王星

摘 要

一種應(yīng)用于移動終端設(shè)備的批量數(shù)據(jù)收發(fā)，壓縮，持久化存儲管理系統(tǒng)，提出了基于差分的二進(jìn)制數(shù)據(jù)整形和分組傳輸?shù)臄?shù)據(jù)管理模型，相比目前的移動終端數(shù)據(jù)更新管理系統(tǒng)，典型場景下單臺設(shè)備數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程更新時間降低到五分之一，極大優(yōu)化了性能，降低了傳輸信道的帶寬要求。

【關(guān)鍵詞】差分 分組 更新管理

專有移動通信系統(tǒng)普遍支持分組功能，多個移動設(shè)備按業(yè)務(wù)需求形成一組，通過遠(yuǎn)程配置方式實現(xiàn)組內(nèi)成員靈活的語音呼叫，數(shù)據(jù)管控、監(jiān)測等功能，這就要求組內(nèi)各設(shè)備具有相同版本的固件和配置信息以實現(xiàn)互操作。目前手持或者車載移動設(shè)備均采用串行讀寫完整目標(biāo)數(shù)據(jù)文件的方式進(jìn)行用戶信息，軟件版本的配置管理，這種方式操作的數(shù)據(jù)量大，對窄帶信道，目標(biāo)用戶組包含終端設(shè)備數(shù)量多的場景效率非常低下。本文介紹一種新的數(shù)據(jù)管理方法，采用二進(jìn)制差分算法和組播技術(shù)，對源數(shù)據(jù)集進(jìn)行分類和版本管理，減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包大小并優(yōu)化傳輸模式，被管理的目標(biāo)終端接收并還原原始數(shù)據(jù)。原型系統(tǒng)在摩托羅拉對講機(jī)上的Linux平臺通過USB傳輸完成了驗證和數(shù)據(jù)分析，還可應(yīng)用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新管理的生產(chǎn)環(huán)境，如專有無線系統(tǒng)DMR，Tetra等，以助于提升專有移動設(shè)備經(jīng)銷商，終端用戶，內(nèi)部開發(fā)人員的工作效率。

1 差分系統(tǒng)方案

新系統(tǒng)設(shè)計模型如圖1，以Firmware數(shù)據(jù)為例，左端是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理控制臺，其職責(zé)是分類標(biāo)識原始目標(biāo)數(shù)據(jù)集，根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的當(dāng)前版本，選擇匹配的數(shù)據(jù)源基線版本，通過差分壓縮算法輸出特定版本的二進(jìn)制文件，打包傳輸新的目標(biāo)增量數(shù)據(jù)。右端是被管理的一組移動通信設(shè)備，根據(jù)定制協(xié)議對相應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原和替換。中間的內(nèi)容傳輸過程完全I(xiàn)P化，對承載網(wǎng)絡(luò)透明。

2 分組子系統(tǒng)模型

目標(biāo)數(shù)據(jù)集包含多個數(shù)據(jù)對象，對應(yīng)在移動端持久化存儲的多種類型數(shù)據(jù)文件，如firmware，資源文件，用戶數(shù)據(jù)文件等。每個數(shù)據(jù)對象被賦予不同特性，如名稱，類型，大小，版本號等。數(shù)據(jù)管理平臺通過端到端協(xié)議識別不同移動設(shè)備上的數(shù)據(jù)對象特性，在對目標(biāo)數(shù)據(jù)集做整形和打包之后，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)對象實施不同的傳輸策略，以最大化利用帶寬資源，減少對多個終端的數(shù)據(jù)重復(fù)操作。業(yè)務(wù)交互流程設(shè)計如圖2所示，組內(nèi)共三個被管理的目標(biāo)設(shè)備。數(shù)據(jù)平臺通過一對一協(xié)商創(chuàng)建關(guān)鍵的TraceMap Descriptor，各目標(biāo)設(shè)備據(jù)此對接收到的增量數(shù)據(jù)做還原和完整性檢測。針對所有設(shè)備都適用的數(shù)據(jù)，管理平臺采取IP組播方式傳輸，比如新的firmware版本；針對個性化的資源文件或者用戶數(shù)據(jù)，采取現(xiàn)有的IP單播方式傳輸。移動設(shè)備端新增數(shù)據(jù)完整性檢測模塊，對于檢測失敗的場景，對特定數(shù)據(jù)對象做主動上報或者被動應(yīng)答處理，使得管理平臺及時掌握單個具體事務(wù)結(jié)果，以啟動相應(yīng)的重傳或者異常處理。由于組播方式對底層傳輸信道的可靠性要求高，為規(guī)避惡劣環(huán)境下多次重傳導(dǎo)致的帶寬浪費，建議在優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下選用。

3 實現(xiàn)與分析

原型實驗環(huán)境選擇Windows主控程序加摩托羅拉一款基于Linux系統(tǒng)的移動對講設(shè)備，為簡單起見，選擇對講機(jī)駐留的某個約14MB固件程序作為數(shù)據(jù)更新對象，通過USB作為傳輸通道連接PC電腦和移動設(shè)備。軟件部分基于Xdelta3和LZMA實現(xiàn)差分壓縮算法，采用標(biāo)準(zhǔn)的TFTP協(xié)議讀寫文件數(shù)據(jù)。評測指標(biāo)選擇單臺設(shè)備上完整的新版固件數(shù)據(jù)生效時間，通過對比，優(yōu)化前耗時115秒，優(yōu)化后耗時23秒，共節(jié)省92秒。圖3是更多原始數(shù)據(jù)版本采樣的曲線分析結(jié)果，不論是版本升級還是版本降級應(yīng)用場景，數(shù)據(jù)的傳輸和還原時間都得到極大的縮減。版本間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性越大，優(yōu)化效果越明顯，特別適合對設(shè)備當(dāng)前版本數(shù)據(jù)配置變更小的應(yīng)用場景。

4 結(jié)語

針對一組移動設(shè)備的差分分組數(shù)據(jù)管理方案解決了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新效率低下的問題，通過數(shù)據(jù)集分解，數(shù)據(jù)對象的識別，差分壓縮增量數(shù)據(jù)，分組與單播傳輸結(jié)合，減小了端到端遠(yuǎn)程會話所需承載的數(shù)據(jù)量，避免了冗余數(shù)據(jù)在不同終端的多次傳輸，節(jié)省了操作時間，為在專有無線窄帶系統(tǒng)上傳輸批量的配置數(shù)據(jù)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。實驗結(jié)果證明，此系統(tǒng)方案成功應(yīng)用在內(nèi)部開發(fā)人員配置測試設(shè)備，可提升開發(fā)效率，如果應(yīng)用在生產(chǎn)環(huán)境，面向移動設(shè)備的經(jīng)銷商提供增值服務(wù)，將大幅提升管理批量設(shè)備數(shù)據(jù)更新的工作效率。

參考文獻(xiàn)

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[2]RFC 3284，The VCDIFF Generic Differencing and Compression Data Format.

[3]Colin Percival，Naive Differences of Executable Code.

作者單位

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