关于harmonyos:HDC2021技术分论坛盘点分布式软总线数据传输技术中的黑科技

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作者:houweibo,软总线首席技术专家;lidonghua,软总线技术专家

随着万物互联时代的到来,特地是大量媒体资源的涌入和应用,用户对传输的要求一直进步,怎么的传输技术能力满足将来的用户需要呢?

在万物互联、多设施协同的新场景下,业界通用的 OSI 模型在满足用户对传输的高要求方面显得力有未逮。寻求一种极致的传输技术势在必行,这也成为分布式软总线的一项重要工作。

上面让咱们先从“超级终端”新场景视角剖析 OSI 模型,而后一一介绍分布式软总线的数据传输技术中的黑科技。

一、“超级终端”新场景视角看 OSI 模型
开放系统互联通信参考模型(Open System Interconnection Reference Model,简称 OSI 模型)是一个试图使世界范畴各种计算机互联为网络的规范框架。OSI 模型并没有提供一个能够实现的办法,而是形容了一些概念,用来协调过程间通信规范的制订。这一模型定义了网络互连的七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层)。通常也将会话层、表示层和应用层合并为一层,统称为应用层。

OSI 模型实用于将不同型号的计算机互连成一个繁多的网络,它极大地推动了网络标准化的过程。然而随着鸿蒙生态的急速拓展,越来越多不同类型设施连贯在一起造成“超级终端”,OSI 模型已无奈反对这样新场景下的数据传输要求。

比方生存中,咱们常常看到 Wi-Fi 版本标称最大可达几百至上千兆带宽,这么高的带宽真的是用户理论应用带宽吗?事实上,Wi-Fi 的最大带宽和用户应用带宽是两回事,这其中也隐含着以 OSI 为原型的网络模型的些许不足之处。

图 1 超级终端新场景下 OSI 模型

在应用层,设施接入数量、接入信道以及信号强度和烦扰等均会影响传输效率。在应用层以下,各层协定数据存在大量数据开销,同时 MAC 报文传输过程耗时也较大。在物理层,器件规格和协定规格也间接影响着带宽的实践下限。这些问题从实质上是没有对工夫和空间资源进行高效利用,没有施展资源的最大化应用价值。如何解决现有模型的不足之处,实现工夫和空间等资源的最大化利用,成为新一代数据传输技术的重要突破点。

二、分布式软总线数据传输技术中的黑科技
与传统 P2P(point-to-point,点对点)传输有着较大不同,多设施场景下资源可调度、可利用空间更加广大。朝着“超级终端”多设施资源最大化利用的指标,分布式软总线数据传输技术推出了三项黑科技,铸造极致的传输能力和体验。

  1. 多径传输技术(Multi-Path Transport)

近年来,高清音视频、动画等多媒体资源日益增长,实现通用高效率文件传输成为一项极其重要的需要。然而传统的文件传输,往往依赖一条链路间接进行传输。文件的传输效率齐全依赖链路自身的传输能力,鲁棒性和传输效率均有余。

为了适应新互联时代的需要,实现高效率文件传输,分布式软总线多径传输技术应运而生。多径传输技术基本思路是最大化利用不同门路的传输能力,本来一条链路上的文件传输,通过文件宰割,将宰割后的文件不同局部从多条门路进行传输,最终在指标侧聚合成原有文件。通过智能平衡不同链路的传输负载,实现了对文件的宰割和传输,能力强的链路多分些文件占比,能力弱的少分些文件占比,甚至能够不分。这样就实现了文件的高效疾速传输,给用户带来不一样的疾速传输体验。

图 2 多路径传输文件

  1. 智能时延控制技术(Intelligent Latency Control)

在网络传输过程中,很大一块开销是序列化和协定编码占据的。进一步优化这部分开销,对传输时延和空间资源有着重要意义。智能时延控制技术正是通过智能序列化技术和极简传输协定两项重要子技术,实现了序列化和协定编码的极大压缩。

(1)智能序列化技术(Intelligent Serialization)

在 RPC(remote procedure call,近程过程调用)通信流程中,百 KB 级别的 RPC 音讯序列化须要计算侧耗时 4~5ms,网络侧耗时约 10~15ms,零碎减速比低,重大影响了零碎的运行性能。

智能序列化技术通过对计算侧、网络侧和能耗侧进行综合建模,通过最优化办法和智能决策策略实现了智能的序列化计划,使计算侧和网络侧总时延降至 8ms,缩减 60%+。

图 3 智能序列化技术

(2)极简传输协定(Minimalist Transport Protocol)

随着文件及流媒体文件对传输效率和速度提出更高的要求,用户对全场景传输效率的需要进一步晋升,正是为了适应这样的新要求,极简传输协定应运而生。

极简传输协定,将 OSI 模型中表示层、会话层、传输层和网络层协定栈精简为一层,通过报文简化、包头简化、交互简化,场景感知的缓冲机制等形式,晋升无效的传输荷载、冲破 TCP/IP 协定的传输限度,带来了传输效率与速度的跨越式晋升,是分布式软总线的核心技术之一。相较传统协定,时延缩减 70%+。

图 4 极简传输协定

  1. 高效动静资源调度技术(Dynamic Resource Scheduling)

多设施协同场景下,设施间竞争、烦扰和抵触避让等机制重大限度了空口的原有能力,带宽急剧升高,同时时延不可预期。就这个问题,软总线团队在多设施场景上长期深耕,推出了高效动静资源调度技术。

图 5 多设施协同场景

高效动静资源调度技术包含以下三项子技术:

(1)秩序化组网技术

秩序化组网,顾名思义,这是一种确定性网络技术。秩序化组网技术通过秩序化自组织网络的秩序化个性,将本来“无序”的网络变得“有序”,通过有序可控的调度实现空口资源最优化利用,从而带来空口利用率的极大晋升,实现了空口资源利用的最优调度策略。

(2)“超级终端”拓扑数传技术

用户看到某个设施便能够操控和应用它(“所见即所用”)始终是用户的深层渴望。受传统的 P2P 角色限度,物联网设施间并不能实现真正意义的“所见即所用”,这极大限度了资源的利用,重大影响了互联背景下的用户体验。

“超级终端”拓扑数传技术,通过建设 HML 公有协定,使超级终端外部设施都成为可摆布的计算和传输资源,实现了“所见即所用”模式。设施之间的隔膜渐趋隐没,满足了用户对设施应用体验的深层渴望。

(3)“超级终端”智能调度技术

超级终端内不同设施的通信和计算能力不同,如何合理配置这些资源,实现“能者多劳”和施展“一技之长”。让通信能力强的资源用在通信上,计算能力强或业余计算的资源帮忙计算劣势的资源实现简单高负荷的计算,成为调度技术的次要关注问题。

在秩序化组网的有序性根底上,“超级终端”智能调度技术,通过软件 SDK 和 CPU 的智能调度策略和算法,实现了传输和计算资源的正当调配,最大施展“能力强”和“业余硬”的设施通信和计算能力。

三、总结与瞻望
在万物互联时代,如何极致化利用资源,最大化施展资源能力和价值,始终是分布式软总线数据传输技术的摸索思路和指标。将来数据传输技术还会继续开掘新场景下更加高效疾速、更加牢靠的传输能力,继续为超级终端、为物联网世界注入更弱小的传输技术和能力。

正文完
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