[發(fā)明專利]基于多帶圖靈機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏈路字節(jié)流防錯方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111013281.0
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113746827B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾壹;李智;張濤;王濤;宋鵬飛;陳峰;趙宏濤;王子維;劉紫耀
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司通信信號研究所;中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司;北京華鐵信息技術(shù)有限公司;北京銳馳國鐵智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04L69/16
• 分類號: H04L69/16;G06F9/448;H04L69/00;H04L69/329;H04L43/0823;H04L43/18
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

本發(fā)明公開了一種基于多帶圖靈機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏈路字節(jié)流防錯方法，整個(gè)方案不僅具備傳統(tǒng)的通信緩存數(shù)據(jù)讀取和寫入功能，還能夠從接收端角度進(jìn)行無效字節(jié)流的檢出以及失效?可運(yùn)作導(dǎo)向，從而避免了非法數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)和長度錯誤數(shù)據(jù)對應(yīng)用層數(shù)據(jù)交換產(chǎn)生的干擾，對程序起到保護(hù)作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多帶圖靈機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏈路字節(jié)流防錯方法。

背景技術(shù)

TCP/IP協(xié)議是計(jì)算機(jī)之間常用的一種組網(wǎng)形式，包含鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。四個(gè)分層分別對應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)幀選路、數(shù)據(jù)包分組和應(yīng)用程序的通信細(xì)節(jié)以及控制功能。在不同型號、不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上，應(yīng)用程序使用TCP/IP協(xié)議在傳輸層建立可靠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏈路，再通過字節(jié)流完成數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的服務(wù)請求和響應(yīng)。字節(jié)流的具體內(nèi)容和讀寫方法由TCP/IP應(yīng)用層的具體場景或通信協(xié)議規(guī)定。

現(xiàn)有的TCP/IP應(yīng)用層字節(jié)流數(shù)據(jù)交換方法可概述為如圖1所示的讀取和寫入兩個(gè)流程。讀取流程首先將數(shù)據(jù)鏈路傳輸?shù)淖止?jié)流存入程序的通信緩存，再根據(jù)應(yīng)用層通信協(xié)議處理有效數(shù)據(jù)；寫入流程根據(jù)應(yīng)用層通信協(xié)議將有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為字節(jié)流，再寫入通信緩存由數(shù)據(jù)鏈路傳輸。

根據(jù)協(xié)議的規(guī)定，所有有效數(shù)據(jù)在通信緩存內(nèi)占用固定的字節(jié)長度并具有唯一的數(shù)據(jù)編號。應(yīng)用層通信協(xié)議還規(guī)定了不同類型有效數(shù)據(jù)在通信緩存中的排序，使得TCP/IP應(yīng)用程序能夠按照固定的順序和信息格式來控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的讀寫行為。

通信緩存中的有效數(shù)據(jù)類型和讀寫方式可總結(jié)為表1，表1是TCP/IP應(yīng)用程序控制通信緩存的具體方法，通常由軟件開發(fā)人員根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議的規(guī)定直接編碼寫入程序。

表1不同類型數(shù)據(jù)的讀寫方式說明

TCP/IP協(xié)議是面向數(shù)據(jù)鏈路的傳輸層服務(wù)，通信緩存內(nèi)字節(jié)流的讀寫由應(yīng)用層控制。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定或通信軟件出現(xiàn)故障時(shí)，通信緩存內(nèi)將出現(xiàn)無效字節(jié)流。由于現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的TCP/IP應(yīng)用程序無法在讀寫字節(jié)流的同時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)有效性的判定和防錯流程，無效字節(jié)流會對應(yīng)用層的數(shù)據(jù)交換產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，導(dǎo)致應(yīng)用程序出現(xiàn)非設(shè)計(jì)預(yù)期的行為甚至崩潰的后果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于多帶圖靈機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏈路字節(jié)流防錯方法，能夠從接收端角度進(jìn)行無效字節(jié)流的檢出以及失效-可運(yùn)作導(dǎo)向。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于多帶圖靈機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏈路字節(jié)流防錯方法，包括：

構(gòu)建多帶圖靈機(jī)，通過所述多帶圖靈機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)進(jìn)行通信緩存的讀寫操作，以及在讀寫操作中或者讀寫操作之前檢測無效字節(jié)流，當(dāng)檢測到無效字節(jié)流時(shí)，返回讀取操作起始狀態(tài)或者跳過相關(guān)字節(jié)；將狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)按照功能劃分為五個(gè)子程序：Main、Mark、PullSym、ReadLen與ReadRan；其中：

Main子程序，用于處理多帶圖靈機(jī)讀寫操作的起始和終止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)處理完讀寫操作的起始狀態(tài)后轉(zhuǎn)入PullSym子程序；

PullSym子程序，用于在讀操作中從所述多帶圖靈機(jī)的數(shù)據(jù)符號棧中拉取數(shù)據(jù)符號，并根據(jù)數(shù)據(jù)類型標(biāo)識進(jìn)入ReadLen子程序、ReadRan子程序或者M(jìn)ark子程序，或者返回Main子程序；還用于在寫操作中，從所述多帶圖靈機(jī)的數(shù)據(jù)符號棧中拉取數(shù)據(jù)符號，并進(jìn)入Mark子程序；