СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОТОКОЛА ЕДИНОЙ ПЕРЕДАЧИ РАЗНОРОДНЫХ ТИПОВ ДАННЫХ
METHOD AND APPARATUS FOR CREATING PROTOCOL FOR SINGLE TRANSMISSION OF DIFFERENT DATA TYPES

Изобретение относится к системам связи, а именно к передаче данных в различных телекоммуникационных системах.
Передача данных по сети, с технической точки зрения, разбита на ряд последовательных шагов, каждому из которых соответствуют свои правила и процедуры или протокол. Для классификации сетевых протоколов применяют так называемую эталонную семиуровневую модель OSI (англ. Open Systems Interconnection Reference Model - модель взаимодействия открытых систем), являющуюся абстрактной моделью для сетевых коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Модель разбивает сетевые протоколы на семь уровней: физический уровень (Physical layer); канальный уровень (Data Link layer); сетевой уровень (Network layer); транспортный уровень (Transport layer); сеансовый уровень (Session layer); уровень представления (Presentation layer); уровень приложения (Application layer). Протоколы прикладного уровня предназначены для того, чтобы пользователи сети получали доступ к распределенным ресурсам, например к таким, как файлы, голосовые данные в пакетной форме, электронная почта. Протоколы прикладного уровня ориентированы на конкретные прикладные задачи.
Рассмотрим ряд известных протоколов прикладного уровня.
Известен способ сопровождения пакетов тегами для эффективного многоадресного распределения содержания, содержащий этапы, на которых определяют тип передаваемых данных, генерируют элемент данных, обозначающий тип, вставляют элемент данных в заголовок пакета и передают пакет (заявка РФ на изобретение №2009125116, кл. G06F 7/06 (2006.01), опубл. 10.01.2011 г.).
Известен способ связи посредством протокола службы обмена расширяемыми текстовыми сообщениями, содержащий этапы, на которых посредством протокола прикладного уровня создают протокольный блок данных, содержащий первый заголовок и многобитовое поле блока данных (патент РФ на изобретение №2436259, кл. H04W 28/06 (2009/01), опубл. 10.12.2011 г.).
В данных способах рассматриваются протоколы, предназначенные для передачи однородного трафика.
Известен способ и устройство для передачи и приема пакета мультимедийных данных, в котором формируют протокол путем добавления заголовка к мультимедийным данным (заявка РФ на изобретение №2001132149, кл. Н04В 7/26, опубл. 10.08.2003 г.).
Известна система и способ для адаптивного объединения мультимедийной информации для приложений в протоколах передачи речи по сети интернет (заявка РФ на изобретение №2008119811, кл. H041L 29/06 (2006.01), опубл. 27.11.09 г.).
Известно устройство и способ для высокоскоростного интерфейса передачи данных, содержащий способ передачи совокупности пакетных структур, сформированных в протокол связи, между узловым устройством и клиентским устройством (заявка на изобретение №2006120478, кл. H041L 29/06 (2006.01), опубл. 27.12.2007 г.).
В данных способах рассматриваются протоколы, предназначенные для передачи только мультимедийного трафика.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи по передаче разнородного трафика, такого как голос, данные, навигационная информация, биометрия и т.д., от различных источников информации в составе единого протокола прикладного уровня.
Технический результат заключается в повышении защищенности и эффективности передачи данных.
Указанный технический результат достигается тем, что способ формирования протокола единой передачи разнородных типов данных содержит этапы, на которых:
формируют структуру поля полезной нагрузки, представляющей собой заранее определенные поля разнородных типов данных, таких как голосовые данные, навигационные данные, данные биометрии, два резервных поля данных и соответствующий каждому из полей данных флаг, расположенный непосредственно перед соответствующим флагу полю данных, причем каждый флаг содержит управляющую информацию для анализа следующего за ним поля данных, при этом поля разнородных типов данных могут менять расположение друг относительно друга в поле полезной нагрузки, а информация в каждом из упомянутых полей данных записана в соответствии с внутренними протоколами, характерными для типов данных упомянутых полей данных; формируют структуру протокола передачи разнородных типов данных, состоящую из последовательно следующих друг за другом поля преамбулы, поля идентификатора, поля полезной нагрузки, поля контрольной суммы и поля стоповой комбинации.
При этом длина протокола передачи разнородных типов данных постоянна и составляет 330 байт. Кроме того, в поле преамбулы упомянутого протокола передачи разнородных типов данных записывают номер версии данного протокола, при этом размер поля преамбулы составляет 3 бита. Кроме того, в поле идентификатора упомянутого протокола передачи разнородных типов данных записывают уникальный идентификатор абонента, при этом размер поля идентификатора составляет 64 бита. Кроме того, размер каждого из полей флага составляет 1 бит и запись «0» в поле флага означает необходимость анализа следующего за ним поля данных, а запись «1» в поле флага означает отсутствие информации в поле данных, отмену анализа поля данных и переход к следующему полю флага. Кроме того, поля разнородных типов данных представляют собой пять независимых друг от друга типов данных, таких как голосовые данные, например VoIP, размером 320 бит, навигационные данные размером 448 бит, данные биометрии размером 128 бит и два резервных поля данных, каждый из которых размером 800 бит. Кроме того, протоколы разнородных типов данных являются прикладными протоколами, соответствующие внутренним протоколам, характерным этим типам данных. Кроме того, размер поля контрольной суммы составляет 16 бит, а размер поля стоповой комбинации составляет 7 байт.
При этом устройство формирования протокола единой передачи разнородных типов данных представляет собой последовательно соединенные друг с другом коммутатор с системой управления и модуль формирования протокола, где на входы коммутатора подают заранее определенные протоколы разнородных типов данных, которые анализируются коммутатором и записываются в блок памяти коммутатора, затем согласно правилу очередности заполнения полей данных в поле полезной нагрузки, зашитому в систему управления коммутатора, на выходе коммутатора формируют структуру поля полезной нагрузки, состоящую из полей разнородных типов данных и соответствующего каждому из полей данных флагу, расположенному непосредственно перед соответствующим флагу полю данных; в модуле формирования протокола формируют структуру протокола передачи разнородных типов данных, состоящую из последовательно следующих друг за другом поля преамбулы, поля идентификатора, поля полезной нагрузки, поля контрольной суммы и поля стоповой комбинации.
Описанный способ поясняется иллюстрацией, на которой представлен пример формирования протокола передачи разнородных типов данных.
Рассмотрим осуществление способа формирования протокола передачи разнородных типов данных на конкретном примере.
На пять входов коммутатора устройства формирования протокола передачи разнородных типов данных подаются пять заранее определенных разнородных типов данных, такие как голосовые данные; навигационные данные; данные биометрии; резервные данные 1, резервные данные 2. При этом голосовые данные представляют собой речь в пакетной форме, например технологии VoIP. При этом навигационные данные представляют собой данные, например по протоколу NMEA, и включают в себя время фиксации местоположения объекта, географическую широту местоположения объекта, географическую долготу местоположения объекта, скорость объекта, истинное направление в градусах, дату магнитного склонения в градусах, контрольную сумму. При этом данные биометрии содержат биометрические данные в цифровом виде об объекте, например данные о давлении, о пульсе и о температуре объекта. Резервные поля данных зарезервированы под передачу другой текстовой или иной информации или могут оставаться не занятыми. Коммутатор анализирует наличие или отсутствие данных на своих входах и формирует флаги, соответственные каждому из поступивших на входы типов данных. Поступившие данные записываются в блок памяти коммутатора. Затем согласно правилу очередности заполнения полей данных в поле полезной нагрузки, зашитому в систему управления коммутатора, на выходе коммутатора формируют структуру поля полезной нагрузки, состоящую из полей разнородных типов данных и соответствующего каждому из полей данных флагу, расположенному непосредственно перед соответствующим флагу полю данных. Запись «0» в поле флага означает необходимость анализа следующего за ним поля данных, а запись «1» в поле флага означает отсутствие информации в поле данных, отмену анализа поля данных и переход к следующему полю флага. Сформированное поле полезной нагрузки поступает в модуль формирования протокола, где формируется структура протокола передачи разнородных типов данных, состоящая из последовательно следующих друг за другом поля преамбулы, поля идентификатора, поля полезной нагрузки, поля контрольной суммы и поля стоповой комбинации. В поле преамбулы записывается номер версии данного протокола, при этом размер поля преамбулы составляет 3 бита. В поле идентификатора записывается уникальный идентификатор абонента, при этом размер поля идентификатора составляет 64 бита. В поле полезной нагрузки записывается флаг голосовых данных размером 1 бит, голосовые данные, например VoIP, размером 320 бит, флаг навигационных данных размером 1 бит, навигационные данные размером 448 бит, флаг данных биометрии размером 1 бит, данные биометрии размером 128 бит, флаг первого резервного поля данных размером 1 бит, первое резервное поле данных размером 800 бит, флаг второго резервного поля данных размером 1 бит, второе резервное поле данных размером 800 бит. Поле контрольной суммы составляет 16 бит. Поле стоповой комбинации составляет 7 байт. Длина протокола передачи разнородных типов данных постоянна и составляет 330 байт.
Размер протокола и размеры полей выбирались исходя из принципа необходимости и достаточности. С одной стороны при передаче больших массивов информации становится довольно высокой вероятность ошибки из-за помех и сбоев, с другой стороны при передаче маленьких пакетов доля служебной информации будет непозволительно высокой, что приведет к снижению средней скорости обмена информацией между абонентами сети. Передача в одном протоколе пяти разнородных типов данных позволяет значительно уменьшить передачу в сети служебной информации, тем самым увеличивается передача полезной нагрузки и повышается эффективность передачи данных.
Еще одним техническим результатом применения данной структуры протокола передачи данных является защищенность и безопасность передачи данных. При передаче однородного трафика данных, описанных в аналогах, достаточно легко снять, прочесть и проанализировать передаваемую информацию третьими лицами. В предложенном в изобретении протоколе все разнородные поля данных скрыты в одном однородном поле данных, в этой связи прочесть и проанализировать конкретные данные третьими лицами не представляется возможным.
Таким образом, настоящее изобретение полностью реализует поставленную задачу и промышленно применимо.