一种可选安全等级的可靠文件传输协议的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可选安全等级的可靠文件传输协议，其特征在于：在CFDP协议基础上，实现可选安全等级的可靠文件传输协议，包括三种模式：模式一：针对Qos要求不高，且只能进行单向通信的传输任务使用不可靠传输，即无确认模式；模式二：针对长延迟、高误码率的极限传输任务，或要求Qos但又只能进行单向通信的传输任务，采用喷泉码模式；模式三：针对能进行双向通信的传输任务，采用立即否定确认模式。本发明采用的是喷泉码模式，在CFDP协议基础上，提出了可选安全等级的可靠文件传输协议，根据业务需求为用户提供可选择的可靠和不可靠传输，最大的保证信息的可靠性。
【专利说明】一种可选安全等级的可靠文件传输协议
【技术领域】
[0001]本发明属于软件传输协议领域，具体地说，涉及一种可选安全等级的可靠文件传输协议。
【背景技术】
[0002]为了满足深空通信网络对可靠文件传输的要求，CCSDS提出了 CFDP (CCSDS FileDelivery Protocol)协议，以提高在大传输距离，高链路延迟的深空网络中数据传输的稳定性。
[0003]CFDP为用户提供可选择的可靠和不可靠传输，其中不可靠传输即无确认模式，很难保证文件传输的完整性和正确性，由于无确认模式实现起来比较简单，对设备需求不高，因此一些对Qos要求不高的传输任务可以使用这种模式。可靠传输采用否定应答机制，提供可靠性保证的同时，降低了协议控制指令的交互，进而降低了文件传输过程中信令的开销，针对容延容断网络大通信时延的特点，CFDP还采用了延迟回复应答机制来进一步降低文件传输过程中的控制信令等待时间，在保证文件传输的可靠性前提下，降低了容延容断网络中数据文件的传输时间。
[0004]由于CFDP协议的可靠传输是基于请求重传机制来进行差错控制的，这就导致当通信信道误码率很高时CFDP需要经过多轮发送接收才能完成文件传输，而每一次请求、重传，发送端都需要等待至少一个RTT，由于通信链路长延迟的存在，其协议传输性能仍然很低。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种可选安全等级的可靠文件传输协议，在CFDP协议基础上，提出了可选安全等级的可靠文件传输协议，根据业务需求为用户提供可选择的可靠和不可靠传输，最大的保证信息的可靠性。
[0006]为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:
[0007]一种可选安全等级的可靠文件传输协议，其特征在于:在CFDP协议基础上，实现可选安全等级的可靠文件传输协议，同时为用户提供可选择的可靠和不可靠传输，最大的保证信息的可靠性；
[0008]模式一:针对Qos要求不高，且只能进行单向通信的传输任务使用不可靠传输，即无确认模式；
[0009]模式二:针对长延迟、高误码率的极限传输任务，或要求Qos但又只能进行单向通信的传输任务，米用喷泉码模式；
[0010]模式三:针对能进行双向通信的传输任务，采用立即否定确认模式。
[0011]作为一种改进，所述模式二中:FTP文件传输协议在编码时简单的把文件分成若干个数据包，采用请求重传机制确保所有数据包均被接收方准确的接收；喷泉码的编码过程是对文件的随机编码过程，对有限的文件数据信息可以获得几乎任意数量的编码序列，而不考虑信道删除概率，当接收端接收到足够多的正确数据包就可以成功译码并恢复源文件，因此基于度分布的数字喷泉码的这种码率无关性正好可以适应容延容断网络不断变化的信道环境。
[0012]作为一种改进，所述喷泉码编码需要经过三个步骤，即随机度生成、编码符号生成和编码；喷泉码解码过程需要预先知道哪些原始数据编码生成发送数据，因此喷泉码解码需要经过三个步骤，即等待接收原始数据、根据原始数据解码所有数据和解码结束。
[0013]作为一种改进，所述喷泉码模式应用于文件传输协议:
[0014](I)、发送端首先构造发送metadata PDU将文件路径、大小等信息发送给接收端，同时开启metadata定时器，定时器超时时间设置为一个RTT，当超时时间未到或发送端接收到ACK ΜΕΤΑ,发送端不断的对文件数据进行喷泉码编码，并发送，当超时时间到达，且发送端未接收到来自接收端的ACK ΜΕΤΑ,发送端重传metadata PDU ；
[0015](2)、接收端接收到来自发送端的数据，当metadata PDU丢失,接收端无法初始化接收端文件传输单元，等待发送端metadata定时器超时重传metadata PDU ;当接收到metadata F1DU,接收端根据metadata PDU传输的参数初始化接收端文件传输单元,并构造发送ACK META ;接收端文件传输单元初始化后，接收端对所接收的数据进行喷泉码译码，直到文件所有数据全部正确接收，接收端构造发送finished F1DU,通知发送端文件传输结束，释放本次文件传输发送端所占用资源，同时开启finished定时器，定时器超时时间设置为一个RTT，当定时器超时时间到达且没有接收到ACK FIN,则重传finished PDU,当接收到ACK FIN，发送端释放本次文件传输所占用资源，本次文件传输结束；
[0016](3)、当发送端接收到来自接收端的finished F1DU,停止编码发送数据包,释放本次文件传输所占资源，并构造发送ACK FIN,本次文件传输结束。
[0017]由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用的是喷泉码模式，在CFDP协议基础上，提出了可选安全等级的可靠文件传输协议，根据业务需求为用户提供可选择的可靠和不可靠传输，最大的保证信息的可靠性。
【具体实施方式】
[0018]实施例:
[0019]一种可选安全等级的可靠文件传输协议，在CFDP协议基础上，实现可选安全等级的可靠文件传输协议，同时为用户提供可选择的可靠和不可靠传输，最大的保证信息的可靠性。其中包含有三种模式:
[0020]模式一:针对Qos要求不高，且只能进行单向通信的传输任务使用不可靠传输，即无确认模式；
[0021]模式二:针对长延迟、高误码率的极限传输任务，或要求Qos但又只能进行单向通信的传输任务，米用喷泉码模式；
[0022]模式三:针对能进行双向通信的传输任务，采用立即否定确认模式。
[0023]在本实施例中，所述模式二中:FTP文件传输协议在编码时简单的把文件分成若干个数据包，采用请求重传机制确保所有数据包均被接收方准确的接收；喷泉码的编码过程是对文件的随机编码过程，对有限的文件数据信息可以获得几乎任意数量的编码序列，而不考虑信道删除概率，当接收端接收到足够多的正确数据包就可以成功译码并恢复源文件，因此基于度分布的数字喷泉码的这种码率无关性正好可以适应容延容断网络不断变化的信道环境。
[0024]所述喷泉码编码需要经过三个步骤，即随机度生成、编码符号生成和编码；喷泉码解码过程需要预先知道哪些原始数据编码生成发送数据，因此喷泉码解码需要经过三个步骤，即等待接收原始数据、根据原始数据解码所有数据和解码结束。
[0025]具体来说，所述喷泉码模式应用于文件传输协议:
[0026](I)、发送端首先构造发送metadata PDU将文件路径、大小等信息发送给接收端，同时开启metadata定时器，定时器超时时间设置为一个RTT，当超时时间未到或发送端接收到ACK ΜΕΤΑ,发送端不断的对文件数据进行喷泉码编码，并发送，当超时时间到达，且发送端未接收到来自接收端的ACK ΜΕΤΑ,发送端重传metadata PDU ；
[0027](2)、接收端接收到来自发送端的数据，当metadata PDU丢失,接收端无法初始化接收端文件传输单元，等待发送端metadata定时器超时重传metadata PDU ;当接收到metadata F1DU,接收端根据metadata PDU传输的参数初始化接收端文件传输单元,并构造发送ACK META ;接收端文件传输单元初始化后，接收端对所接收的数据进行喷泉码译码，直到文件所有数据全部正确接收，接收端构造发送finished F1DU,通知发送端文件传输结束，释放本次文件传输发送端所占用资源，同时开启finished定时器，定时器超时时间设置为一个RTT，当定时器超时时间到达且没有接收到ACK FIN,则重传finished PDU,当接收到ACK FIN，发送端释放本次文件传输所占用资源，本次文件传输结束；
[0028](3)、当发送端接收到来自接收端的finished F1DU,停止编码发送数据包,释放本次文件传输所占资源，并构造发送ACK FIN,本次文件传输结束。
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可选安全等级的可靠文件传输协议，其特征在于:在CFDP协议基础上，实现可选安全等级的可靠文件传输协议，包括三种模式； 模式一:针对Qos要求不高，且只能进行单向通信的传输任务使用不可靠传输，即无确认模式； 模式二:针对长延迟、高误码率的极限传输任务，或要求Q0S但又只能进行单向通信的传输任务，米用喷泉码模式； 模式三:针对能进行双向通信的传输任务，采用立即否定确认模式。
2.根据权利要求1中所述的可选安全等级的可靠文件传输协议，其特征在于:所述模式二中:FTP文件传输协议在编码时简单的把文件分成若干个数据包，采用请求重传机制确保所有数据包均被接收方准确的接收；喷泉码的编码过程是对文件的随机编码过程，对有限的文件数据信息可以获得几乎任意数量的编码序列，而不考虑信道删除概率，当接收端接收到足够多的正确数据包就可以成功译码并恢复源文件，因此基于度分布的数字喷泉码的这种码率无关性正好可以适应容延容断网络不断变化的信道环境。
3.根据权利要求2中所述的可选安全等级的可靠文件传输协议，其特征在于:所述喷泉码编码需要经过三个步骤，即随机度生成、编码符号生成和编码；喷泉码解码过程需要预先知道哪些原始数据编码生成发送数据，因此喷泉码解码需要经过三个步骤，即等待接收原始数据、根据原始数据解码所有数据和解码结束。
4.根据权利要求3中所述的可选安全等级的可靠文件传输协议，其特征在于:所述喷泉码模式应用于文件传输协议: (1)、发送端首先构造发送metadataPDU将文件路径、大小等信息发送给接收端，同时开启metadata定时器，定时器超时时间设置为一个RTT，当超时时间未到或发送端接收到ACK ΜΕΤΑ,发送端不断的对文件数据进行喷泉码编码，并发送，当超时时间到达，且发送端未接收到来自接收端的ACK ΜΕΤΑ,发送端重传metadata PDU ； (2)、接收端接收到来自发送端的数据，当metadataPDU丢失,接收端无法初始化接收端文件传输单元，等待发送端metadata定时器超时重传metadata PDU ;当接收到metadataPDU,接收端根据metadata PDU传输的参数初始化接收端文件传输单元，并构造发送ACKMETA ;接收端文件传输单元初始化后，接收端对所接收的数据进行喷泉码译码，直到文件所有数据全部正确接收，接收端构造发送finished F1DU,通知发送端文件传输结束,释放本次文件传输发送端所占用资源，同时开启finished定时器，定时器超时时间设置为一个RTT，当定时器超时时间到达且没有接收到ACK FIN，则重传finished H)U，当接收到ACK FIN，发送端释放本次文件传输所占用资源，本次文件传输结束； (3)、当发送端接收到来自接收端的finishedF1DU,停止编码发送数据包,释放本次文件传输所占资源，并构造发送ACK FIN，本次文件传输结束。
【文档编号】H04L1/18GK103856304SQ201410060462
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】刘姝, 周启平, 陈星宇, 崔小磊, 刘大鹏 申请人:北京神舟航天软件技术有限公司