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CN1352844A - 基于分组的客户机/服务器协议 - Google Patents

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CN1352844A
CN1352844A CN00805503A CN00805503A CN1352844A CN 1352844 A CN1352844 A CN 1352844A CN 00805503 A CN00805503 A CN 00805503A CN 00805503 A CN00805503 A CN 00805503A CN 1352844 A CN1352844 A CN 1352844A
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CN
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pdu
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alphanumeric
packets
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CN00805503A
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P·R·西蒙斯
D·C·于勒
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Abstract

一种用于客户机/服务器数据交换的方法和系统。在数据通信网上传送和接收协议数据单元(PDU)包含的步骤有:接收用于传送的PDU;将该PDU编码为多个字母数字的数据分组,使得每个数据分组小于预定的尺寸;使这个或每个数据分组关联一地址帧,该地址帧包括这个或每个数据分组的目的地;传送这个或每个数据分组。该数据分组最好由SMS或小区广播来传送。

Description

基于分组的客户机/服务器协议
本发明涉及紧凑的、基于分组的数据通信协议，该协议尤其适合在GSM型移动电话上使用。
因特网和实际上的大多数数据通信网都以基于分组的数据通信协议为基础。最常用的协议是因特网协议(IP)，并且这是因特网所基于的基本协议。基于分组的协议将传送数据分为多个分组，每个都作为独立的协议数据单元(PDU)在网络上传送。分组由路由节点在网络上路由，该路由节点维护路由表来指示它们自己之间和其它节点之间的路由，并根据网络业务量和其它因素来调整它们转发业务量的路由。在传送时每个分组会被编号，使得数据在收到后可重新排序以及请求重新传送丢失的分组。
在固定线路连接不可用的地方，远端接入数据网正常地由某种形式的移动电话系统来进行。最普遍的系统是GSM(组专用移动)系统，该系统中通过提供有限带宽和各种连接可靠性的移动电话系统接入数据网。不幸的是，有限的带宽通常将数据传送和接收的速率限制至9600bps。与各种连接可靠性相结合的这个限制与假定数据链路有高带宽且很少或无分组丢失的基于分组的协议相冲突。另外，对于GSM系统，一些分组的最小尺寸在有些情况下将太大。
依照本发明的第一方面，在数据通信网上传送协议数据单元(PDU)的方法包含的步骤有：
接收用于传送的PDU；
将该PDU编码为多个字母数字的数据分组，使得每个数据分组小于预定的尺寸；
使这个或每个数据分组关联一个地址帧，该地址帧包括这个或每个数据分组的目的地；并
传送这个或每个数据分组。
本发明的一个特别优点是为移动电话提供因特网接入，而不需要调整移动电话当前正在其上运行的GSM协议或基础设施。
通过把数据重新分组为小于预定尺寸的数据分组，每个分组在有限的数据通信链路上成功传送的可能性显著提高。另外，由于分组能够快速重传，所以单个或多个分组的丢失不会招致大的开销。通过对PDU重新分组而不考虑它们的内容，而避免在对PDU重新分组之前从组成的PDU中重新组装数据的协议开销。编码、压缩和纠错是可用的扩展，不需要更多的开销或协议层。
编码PDU的步骤包含若PDU不全是字母数字则应用一个字母数字编码方案的步骤。该字母数字编码方案最好是uuencoding(电子邮件中用于对二进制数据进行文本化编码的工具)编码。
uuencoding编码能使数据在现有的基于文本的链路上发送，该链路具有未加修改的保留特征。
对PDU进行编码的步骤包含：确定PDU的长度；从该PDU产生一个数据分组，其中如果该PDU大于预定的尺寸，它就被分成一序列的数据分组。
产生数据分组的步骤可以进一步包含的步骤是使产生的数据分组关联一个分组标识符，其中如果PDU被分成一序列的数据分组，则每个数据分组的分组标识符将标识它为被分开的PDU的一部分，并标识该数据分组在该序列中的相关位置。
最好地，地址帧可以包含一个短消息业务(SMS)地址，这个或每个数据分组都由SMS传送。
短消息业务(SMS)是所有GSM业务用户可用的一种功能。对短字母数字消息，SMS是双向业务。通常，SMS消息被限制到严格地包含字母和数字共160字节，这限制它们仅用于诸如交通和新闻更新等个人消息和业务。
通常，SMS禁止消息使用的保留字符(例如控制字符)与被传送的数据中的这种字符相冲突。通过使用uuencoding编码，这样的冲突很容易且简单地解决了。由于SMS系统通常未充分使用，故将WWW数据捎带在现有SMS业务链路上一般不会影响SMS系统的性能。然而，现有的链路和基础协议的使用大大降低了数据传送的复杂性，因为不需要迎合握手等的信号交互。由于握手等可在别处处理，所以复杂性的降低进而又减少了在头标帧中所需的数据开销。因此本发明提供了一种强大的通信机制，而不带有从基础上提供一种全新机制的复杂性。
在SMS的替代方案中，地址帧可以包含一个小区广播地址，并且这个或每个数据分组由小区广播来传送。
小区广播提供了一个简单有效的方式，使许多没有固定因特网链路的用户得到万维网类型的数据。
将PDU编码为多个字母数字数据分组的步骤包含压缩PDU的步骤。
依据上述的方法接收在数据通信网上传送的协议数据单元(PDU)的方法包含的步骤有，接收多个字母数字数据分组，移去与每个数据分组相关联的地址帧，并从该多个接收到的字母数字数据分组中重新产生一个PDU。重新产生一个PDU的步骤包括对该多个接收到的字母数字数据分组进行uudecoding解码。
重新产生PDU的步骤包括，依靠与每个数据分组相关联的分组标识符来对接收到的字母数字数据分组排序，移去与每个数据分组相关联的分组标识符并再结合成数据分组。对接收到的字母数字数据分组排序的步骤包括检测没有接收到的数据分组并请求其重传的步骤。
依据本发明的另一方面，在数据通信网上传送协议数据单元(PDU)的系统包含一个接收用于传送的PDU的接收机，一个将该PDU编码为多个数字字符数据分组使得每个数据分组小于预定尺寸的编码器，一个使这个或每个数据分组关联一个地址帧的地址系统，该地址帧包含这个或每个数据分组的目的地，以及一个发送这个或每个数据分组的发送机。
如果PDU不全是字母数字，则编码器可能会应用一个字母数字编码方案。
发送机最好包含一个短消息业务(SMS)系统来定址并传送这个或每个数据分组。
该系统进一步包含一个接收机，用于接收被上述系统的传送单元在数据通信网上传送的协议数据单元(PDU)，该接收机包含一个接收系统用于接收多个字母数字数据分组，一个处理器用于移去与每个数据分组相关联的地址帧，并从该多个接收到的字母数字数据分组中重新产生一个PDU。该处理器可被配置为对该多个接收到的字母数字数据分组进行uudecode译码。该处理器可被配置为依靠与每个数据分组相关联的分组标识符来对接收到的字母数字数据分组排序，移去与每个数据分组相关联的分组标识符并再结合该数据分组。优选地，该处理器可被配置为检测没有接收到的数据分组并请求其重传。
优选地，接收机是一个例如GSM移动电话的SMS接收机，字母数字数据分组由SMS来接收。可选择地，接收机可以是小区广播接收机，字母数字数据分组由小区广播接收。
发送机也可以是一个GSM移动电话。
PDU包含浏览万维网和/或与万维网交互所产生的数据，其中该系统还包含一个万维网服务器作为用于PDU的网关传送PDU至万维网，并从万维网接收PDU。
在本发明的优选方面，该PDU包含浏览万维网和/或与万维网交互所产生的数据，其中该SMS系统被安置于也作为PDU网关传送PDU至万维网并从万维网接收PDU的万维网服务器中。
在SMS的环境里，字母数字字符包含以下设置：
0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz＜＞
现在仅以举例并参照附图的方式来对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1是在本发明中使用的数据通信网的示意性框图；
图2a和2b是依照本发明在数据通信会话中传送和接收的数据分组格式的代表；以及
图3a-3e和4a-4e是依照参考图2定义的格式在数据通信会话中传送和接收的数据分组的例子。
图1是本发明中或针对本发明使用的数据通信网的示意性框图。GSM业务提供者有一个包含多个传输小区10的移动电话网。这个网络链接到一个SMS系统20，该SMS系统20进而又链接到万维网(WWW)服务器30，该万维网服务器30连接到WWW40。在其中一个小区10的传送区域的移动电话用户50，使用安装在他的移动电话50上的微浏览器浏览WWW。由于用户与该微浏览器交互，所以向WWW要数据的请求就由微浏览器发出。请求由移动电话作为被定址到WWW服务器30的SMS消息编码并传送。此消息被视作一条普通SMS消息并由小区10转发至SMS系统20。SMS系统20将此消息传到WWW服务器30。在接收到SMS消息后，WWW服务器30将其解码为一条接着要处理的适当的HTTP(超文本传输协议)请求。
响应该HTTP请求通过WWW40由WWW服务器30接收的数据，被编码为一条定址到移动电话50的微浏览器的SMS消息。该WWW服务器30将该消息传至SMS系统20，SMS系统20通过小区10将它传送到移动电话50上。移动电话接收到消息，对其解码并传至微浏览器以进行诸如给用户显示WWW页的适当动作。
图2a和b是依据本发明产生的数据分组格式的代表。被移动电话50和WWW服务器30使用来根据请求产生SMS消息并对接收到的消息进行解码的传输协议分为两层：会话层负责将数据和请求编码并解码成SMS格式的消息，传输层负责准备并确定SMS消息的地址，以及对接收到的消息进行错误检查。由于对SMS消息的尺寸有限制，所以超过此限制的请求或响应必须被分成多个离散的分组。传输层把这样的消息分成多个分组，每个分组作为一条独立的SMS消息进行传输，接收到的分组消息由传输层重新组装。
SMS允许必须uuencoded编码的160个7比特字符的消息或不需要uuencoded编码的140个8比特字符的消息。剩下的描述涉及到160个7比特字符的消息，但有经验的读者将会明白，本发明适合于任一种类型。
图2a代表了会话层准备的消息。每条消息包含一个CommandID域100，指示消息涉及的命令类型(打开，关闭，请求，发送或再次请求)，一个MsgSize域110指示特定消息的字符长度(这被编码为使用7的比特值loendian即尺寸＝字节1+字节2*27)，一个头标域120(在下面讨论)，一个包含数据的数据域130(URI，由服务器发送的数据或再次请求消息的分组数)，以及当它为最后一条消息时的一个指示下一个CommandID或NULL的结尾域。
头标域的内容涉及到可选数据。每个头标域包含一个跟随着以NULL终结的串的值。一个头标可由以下项组成：
描述 值 跟随的串
头标域的结尾 0  N/A
数据域130的内容类型 1 看下文
用户代理简档 2 看下文
用户代理简档更新 3 看下文
附加的数据域130的URI 4  URI串
称为当前URI的URI(由HDML微浏览器要求) 5  URI串
在数据域130中使用的编码/压缩类型 6 看下文
在数据域130中的告警保持的类型 7 看下文
在数据域130中的告警保持的名称 8 名称串
内容类型域包含例如其中一种以下类型的标识符：
内容类型串 描述
0 不知道的数据类型-要被忽略
1 未编译的HDML
2 编译后的HDML
3 原始文本
8 PCC格式的图象(静态或动态)
9 矢量图格式(VGX)的图象
53 Huffman解码表
64+ 错误值
编码域可对应例如Huffman编码或游程长度编码等编码或压缩方案而指定一个值。
告警域的类型可指定涉及以下类型之一的告警的数据域：
告警类型串 描述
0 没有告警-用户没有被通报，没有将数据添加到告警列表
1 列表-将告警添加到告警列表，用户没有被通报
2 通报-将告警添加到告警列表且用户被通报，例如通过消息图标
3 显示-到达时显示告警
4 如果是新的则显示-如果还没有存在于高速缓冲存储器里，就在到达时显示，否则在高速缓冲存储器里覆盖旧版本且不显示
代理简档用于依靠存取数据的设备类型，来调整数据类型和/或业务或服务器传送的内容。由于不同浏览器(特别是在移动电话中)所支持的功能有差异，所以仅凭借名称来标识浏览器是不够的。一个简档标识了浏览器的主要功能，例如支持HTML/HDML/WML，它可显示的图象类型，屏幕尺寸等。业务或服务器可使用这个信息来调整返回到浏览器的数据。
图2b代表了由传输层准备的消息。会话层消息将被处理，并且有必要的话会被分成最大长度为157字节的多个分组，如数据域200所示。对于每个分组，附带有一个头标，包括MessageID域210，分组号域220，检错域230和分组总数域240。MessageID域210标识与该分组关联的消息。如果该消息被分成多于一个的分组，则每个分组的头标将包含相同的MessageID，这样在接收到后，分组可以被辨别并合并在一起重新形成消息。因为分组可能以任意顺序接收且分组可能丢失，所以分组号和分组总数域(220，240)也用在这方面。分组号和总数域允许接收机重新对分组排序并请求重新传送丢失的分组。检错域230指示用于相随数据的检错类型。
图3a-3e代表了依据本发明使用一种协议在数据通信会话中发送和接收的数据分组。图3a代表了由会话层响应移动电话的微浏览器对URI(通用资源指示器)“http：//hdmlhost/home.hdml”的请求而准备的数据分组。会话层确定该消息用于一个请求(commandID＝3)，MsgSize是29(头标4+URI串25)，且不需要头标域。所以，图3a的消息传至传输层。
接收到后，传输层确定只需要1个SMS消息，因此分配messageID1，分组号0，检错级别0(不检错)和分组总数0。该信息与会话消息连接产生图3b的SMS分组，后者接着被发送出去。
已接收并解码该SMS消息后，服务器通过HTTP请求URI并接收响应的200字节数据。
服务器的会话层处理该数据，将数据取出并分配一个commandID4(发送)，一个编码成79+1*27的消息长度207(头标6+数据200+终结符1)。增加了内容类型1(HDML)的头标域，紧接着是数据(200字节)和下一个commandID 0(没有更多的消息)。如图3c所示的组装消息被传至服务器的传输层。
传输层构造了有MsgID 1，分组号0，检错0和分组总数1的第一个SMS分组。如图3d所示的合成的SMS消息不可能保留所有的会话层消息，因而只能包含带有9字节头标的第一个151字节。如图3e所示，除了分组号为1之外，与第一个SMS分组有相同的传输层数据的第二个SMS分组产生出来而容纳数据的最后49字节。两个SMS分组都传送到移动电话并进行解码，重组由微浏览器显示的数据。
图4a-4d代表了依据本发明使用一个协议在数据通信会话中发送和接收的数据分组。图4a代表了由会话层响应移动电话的微浏览器对URI(通用资源指示器)http：//hdmlhost/home.hdml的请求而预备的数据分组。该会话层确定消息用于一个请求(commandID＝3)，MsgSize是29(头标4+URI串25)，且不需要头标域。所以，图4a的消息传至传输层。
接收到后，传输层确定只需要1个SMS消息，因此分配messageID1，分组号0，检错级别0(不检错)和分组总数0。该信息与会话消息连接产生图4b的SMS分组，后者接着被发送出去。
已接收并解码该SMS消息后，服务器通过HTTP请求URI并接收响应的200字节数据。因为服务器和客户机都支持Huffman编码数据压缩，所以200字节被服务器压缩为87字节。
服务器的会话层处理数据，将压缩后的数据取出并分配一个commandID 4(发送)，一个编码成96+0*27的消息长度96(头标8+数据87+终结符1)。增加了内容类型1，2(HDMLC)和huffman编码(6，1，0)的头标域，紧接着是数据(87字节)和下一个commandID0(没有更多的消息)。如图4c所示的组装消息被传至服务器的传输层。
传输层构造了有MsgID 1，分组号0，检错0和分组总数0的第一个SMS分组。该SMS分组被传送到移动电话并进行解码和解压缩，重组由微浏览器显示的数据。
优选地，uuencoding编码方案应用于接收的数据分组，目的是避免传送SMS不支持的非字母数字字符的尝试。
虽然以上的描述与通过将数据进行分组并使用SMS的数据传送有关，但很显然本发明适用于诸如小区广播等的许多传送协议和机制。在小区广播和SMS告警中，没有从电话中进行用于数据的初始请求。一个URI在WWW服务器中创建，并根据例如要接收某个数据的预先请求或向一些/全部用户通报一个事件的业务提供者的一个决定等许多标准来传送给电话。由于小区广播分组的最大尺寸是88字节，因此传输层将修改消息长度。如前面所描述的，一个小区广播消息利用告警域来标识被传送数据的类型和当广播到达后是否应/应怎样通报给用户。尽管小区广播仅仅是相应小区中从服务器到任何接收者的一个单向传送机制，但它也可使用本发明的协议，例如广播带本地信息(例如知名商店的本地分店在哪里等)的寻呼等。

Claims (19)

1.一种在数据通信网上传送协议数据单元(PDU)的方法，包含以下步骤：
接收用于传送的PDU；
将该PDU编码为多个字母数字的数据分组，使得每个数据分组小于预定的尺寸；
使这个或每个数据分组关联一个地址帧，该地址帧包括这个或每个数据分组的目的地；并
传送这个或每个数据分组。
2.依据权利要求1的方法，其中编码PDU的步骤包含若PDU不全是字母数字则应用一个字母数字编码方案的步骤。
3.依据权利要求2的方法，其中编码PDU的步骤包含的步骤有：
确定PDU的长度；
从该PDU产生一个数据分组，其中如果该PDU大于预定的尺寸，它就被分成一序列的数据分组。
4.依据权利要求3的方法，其中产生数据分组的步骤进一步包含的步骤是使产生的数据分组关联一个分组标识符，其中如果PDU被分成一序列的数据分组，则每个数据分组的分组标识符将标识它为被分开的PDU的一部分，并标识该数据分组在该序列中的相关位置。
5.依据任一前述权利要求的方法，其中将PDU编码为多个字母数字数据分组的步骤包含压缩PDU的步骤。
6.一种依据前述权利要求中任何一个的方法而接收在数据通信网上传送的协议数据单元(PDU)的方法，包含以下步骤：
接收多个字母数字数据分组；
移去与每个数据分组相关联的地址帧；并且，
从该多个接收到的字母数字数据分组中重新产生一个PDU。
7.依据权利要求6的方法，其中重新产生PDU的步骤包含的步骤有：依靠与每个数据分组相关联的分组标识符来对接收到的字母数字数据分组排序，移去与每个数据分组相关联的分组标识符并再结合该数据分组。
8.一种在数据通信网上传送协议数据单元(PDU)的系统，包含：
一个接收用于传送的PDU的接收机；
一个将该PDU编码为多个数字字符数据分组使得每个数据分组小于预定尺寸的编码器；
一个使这个或每个数据分组关联一个地址帧的地址系统，该地址帧包含这个或每个数据分组的目的地；以及，
一个发送这个或每个数据分组的发送机。
9.依据权利要求8的系统，其中如果PDU不全是字母数字则编码器应用一个字母数字编码方案。
10.依据权利要求9的系统，其中编码器被配置为确定该PDU的长度，并从该PDU产生一个数据分组，其中如果该PDU大于预定的尺寸，则编码器被配置为将该PDU分成一序列数据分组。
11.依据权利要求10的系统，其中编码器被配置为使产生的数据分组关联一个分组标识符，其中如果PDU被分成一序列的数据分组，则每个数据分组的分组标识符标识它为被分开的PDU的一部分，并标识该数据分组在该序列中的相关位置。
12.依据权利要求8到11中任何一个的系统，其中编码器被配置为压缩该PDU。
13.一种接收由权利要求8到12中任何一个的系统在数据通信网上传送的协议数据单元(PDU)的系统，包含一个接收机用于接收多个字母数字数据分组，一个处理器用于移去与每个数据分组相关联的地址帧并从该多个接收到的字母数字数据分组中重新产生一个PDU。
14.依据权利要求13的系统，其中该处理器被配置为依靠与每个数据分组相关联的分组标识符来对接收到的字母数字数据分组排序，移去与每个数据分组相关联的分组标识符并再结合该数据分组。
15.依据权利要求8到14中任何一个的系统，其中该PDU包含浏览万维网和/或与万维网交互所产生的数据，其中该系统进一步包含一个万维网服务器，作为网关传送PDU至万维网，并从万维网接收PDU。
16.一种能被机器读取并编码用于执行权利要求1到7中任何一个方法的指令程序的程序存储设备。
17.一种能被机器读取并编码用于实施权利要求8到15中任何一个系统的指令程序的程序存储设备。
18.一种以载波形式实现、编码用于执行权利要求1到7中任何一个方法的指令程序的计算机数据信号。
19.一种以载波形式实现、编码用于实施权利要求8到15中任何一个系统的指令程序的计算机数据信号。
CN00805503A 1999-12-01 2000-11-15 基于分组的客户机/服务器协议 Pending CN1352844A (zh)

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