fā)送端判斷所述的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息是否未曾計(jì)算 過校驗(yàn)和；
(b)如果是，則為該內(nèi)容固定不變字段的信息分配一個(gè)唯一流標(biāo)識(shí)CID，并記錄該 內(nèi)容固定不變字段的信息與該唯一流標(biāo)識(shí)CID的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)將該唯一流標(biāo)識(shí)CID填入 該數(shù)據(jù)包中；(c)如果否，則根據(jù)該內(nèi)容固定不變字段的信息檢索到相對(duì)應(yīng)的唯一流標(biāo)識(shí)CID， 并將該唯一流標(biāo)識(shí)CID填入該數(shù)據(jù)包中；(27)數(shù)據(jù)發(fā)送端將該數(shù)據(jù)包發(fā)送至數(shù)據(jù)包接收端。在實(shí)際使用當(dāng)中，在RFC2508中，對(duì)于一個(gè)確定的流，Source IP Address, Destination IPAddress, UDP Source Port, UDP Destination Port, Synchronization Source (SSRC) Identifier這16字節(jié)的內(nèi)容是固定不變的，RTP的前16比特(V，P，X，CC， M，PT，CSRC)是基本不變的。本發(fā)明約定叫內(nèi)容固定不變的字段為DEF字段，基本不變字段 為N0CHANGE字段。所以，以IP頭為40字節(jié)(CC = 0，CSRC不存在)，數(shù)據(jù)部分為20字節(jié) 的IPv4/UDP/RTP組合為例，真正需要計(jì)算的字段只有20字節(jié)的數(shù)據(jù)部分和10個(gè)字節(jié)(兩 個(gè) UDP Length, Sequence Number, Timestamp)的包頭信息,共 30 字節(jié)。因此，本發(fā)明把整個(gè)IP數(shù)據(jù)包的分成三部分DEF字段、N0CHANGE字段和CHANGE 字段。以圖3為例，IPv4/UDP/RTP的CHANGE字段的包括RTP數(shù)據(jù)部分和UDP Length、 Sequence Number、Timestamp 字段。實(shí)現(xiàn)該功能我們需要分別記錄每一個(gè)流的DEF字段的檢驗(yàn)和、N0CHANGE字段的校 驗(yàn)和，并把它們作為解壓器上下文的一部分。步驟1—解壓器收到一個(gè)壓縮包后要判斷它是否是一個(gè)Full Header ；在此步驟中，壓縮協(xié)議本身不具備判斷壓縮包類型的能力，但是使用壓縮協(xié)議的 協(xié)議具備辨別壓縮包類型的能力。例如，在WCDMA系統(tǒng)中，分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP)使用 RFC2507和RFC3095壓縮協(xié)議，PDCP頭中有字段標(biāo)識(shí)所攜帶的數(shù)據(jù)包是否是壓縮包，是什么 類型的壓縮包。具體技術(shù)細(xì)節(jié)請參見協(xié)議3GPP TS 25.323。步驟2——Full Header,對(duì)其解壓后，計(jì)算IP包的DEF字段的校驗(yàn)和，N0CHANGE 字段的校驗(yàn)和，分別記為DEF_CkSum和N0CHANGE_CkSum。步驟3——若非Full Header，對(duì)其解壓后，計(jì)算其CHANGE字段的校驗(yàn)和，記為 CHANGE_CkSum,并且記錄該壓縮包中的檢驗(yàn)和值(在圖6中用A表示)。步驟3. 1——解壓器上下文包含了上一次成功解壓的IPv4/UDP/RTP頭，與新解 壓的IP包比較N0CHANGE字段，若變化，計(jì)算N0CHANGE字段的檢驗(yàn)和，并替換N0CHANGE_ CkSum，更新解壓器上下文。步驟3. 2-DEF_CkSum, N0CHANGE_CkSum 和 CHANGE_CkSum 相加得出最終的
CkSum。步驟4——CkSum與原壓縮包中檢驗(yàn)和比較。對(duì)于以上的實(shí)現(xiàn)方式，具體說明以下幾點(diǎn)本實(shí)現(xiàn)方法中DEF字段要求與壓縮協(xié)議中規(guī)定的用于定義一個(gè)流的字段一致。不 同的IP包屬于同一個(gè)數(shù)據(jù)流，那么它們的DEF字段一定是相同的。事實(shí)上，壓縮器就是根 據(jù)這些字段對(duì)各種IP包進(jìn)行分流。之前提到的上下文包含了這些DEF字段。每組流都會(huì) 有一個(gè)標(biāo)識(shí)(CID)，壓縮器會(huì)把壓縮包和這個(gè)包所屬的流的標(biāo)識(shí)發(fā)給解壓器。某些特定的包 (如FullHeader)用于建立解壓器上下文，并建立上下文與CID的映射，用于解壓后續(xù)的壓縮包。解壓器收到一個(gè)壓縮包后，它會(huì)根據(jù)CID判斷它是屬于哪個(gè)流。若CID是新的，那 么就建立一個(gè)新的流，并且計(jì)算DEF_CkSum和NONCHANGE_CkSum。如果是一個(gè)已有的流，那 么還需要判斷N0CHANGE字段是否變化，因?yàn)橹挥蠨EF字段是用來界定一個(gè)流的，也就意味 著，即使屬于同一流，不同IP包的N0NCHANGE字段值是有可能不同的。同時(shí)，本發(fā)明的方法是對(duì)壓縮協(xié)議的校驗(yàn)和功能的改進(jìn)，并不改變原來壓縮協(xié)議 的框架。關(guān)于更詳細(xì)的IP包頭壓縮技術(shù)細(xì)節(jié)，請參見RFC1144、RFC2507、RFC2508、RFC3095 等壓縮協(xié)議。采用了上述的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法，由于其中先根 據(jù)UDP、TCP校驗(yàn)和各字段的性質(zhì)分別計(jì)算檢驗(yàn)和，而對(duì)于在整個(gè)流生命周期中不變的字段 只計(jì)算一次檢驗(yàn)和，同時(shí)對(duì)于那些基本不變的字段先與原IP包進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)沒有變 化，則不再計(jì)算其檢驗(yàn)和，從而能有效減少處理器時(shí)間片的消耗，并提高解壓效率，且本發(fā) 明的壓縮檢驗(yàn)和算法需要計(jì)算的字段長度要明顯少于普通校驗(yàn)和算法，在IP語音業(yè)務(wù)中， 對(duì)凈負(fù)荷長度為20字節(jié)的IPv4/UDP/RTP包，壓縮校驗(yàn)和算法能夠節(jié)約1. 7倍的計(jì)算量，從 而有效提高了 IP頭壓縮的效率，減少了校驗(yàn)和的計(jì)算量，節(jié)約了系統(tǒng)資源開銷，而且處理 過程快捷方便，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的 而非限制性的。
1權(quán)利要求
一種基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法，包括數(shù)據(jù)包發(fā)送端的數(shù)據(jù)包IP頭壓縮過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理與數(shù)據(jù)包接收端的數(shù)據(jù)包IP頭解壓過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理，所述的數(shù)據(jù)包包括內(nèi)容固定不變字段、內(nèi)容基本不變字段和內(nèi)容變化字段，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)包接收端的數(shù)據(jù)包IP頭解壓過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理，包括以下步驟(11)數(shù)據(jù)包接收端判斷所接收到的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息是否未曾接收過；(12)如果是，則對(duì)該數(shù)據(jù)包的包頭進(jìn)行解壓縮，并分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將該三者相加得到接收端最終校驗(yàn)和，同時(shí)記錄內(nèi)容固定不變字段的信息、內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的信息和內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(16)；(13)如果否，則對(duì)該數(shù)據(jù)包的包頭進(jìn)行解壓縮，并判斷該數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容基本不變字段的信息與前次記錄的內(nèi)容基本不變字段的信息是否一致；(14)如果一致，則僅計(jì)算該數(shù)據(jù)中內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相加得到接收端最終校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(16)；(15)如果不一致，則分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相加得到接收端最終校驗(yàn)和，同時(shí)更新所記錄的內(nèi)容基本不變字段的信息和內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(16)；(16)將該接收端最終校驗(yàn)和與該數(shù)據(jù)包中的校驗(yàn)和字段進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法，其特征在 于，所述的數(shù)據(jù)包發(fā)送端的數(shù)據(jù)包IP頭壓縮過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理，包括以下步驟(21)數(shù)據(jù)包發(fā)送端判斷所述的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息是否未曾計(jì)算過 校驗(yàn)和；(22)如果是，則分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段 的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將該三者相加得到發(fā)送端最終校驗(yàn)和，同時(shí)記錄內(nèi) 容固定不變字段的信息、內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的信息和內(nèi)容基 本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(26)；(23)如果否，則判斷該數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容基本不變字段的信息與前次記錄的內(nèi)容基本不 變字段的信息是否一致；(24)如果一致，則僅計(jì)算該數(shù)據(jù)中內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容固定 不變字段的校驗(yàn)和、內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相加得 到發(fā)送端最終校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(26)；(25)如果不一致，則分別計(jì)算該數(shù)據(jù)包中內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和與內(nèi)容變化字段 的校驗(yàn)和，并將前次記錄的內(nèi)容固定不變字段的校驗(yàn)和與當(dāng)前計(jì)算的內(nèi)容基本不變字段的 校驗(yàn)和、內(nèi)容變化字段的校驗(yàn)和相加得到發(fā)送端最終校驗(yàn)和，同時(shí)更新所記錄的內(nèi)容基本 不變字段的信息和內(nèi)容基本不變字段的校驗(yàn)和，繼續(xù)以下步驟(26)；(26)將該發(fā)送端最終校驗(yàn)填入該數(shù)據(jù)包中的校驗(yàn)和字段中；(27)數(shù)據(jù)發(fā)送端將該數(shù)據(jù)包發(fā)送至數(shù)據(jù)包接收端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法，其特征在 于，所述的數(shù)據(jù)包發(fā)送端的數(shù)據(jù)包IP頭壓縮過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理中的步驟(27)之前， 還包括以下步驟(31)數(shù)據(jù)包發(fā)送端判斷所述的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息是否未曾計(jì)算過 校驗(yàn)和；(32)如果是，則為該內(nèi)容固定不變字段的信息分配一個(gè)唯一流標(biāo)識(shí)CID，并記錄該內(nèi) 容固定不變字段的信息與該唯一流標(biāo)識(shí)CID的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)將該唯一流標(biāo)識(shí)CID填入該 數(shù)據(jù)包中；(33)如果否，則根據(jù)該內(nèi)容固定不變字段的信息檢索到相對(duì)應(yīng)的唯一流標(biāo)識(shí)CID，并 將該唯一流標(biāo)識(shí)CID填入該數(shù)據(jù)包中；所述的數(shù)據(jù)包接收端的數(shù)據(jù)包IP頭解壓過程中的校驗(yàn)和計(jì)算處理中的步驟(11)，包 括以下步驟(41)數(shù)據(jù)包接收端判斷所接收到的數(shù)據(jù)包中的唯一流標(biāo)識(shí)CID是否未曾接收到過；(42)如果是，則記錄該唯一流標(biāo)識(shí)CID，并返回所接收到的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變 字段的信息未曾接收過的結(jié)果；(43)如果否，則返回所接收到的數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容固定不變字段的信息曾經(jīng)接收過的結(jié)果
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的 方法，其特征在于，所述的內(nèi)容固定不變字段包括源IP地址字段、目的IP地址字段、UDP源 端口號(hào)字段、UDP目的端口號(hào)字段、同步化源標(biāo)識(shí)符字段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的 方法，其特征在于，所述的內(nèi)容基本不變字段包括RTP數(shù)據(jù)包的前16比特，即V、P、X、CC、M、 PT和參與源標(biāo)識(shí)符字段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的 方法，其特征在于，所述的內(nèi)容變化字段包括RTP數(shù)據(jù)部分、UDP長度字段、RTP序號(hào)字段、時(shí) 間戳字段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法，其中解壓過程中，根據(jù)UDP、TCP校驗(yàn)和各字段的性質(zhì)分別計(jì)算檢驗(yàn)和，對(duì)于在整個(gè)流生命周期中不變的字段只計(jì)算一次檢驗(yàn)和、對(duì)于那些基本不變的字段先與原IP包進(jìn)行比較，若發(fā)現(xiàn)沒有變化，則無須計(jì)算其檢驗(yàn)和。采用該種基于數(shù)據(jù)包IP頭壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和計(jì)算的方法，有效減少處理器時(shí)間片的消耗，提高了解壓效率，壓縮檢驗(yàn)和算法需要計(jì)算的字段長度明顯減少，對(duì)凈負(fù)荷長度為20字節(jié)的IPv4/UDP/RTP包，壓縮校驗(yàn)和算法能夠節(jié)約1.7倍的計(jì)算量，從而有效提高了IP頭壓縮的效率，減少了校驗(yàn)和的計(jì)算量，節(jié)約了系統(tǒng)資源開銷，而且處理過程快捷方便，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛。
文檔編號(hào)H04W28/06GK101860904SQ20091004893
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者莊云騰 申請人:上海摩波彼克半導(dǎo)體有限公司