本发明涉及一种针对仿真训练的高速数据采集传输改进型kcp协议，主要针对仿真训练的高速数据采集场景，属于计算机数据传输。
背景技术：
1、传统kcp是一个快速可靠的网络传输协议，通过牺牲带宽，以空间换时间，进而降低平均延迟，并利用udp作为下层传输协议，定义下层数据包的发送方式，再通过回调提供给kcp。传统kcp协议头部采用24字节包头格式，其中字段conv表示会话编号，标识一个会话。传统kcp协议对比tcp协议配置，具有以下优势：kcp协议通过选择性重传只重传真正丢失的数据包；kcp协议快速重传时，无需超时重传机制，通过记录丢失数据包被跳过的次数，跳过一定次数直接重传；kcp协议可以调节是否延迟发送ack；kcp协议的确认机制是将ack与una相结合，并优先考虑una；kcp协议采取非退让流控方式，可以仅通过发送端缓存大小和接收端剩余缓存大小来控制发送速率。
2、但上述传统kcp协议的通信应用于高速数据采集传输时，存在如下问题：（1）未及时发送数据，当数据量突然增大，由于存入缓存中的数据量过大，通过定时刷新发送，突发发送数据量大，容易造成拥塞。（2）在高速数据采集传输的情况下，重组数据包时频繁地申请和释放内存，服务器端易产生内存碎片。同时，为提高传输效率，数据采集一般按包格式传输，包的不同字段表示不同的含义，kcp协议不丢包按流传输时，需要重新解析包边界，会降低数据处理效率。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：提供一种针对仿真训练的高速数据采集传输改进型kcp协议，可以进一步缩减包头，减少带宽的浪费，并且采用新算法，结合包头中部分冗余字段用于防止序列号劫持攻击。
2、为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种针对仿真训练的高速数据采集传输改进型kcp协议，所述改进型kcp协议包括包头及数据（data），所述包头包括以下字段：
4、 conv字段：在传统kcp 协议中，conv 主要用于标识不同的会话，确保数据包被正确路由到相应的 kcp 连接，conv 的设计初衷是为了实现协议的多会话支持，因此其主要用途与协议的连接管理相关，本发明中，conv字段为会话号字段，可以在多用户系统中用于标识不同的用户以及用户组；
5、 b.cmd字段：表示4种控制指令类型，包括数据推送命令，确认命令，接收窗口大小询问命令，窗口大小告知命令；
6、 c.wnd字段：表示接收方目前可以接收窗口的大小；
7、 d.ts字段：为时间戳字段，以往返时间作为字段值，往返时间的单位为毫秒；
8、 e.sn字段：数据包的序列号字段，用于记录数据包的顺序，用于重传和确认；
9、 f.una字段：una字段与字段sn对应，表示下一个要接收数据包的序号；
10、 g.len字段：len字段表示数据包长度；
11、 进一步的，所述conv字段长度为1字节，所述ts字段长度为2字节，所述sn字段长度为2字节，所述una字段长度为2字节。所述len字段长度为 2字节；
12、进一步的，发送数据流程包括以下步骤：
13、 a.内存管理算法申请缓存：在发送数据前，使用内存管理算法申请一个缓存空间，用于存储待发送的数据包；
14、 b.预留头部空间：在申请的缓存空间中，提前预留一部分空间用于填充数据包的头部信息；
15、 c.填充数据部分：在缓存空间中，填充待发送的数据部分；
16、 d.填充kcp头部：在填充数据后，将kcp协议的相关参数填充到数据包的头部中；
17、 e.直接发送数据包：根据kcp协议的要求和相关参数，将填充好的数据包直接发送出去，无需进行额外的处理；
18、接收数据流程包括以下步骤：
19、 a.异步接收数据包：使用异步通信机制实现数据包的异步接收，通过操作系统或网络库来实现；
20、 b.放入接收队列：在kcp协议处理层，将异步接收到的数据包按序放入接收队列中；
21、 c.读取接收队列：从接收队列中按序读取数据包，并交付给上层应用进行处理；
22、 d.回收缓存：完成数据包的接收后，将使用的缓存进行回收，以便重复使用；
23、进一步的，所述内存管理算法具体步骤为：
24、 a.内存管理初始化：
25、初始化一个大内存池，分配一块连续的内存作为高速缓存池；
26、维护两个队列：空闲队列（用于存放可用的缓存块）和回收队列（用于存放待回收的缓存块）；
27、 每缓存块包含：数据区域（用于存放实际数据）、kcp头部（用于预留kcp协议的头部信息）和 回收编号（用于标记回收位置）；
28、 b.高速缓存申请过程：
29、当上层应用需要发送数据时，从空闲队列中取出一个缓存块，将数据填入数据区域，填入kcp头部信息（预留kcp头部），并将该缓存块发送出去；
30、 c.高速缓存回收过程：
31、当接收到数据包时，从数据包中读取回收编号，将相应的缓存块放入回收队列中。
32、本发明中，不采用传统kcp将字段conv表示会话编号的原因为：
33、 1． 在网络协议中，源地址、源端口号，目的地址、目的端口号、协议（udp/tcp）可以唯一标识一个会话，因此对接收端来说，由于自己的ip地址、端口号、传输层协议是固定的，因此通过判断对方的地址和端口号可以断定是不是同一个会话；
34、 2. nat技术是解决局域网多个主机共享一个公网地址的技术，通过网关路由器分用端口的方式，也就是局域网主机中每一个程序访问外网通过网关路由器时，源地址转换成公网地址以及不同的端口号，因此，局域网内所有程序远端口可能相同，但在网关路由器上的端口号都是不一样的，对于接收端来说不同会话还是看到的是同一个地址不同的端口号，因此，本发明中，字段conv修改为1字节作为他用，例如多用户系统中用于标识不同的用户以及用户组，这一点视具体的应用场景可灵活应用。
35、本发明的积极有益技术效果在于：1.本发明提供的改进kcp协议，不同于传统kcp协议的24字节包头，采用了12字节的包头；
36、 2. 本发明通过内存管理预留头部、异步传输技术、结合本发明提供的改进kcp协议结合起来可以提高传输的效率。
37、由图1、图2可见，改进后的12字节协议头部在一定程度上减少带宽浪费，且提高了传输效率。在高速数据采集的环境下，通过缩短头部字段所占用的字节，可以有效降低协议头部封装数据进而传输的开销。
1.一种针对仿真训练的高速数据采集传输改进型kcp协议，其特征在于：所述改进型kcp协议包括包头及数据（data），所述包头包括以下字段：
2.根据权利要求1所述的一种针对仿真训练的高速数据采集传输改进型kcp协议，其特征在于：所述conv字段长度为1字节，所述ts字段长度为2字节，所述sn字段长度为2字节，所述una字段长度为2字节。所述len字段长度为 2字节。
3.根据权利要求1所述的一种针对仿真训练的高速数据采集传输改进型kcp协议，其特征在于：发送数据流程包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种针对仿真训练的高速数据采集传输改进型kcp协议，其特征在于：所述内存管理算法具体步骤为：
