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基于AIS数据的船舶轨迹修复方法研究

基于AIS数据的船舶轨迹修复方法研究

2021年2月第39卷第1期西北工业大学学报JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversityFeb.Vol.392021No.1https://doi.org/10.1051/jnwpu/20213910119收稿日期:2020⁃07⁃17基金项目:绿色智能内河船舶创新专项与陕西省重点研发计划(2019ZDLGY12⁃07)资助作者简介:张黎翔(1991 ),西北工业大学博士生研究生,主要从事智能船舶与智能交通相关研究㊂基于AIS数据的船舶轨迹修复方法研究张黎翔1,朱怡安1,陆伟2,文捷3,崔俊云21.西北工业大学计算机学院,陕西西安㊀710072;2.西安财经大学信息学院,陕西西安㊀710100;3.交通运输部水运科学研究所,北京㊀100088æèçöø÷摘㊀要:针对当前海上AIS数据量持续增加并且存在较多异常点,导致基于AIS数据的船舶轨迹构建困难,提出一种基于单船自身AIS数据进行轨迹异常点识别与修复方法㊂此方法充分利用AIS数据中的经纬度㊁速度㊁加速度以及航向等参数,进行轨迹异常点判定与修复,与基于单一位置数据的异常点判定与修复方法相比,能有效减少异常点的漏判,提高AIS数据的可靠性;与基于航迹聚类的异常点判定方法相比,不需要历史航迹数据支撑,拓展了使用范围㊂而采用三次样条方法对轨迹间的断点进行插值处理,进一步提升了轨迹数据的连续性和完整性㊂实际海域船舶AIS数据处理与分析结果验证表明,所提出方法具有较高可行性和有效性㊂关㊀键㊀词:船舶自动识别系统;轨迹数据;异常点检测;轨迹修复中图分类号:TP391㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1000⁃2758(2021)01⁃0119⁃07㊀㊀轨迹大数据[1]记录移动对象随时间变化的活动情况,并客观反映移动对象个体或群体的活动规律,当前研究人员针对轨迹大数据的研究主要包括:轨迹分类与聚类[2⁃3]㊁轨迹预测[4]㊁轨迹模式挖掘[5]等㊂船舶自动识别系统(automaticidentificationsys⁃tem,AIS)通过GPS或北斗导航系统获得船舶位置㊁航速㊁航向等动态信息与船舶静态资料,并按照国际电信联盟标准通过甚高频广播对外发送㊂船舶AIS设备的普及,使AIS数据成为当前船舶交通流分析㊁海事监管㊁事故分析的主要数据来源,为船舶轨迹大数据获取㊁分析与应用提供了条件[6⁃7]㊂AIS数据报文并不具备可靠性,在受到各种障碍物和电磁干扰的情况下,AIS数据传输过程中经常会出现丢失和错误㊂并且AIS数据包中的位置数据来源于GPS或北斗等定位设备,也可能因定位设备问题而出错㊂错误的位置数据被获取进入海事或航运管理信息系统,可能使管理部门对当前海事交通状态产生误判,甚至可能对碰撞㊁触礁或搁浅等海损事故无法及时做出预判,酿成重大损失㊂针对AIS异常点的检测与修复方法的研究主要分为两大类:基于单船单航迹的方法[8]和基于航迹聚类的方法[9⁃10]㊂前者依据船舶自身位置㊁速度与航向等数据判断异常点并进行修复,其优点在于不需要航线历史数据;其缺点在于异常点判别依赖于判别模型,且大量连续位置数据丢失情况异常点修复困难,Zhang等[11]通过模型对异常点进行检测取得一定的成果,但仅当异常漂移点的平均速度超过最大速度时才视为异常点㊂后者依据大量船舶历史航迹聚类结果,判别轨迹异常点并进行修复,其优点在于不需建立单船轨迹异常点模型,其缺点在于需要以大量历史航迹数据作支撑,Rong等[12]通过聚类方法取得不错的效果,但其对聚类结果有很高要求,且未能对异常点进行修复;而这两类方法主要是针对船舶位置信息进行异常点检测与修复,并未对船舶加速和航向异常点剔除,现有方法判定异常点相对简单,且多是针对内河船舶,针对海上船舶异常点研究还有待提高,海上船舶有着类型差异大㊁尺度跨度大㊁航行自由度大㊁惯性大等特点,海上环境具有事故突发性强㊁气象环境复杂等特点㊂海上货轮与客轮具有相对固定的航行参数,航行的位置㊁速度与航向数据具有相对稳定性和平滑西㊀北㊀工㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第39卷性㊂因此采用基于单船轨迹的异常点检测与修复方法具有较大优势㊂本文提出了一种利用单船自身轨迹数据进行异常点判断与修复的方法,该方法充分利用船舶的经纬度㊁速度㊁加速度以及航向数据进行异常点判定,与基于单一位置数据的异常点判定方法相比,能够有效减少异常点的漏判,且该方法不需要历史数据作为支撑,适用范围更广㊂此外采用三次样条方法对间隔性异常点数据进行剔除后的补足修复,进一步提升轨迹数据的连续性和完整性㊂1㊀船舶AIS轨迹数据异常点分类判定1.1㊀AIS轨迹表示轨迹用来表示移动对象状态随时间持续变化的信息历史,也可视为时间到状态的映射,即给定某一时刻t(tɪR+),通过一个以时间t为自变量的连续函数F,可以得到该对象在时刻t所处的状态空间㊂状态空间一般为d维向量,映射可表示为F:R+ңSd㊂设Tr表示船舶航行中的轨迹,则Tr={(s1,t1),(s2,t2), ,(sn,tn), }㊂当前研究较多的状态空间为移动对象位置向量,即平面空间中的二维坐标(x,y)㊂船舶发射的AIS位置报告报文包含经度㊁纬度㊁速度和航向等数据,为准确判别轨迹数据中的异常点,本文将船舶状态空间S表示为经度㊁纬度㊁速度和航向组成的四维向量(E,N,v,C)㊂1.2㊀船舶轨迹异常点分类判定对vtexplorer网站[14]提供的AIS原始报文分析发现,AIS报文存在转发㊁丢失㊁数据错误等原因,会导致直接根据AIS报文建立的船舶轨迹存在诸多异常点,通过分析将异常点分类并给出判定条件㊂1)异常停止点根据国际电信联盟通信标准[13]所规定的报文格式,在AIS报文发送过程中存在转发机制,接收端可能会接收到同一轨迹点的重复报文㊂重复的报文除了时间信息外,其他信息全部相同㊂另外,船舶自带定位装置在复杂环境下可能无法实时获取位置数据,从而可能导致连续一段AIS报文中位置数据相同㊂如果不对这些重复或者异常的报文进行处理,会导致误判船舶处于停止状态㊂鉴于此,可给出异常停止点判定方法为:对于AIS序列,如果第i个点的速度大于2节(1节=1海里/小时),且第i+1个点的坐标(E,N)㊁速度v㊁航向C数据均与第i个点相同,则第i+1个点为异常停止点,规则如下vi>2|Ei+1-Ei|=0|Ni+1-Ni|=0|vi+1-vi|=0|Ci+1-Ci|=0ìîíïïïïïïï(1)㊀㊀2)异常加速点根据当前船舶操纵性能设计标准,满载情况下,船舶从静止加速到设计速度的距离为船长的20倍左右;而在空载情况下,加速距离缩短到原来长度的1/2 1/3㊂船舶停车冲程受船舶排水量影响,一般为船长的8 20倍㊂据此标准,一艘船以10倍船长的距离加速到其设计速度的加速度,可作为其理论的最大加速度;以8倍船长的距离由其设计速度减速到停止的加速度,可作为其理论最小加速度㊂若设船长为L,设计速度为Vd,最大加速度为amax,最小加速度为amin,加速用时为t1,减速用时为t2,再设船舶行进过程中做匀加速或匀减速运动,则Vd=amaxˑt1=-aminˑt210L=12amaxt218L=12amint22ìîíïïïïïï(2)㊀㊀由以上关系可以求得船舶最大加速度amax和最小加速度amin为amax=V2d2ˑ10Lamin=-V2d2ˑ8Lìîíïïïïï(3)㊀㊀对于AIS序列,根据第i个点与第i+1个点的速度以及时间差,可以计算出两点之间的加速度㊂若计算所得的加速度大于最大加速度或小于最小加速度,则判定第i+1个点为异常加速点,即a=vi+1-viti+1-ti(amax-a)(a-amin)<0ìîíïïïï(4)㊀㊀3)异常漂移点理论上,移动对象在两点之间的行程可表示为速度在时间上的积分㊂对于轨迹数据序列,如果一个轨迹点与前一个轨迹点之间的距离,超过移动对象速度可达的范围,则称该轨迹点为异常漂移点㊂021第1期张黎翔,等:基于AIS数据的船舶轨迹修复方法研究设船舶在轨迹序列第i点的时刻为ti,速度为vi,在第i+1点的时刻为ti+1,速度为vi+1,则船舶在轨迹第i点和第i+1点之间的行程应为ʏti+1tivdt㊂在船舶实际航行中,根据接收到的AIS数据,只能获得船舶在2个轨迹点的速度,无法获知船舶在2个轨迹点之间的速度变化情况㊂按照最大行程情况,船舶自i点开始,应先进行最大加速,到达某时刻tm后最大减速,使得到达i+1点的速度恰好为vi+1,此时,船舶行程为smax=ʏtmti(vi+amax(t-ti))dt+㊀ʏti+1tm(vi+1+amin(ti+1-t))dt(5)㊀㊀tm满足vi+1=vi+amax(tm-ti)+amin(ti+1-tm)㊂当受到风浪及避障影响时,船舶在i点和i+1点之间的实际行程一般不是严格直线㊂因此,轨迹点i和轨迹点i+1之间的直线距离d(i,i+1)必定小于smax㊂轨迹点i和轨迹点i+1之间的直线距离d(i,i+1)可以通过2个轨迹点的经纬度坐标经计算得出㊂据此,轨迹中的第i+1个轨迹点为异常漂移点的规则为其与第i个轨迹点之间的直线距离大于smax,可表示如下d(i,i+1)>ʏtmti(vi+amax(t-ti))dt+㊀ʏti+1tm(vi+1+amin(ti+1-t))dt(6)㊀㊀4)异常转向点船舶转向能力是船舶机动性的重要参数,一般用摆动直径衡量㊂船舶设计的最大摆动直径d与船舶长度l相关,一般取2 4倍船长,即d=kˑl,kɪ[2,4]㊂若船舶速度为v,以最大摆动直径d转向,则转向速率为r=360vπkl,此时船舶从轨迹点i到轨迹点i+1的最大转向角度ωmax应为转向速率在时间上的积分,即ωmax=ʏti+1ti360vπkldtɤ360πklSmax(7)式中,smax为异常漂移点中求解的2个轨迹点之间的最大行程㊂据此,对于船舶轨迹中的一个轨迹点,若其与前一个轨迹点之间的转向角度大于ωmax,则该轨迹点为异常转向点,即|Ci+1-Ci|>ωmax=ti+1ti360vπkldtɤ360πklsmax(8)2㊀船舶AIS轨迹数据修复根据AIS数据建立的船舶轨迹是离散的时空序列㊂为了满足后续基于轨迹数据的研究与应用,需要将数据中的异常点删除,然而,异常点的删除会导致轨迹序列变得不连续;AIS报文的丢失也同样会导致轨迹序列的间断㊂故在实际应用中,需要进行同步插值处理,以获得连续轨迹㊂三次样条插值是常用的时空轨迹插值与同步方法之一,在时空轨迹数据缺失较少且间断缺失情况下,三次样条插值法具有良好的修复和同步效果㊂根据国际电信联盟通信标准[13]的规定,AIS的位置以及航行相关数据报文发送时间间隔与船只类型以及航速相关㊂对于A类船只,AIS报文发送的间隔应不大于10s;对于B类船只,AIS报文发送的间隔应不大于30s㊂在船舶正常行驶情况下,能够获取的轨迹数据比较密集,报文丢失与异常点删除可能导致的轨迹点缺失相对较少,故适合采用三次样条插值法进行轨迹点修复和同步㊂但在船舶在停泊情况下,AIS报文发送时间间隔为3min,这种情况不需插值处理;此外,船舶也可能存在主动关闭AIS电台的情况,这将导致船舶轨迹点出现较长一段缺失,此种情况下船舶的行为存在不确定性,故不适合进行插值处理㊂鉴于上述AIS报文的特点,本文仅针对删除异常点之后的轨迹数据进行分段处理,即根据轨迹点时间间隔与航速,先识别出正常航行段㊁停止段㊁和关闭电台段,分段的规则为:①AIS报文时间间隔小于3min为正常航行段;②AIS报文时间间隔大于等于3min且小于等于5min㊁航速小于1kn为停止段;③AIS报文时间间隔大于5min为关闭AIS电台段㊂轨迹数据恢复过程中,仅针对第①种情况进行三次样条插值;对于第②和第③种情况,不进行插值处理㊂在针对第①种情况进行插值时,根据不同船舶类型和航速,以AIS报文规定时间间隔作为步长进行插值㊂设AIS时空序列中有m个轨迹点,m个轨迹点对应时刻分别为ti(i=1,2, ,m),xi,yi,vi,θi分别表示轨迹点i的经度㊁纬度㊁速度㊁航向角,则经度方向速度为vxi=vicosθi,纬度方向速度为vyi=visinθi㊂以待插值序列的时间起点为零时刻,用对应的经纬度坐标作为坐标原点,对于待插值的时空序列,在经121西㊀北㊀工㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第39卷度和纬度方向端点的导数,即为vxi和vyi,将vxi和vyi代入分段样条函数即可求得系数矩阵,随后即可通过分段样条函数求得每一分段内任意时刻t对应的经纬度数值㊂以船舶的经度为例,设船舶经度y(t)为时间的函数,且在时间段[ti,tj]内满足三次样条函数y(t)=aΔt3+bΔt2+cΔt+d,则vy=dy(t)dt=3aΔt2+2bΔt+c,ay=dvy(t)dt=6aΔt+2b㊂根据边界条件,在t1和t2时刻应满足y(t1)=at31+bt21+ct1+dy(t2)=a(t2-t1)3+b(t2-t1)2+c(t2-t1)+dvy(t1)=3at21+2bt1+cvy(t2)=3a(t2-t1)2+2b(t2-t1)+cìîíïïïïïï(9)㊀㊀根据待插值序列段边界值y(t1),y(t2),v(t1),v(t2)即可求得样条函数系数,确定经度y关于时间t的函数表达式,进而根据插值时间间隔,求得对应轨迹点的经度值㊂轨迹序列的其他参数(纬度㊁速度㊁航向)的插值方法与此类同,不再赘述㊂3㊀实验分析为验证本文所提出的船舶轨迹数据异常点处理与修复方法的效果,通过vtexplorer网站下载部分AIS原始数据进行实验㊂数据选择厦门港及周边水域,时间范围从2018年12月21日11时46分37秒至2019年1月3日7时30分22秒;空间范围为(117.7737ʎE,24.08784ʎN)至(118.63037ʎE,24.691ʎN),其中位置数据共12158622条,静态数据共387745条㊂实验选取1艘MMSI号为413698470的船舶轨迹数据进行分析,有14965条位置数据,时间跨度为2018年12月21日11时46分41秒至2018年12月22日23时59分50秒㊂查询该船舶静态数据可知,该船呼号为BVHW8,名称为HAIGONG167,船长32m,是1艘油船㊂3.1㊀异常点识别与剔除在不对AIS原始位置数据进行任何处理的情况下,在设定时间跨度内,该船舶的轨迹如图1(百度地图,比例尺为1ʒ50000)所示㊂从图1可以看出,根据该船原始位置数据序列建立的轨迹有些杂乱,能直观看到的是其中存在诸多异常漂移点㊂异常漂移点的存在使得部分轨迹段甚至穿过陆地,明显不具备可信性㊂若将这些船舶原始轨迹数据作为统计分析系统的数据源,将会造成统计分析结果偏离实际情况㊂这对于船舶管理与监控分析系统,将会造成错误的船舶异常行为报警㊂图1㊀船舶原始轨迹图若根据本文提出的异常轨迹点判定方法,则该船原始位置数据中存在的不同类型的异常点及其数量情况如表1所示㊂表1㊀轨迹异常点分布轨迹点数量占比/%正常轨迹点780052.13异常漂移点403526.96异常停止点00.00异常加速点120.08异常转弯点311820.83从表1该船舶异常点类型分布可以看出,异常漂移和异常转弯点所占比例较重,且该船没有异常停止点㊂主要原因可能是不存在重复转发报文情况,但也可能是本文实验下载的原始AIS数据已经处理了重复报文㊂按照本文方法,将原始数据中发现的各类异常点清除之后,该船的轨迹如图2(百度地图,比例尺为1ʒ50000)所示㊂从图2可以看出,清除异常点之后,船舶轨迹变得清晰可辨㊂221第1期张黎翔,等:基于AIS数据的船舶轨迹修复方法研究图2㊀船舶清除异常点之后轨迹3.2㊀轨迹缺失点修复在判别并删除异常轨迹点之后,虽然船舶轨迹整体变得清晰,但轨迹点时间间隔较大且不均匀,这不利于船舶局部轨迹分析与应用㊂通过静态数据可知,该船船长32m,为小型油船,属于B类船只,故对其轨迹修复过程中,按照本文第2节所给出的三次样条插值方法,以其AIS报文发送时间间隔30s进行插值处理,共插入轨迹点5419个,插入轨迹点与总轨迹点的比值为36.21%㊂数据修复前后船舶轨迹点散点对比如图3a)和3b)(百度地图,比例尺为1ʒ50000)所示㊂图3㊀修复前后航迹点对比图由图3b)可以看出,数据修复之后船舶轨迹点密度显著提高,轨迹变得更加连续,但修复之后的轨迹中仍有部分轨迹段处于间断状态,如图3b)中的圆形标识部分有一个明显缺口㊂该段轨迹没有得到修复的原因,在于连续2个轨迹点之间的时间间隔超过了5min,这表明船舶在该段处于关闭AIS设备的状态,其行为具有不确定性,故不予修复㊂本文除了对位置数据进行了异常点删除与修复之外,同样对速度异常㊁加速度异常以及航向异常等数据进行了异常点删除与修复,异常点清除与修复前后船舶部分航段的速度㊁加速度㊁航向等变化情况对比如图4至6所示(数据取自时间为2018⁃12⁃228ʒ22ʒ51至2018⁃12⁃229ʒ37ʒ45)㊂图4㊀修复前后速度对比图㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图5㊀修复前后加速度对比图321西㊀北㊀工㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第39卷图6㊀修复前后船舶转向对比图由图4至6可以看出,原始数据中超出船舶操纵性能范围的速度㊁加速度以及航向突变均已被消除㊂修复之后的船舶航速㊁加速以及航向变化趋于连续和平缓,且均在合理范围之内㊂4㊀结㊀论船舶AIS设备的普及应用,使得AIS数据成为当前船舶交通流分析㊁海事监管㊁事故分析的重要数据来源之一㊂然而AIS报文的不可靠性,给上层应用带来了困难㊂本文针对基于AIS数据的船舶轨迹构建问题,在充分分析实际船舶AIS数据异常点类型的基础上,根据AIS数据中的经纬度㊁速度㊁加速度㊁以及航向等信息,提出了一种轨迹异常点检测与修复的方法㊂其中,所提出的异常点判定方法仅需船舶自身的AIS数据,不需要历史航迹数据支撑;在剔除异常点之后,对于间断性轨迹缺失,采用三次样条插值方法对轨迹进行修复,进一步提升了轨迹的连续性和完整性㊂对实际船舶轨迹处理结果表明,本文所提出的方法能够有效识别AIS数据中的各类轨迹异常点;异常点剔除之后的轨迹插值处理效果明显,能够有效消除位置㊁速度㊁加速度以及航向的突变,经过处理之后的轨迹数据在经纬度㊁速度㊁加速度以及航向方面均处于合理范围,且变化连续平滑㊂另外,本文仅针对AIS数据间断性异常及缺失进行了处理,取得了预期效果,并且此方法具有通用性,对具有AIS数据的船舶皆可进行轨迹修复;若船舶在航行中关闭AIS设备,可能导致长时间段AIS数据缺失,在此种情况下,船舶行为具有不确定性,此类情况有待后续进一步研究㊂参考文献:[1]㊀毛嘉莉,金澈清,章志刚,等.轨迹大数据异常检测:研究进展及系统框架[J].软件学报,2017,28(1):17⁃34MAOJiali,JINCheqing,ZHANGZhigang,etal.Anomalydetectionfortrajectorybigdata:advancementsandframework[J].JournalofSoftware,2017,28(1):17⁃34(inChinese)[2]㊀ANAGNOSTOPOULOSC,HADJIEFTHYMIADESS.Intelligenttrajectoryclassificationforimprovedmovementprediction[J].IEEETransonSystemsMan&CyberneticsSystems,2014,44(10):1301⁃1314[3]㊀YUANG,SUNP,ZHAOJ,etal.AReviewofmovingobjecttrajectoryclusteringalgorithms[J].ArtificialIntelligenceReview,2017,47(1):123⁃144[4]㊀QIAOS,HANN,ZHUW,etal.TraPlan:aneffectivethree⁃in⁃onetrajectory⁃predictionmodelintransportationnetworks[J].IEEETransonIntelligentTransportationSystems,2015,16(3):1188⁃1198[5]㊀YUANG,ZHAOJ,XIAS,etal.Multi⁃granularityperiodicactivitydiscoveryformovingobjects[J].InternationalJournalofGeographicalInformationScience,2017,31(3):435⁃462[6]㊀FERNANDEZAV,PALLOTTAG,VESPEM.Maritimetrafficnetworks:fromhistoricalpositioningdatatounsupervisedmari⁃timetrafficmonitoring[J].IEEETransonIntelligentTransportationSystems,2017:722⁃732[7]㊀TUE,ZHANGG,RACHMAWATIL,etal.ExploitingAISdataforintelligentmaritimenavigation:acomprehensivesurvey[J].IEEETransonIntelligentTransportationSystems,2016,19(5):1⁃24[8]㊀吴建华,吴琛,刘文,等.舶舶AIS轨迹异常的自动检测与修复算法[J].中国航海,2017,40(1):8⁃12421第1期张黎翔,等:基于AIS数据的船舶轨迹修复方法研究WUJianhua,WUChen,LIUWen,etal.AutomaticdetectionandrestorationalgorithmfortrajectoryanomaliesofshipAIS[J].NavigationofChina,2017,40(1):8⁃12(inChinese)[9]㊀SOLEIMANIBH,DESOUZAEN,HILLIARDC,etal.Anomalydetectioninmaritimedatabasedongeometricalanalysisoftrajectories[C]ʊ201518thInternationalConferenceonInformationFusion,WashingtonDCUSA,2015:1100⁃1105[10]李佳,初秀民,刘兴龙,等.内河船舶缺失轨迹修复方法[J].哈尔滨工程大学学报,2019,40(1):67⁃73LIJia,CHUXiumin,LIUXinglong,etal.Anapproachforrestoringthelosttrajectoriesofvesselsininlandwaterways[J].Jour⁃nalofHarbinEngineeringUniversity,2019,40(1):67⁃73(inChinese)[11]ZHANGD,LIJ,WUQ,etal.EnhancetheAISdataavailabilitybyscreeningandinterpolation[C]ʊ20174thInternationalConferenceonTransportationInformationandSafety,Banff,Canada,2017:981⁃986[12]RONGH,TEIXEIRAAP,SOARESGG.DataminingapproachtoshippingroutecharacterizationandanomalydetectionbasedonaisData[J].OceanEngineering,2020,198(106936):1⁃12[13]ITU⁃RM.1371⁃5[EB/OL].(2014⁃02⁃01)[2020⁃05⁃01].http:ʊwww.itu.int/publ/R-REC/en[14]HistoricalAISDataServices[EB/OL].(2018⁃12⁃10)[2020⁃05⁃01].http:ʊwww.vtexplorer.com/,2018⁃12⁃10AdetectionandrestorationapproachforvesseltrajectoryanomaliesbasedonAISZHANGLixiang1,ZHUYiᶄan1,LUWei2,WENJie3,CUIJunyun21.SchoolofComputerScience,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xiᶄan710072,China;2.SchoolofInformation,Xi anUniversityofFinanceandEconomics,Xiᶄan710100,China;3.ChinaWaterborneTransportResearchInstitute,Beijing100088,Chinaæèççöø÷÷Abstract:InviewofthecontinuousincreaseintheamountofAISdataatseaandtheexistenceofmoreabnormalpoints,itisdifficulttoconstructshiptrajectoriesbasedonAISdata.Aimingatthisproblem,anewmethodfori⁃dentifyingandrepairingabnormalpointsintrajectoriesonlybasedtheAISdataoftheshipitselfisproposed.Longi⁃tudeandlatitude,speed,acceleration,directionandotherparametersarecomprehensivelyusedtoidentifyandre⁃pairtheabnormalpointsinthemethodproposed.Comparedwiththemethodsbasedonsinglelocationdata,itcaneffectivelyreducethemissedjudgementofoutliers.Comparedwiththemethodsbasedontrajectoriesclusteringtojudgesingularpoint,thismethoddoesnotrequirethedataofhistoricaltrajectoriestoexpandtheapplicationscope.Thecubicsplinemethodisusedtointerpolatepointsforthediscontinuoussegmentstofurtherimprovethecontinuityandintegrityoftheshiptrajectory.TheresultsofAISdataprocessingandanalysisonshipsinactualseaareasverifythefeasibilityandeffectivenessoftheproposedmethod.Keywords:automaticidentificationsystem(AIS);trajectorydata;anomaliesdetection;trajectoryrestoring;cubicspline引用格式:张黎翔,朱怡安,陆伟,等.基于AIS数据的船舶轨迹修复方法研究[J].西北工业大学学报,2021,39(1):119⁃125ZHANGLixiang,ZHUYiᶄan,LUWei,etal.AdetectionandrestorationapproachforvesseltrajectoryanomaliesbasedonAIS[J].JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversity,2021,39(1):119⁃125(inChinese)©2021JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversity.ThisisanOpenAccessarticledistributedunderthetermsoftheCreativeCommonsAttributionLicense(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0),whichpermitsunrestricteduse,distribution,andreproductioninanymedium,providedtheoriginalworkisproperlycited.521。

空管自动化系统移交中重复发EST报文现象分析

空管自动化系统移交中重复发EST报文现象分析

空管自动化系统移交中重复发EST报文现象分析作者:周下夏来源:《科技资讯》2015年第04期摘要:该文介绍了空管自动化系统AIDC的基本功能、主要报文及移交过程。

针对AIDC 移交过程中出现的多次发EST报现象进行了详细的分析。

在飞行流量日益增长、相邻管制区间航班协调移交任务日益繁重的今天,AIDC技术在空管系统中得到越来越广泛的应用,在日常运行中会或多或少地遇到一些使用中的不足。

海南空管分局主用采用Telephonics公司生产的AeroTrac型空管自动化系统(以下简称AeroTrac系统),该系统可以同时与多个相连管制区进行AIDC移交。

关键词:自动化 AIDC 报文分析中图分类号:V355 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(a)-0031-021 AIDC简介AIDC是ATS Inter-facility Data Communications的缩写,即空中交通服务设备间数据通信。

AIDC的应用是为了支持位于不同管制区的不同自动化系统之间的报文交换,通过报文交换,实现管制通报、管制协调和管制移交的功能。

它较传统的电话移交手段有自动化程度高、操作简单等优点。

其特点有以下几方面。

(1)自动化程度高,从开始建立移交关系起一直到移交完成,大部分工作都可由系统自动执行,方便快捷,减轻了管制员的工作负担。

(2)高可靠性,后台对每份报文都有回馈确认,管制员通过鼠标双击来进行管制权的移交和接受确认。

(3)实时性强,管制员可以通过雷达屏幕上目标标牌和颜色的变化及时掌握移交的进度和过程。

(4)经济性好,通过屏幕电子移交,减少了语音协调通话的费用。

1.1 AIDC的主要报文(1)ABI(Advance Boundary Information)预计边界报。

在飞机到达交接点之前的双方协定好的时间或位置拍发ABI报,用于提前提供此飞机的相关信息(2)CPL(Current Flight Plan)现行计划报。

RPF机制,PIM-DM工作机制,PIM-SM工作机制

RPF机制,PIM-DM工作机制,PIM-SM工作机制

RPF机制,PIM-DM工作机制,PIM-SM工作机制一、组播的RPF机制路由器在接收到由源S 向组播组G 发送的组播报文后,首先查找组播转发表。

∙如果存在对应(S,G)表项,且该组播报文实际到达接口与Incoming interface 一致,则向所有的outgoing interfaces 执行转发;∙如果存在对应(S,G)表项,但是报文实际到达接口与Incoming interface 不一致,则对此报文执行RPF 检查。

如果检查通过,则将Incoming interface 修改为报文实际到达接口,然后向所有的outgoing interfaces 执行转发。

∙如果不存在对应(S,G)表项,则对此报文执行RPF 检查。

如果检查通过,则根据相关路由信息,创建对应路由表项,然后向所有的outgoing interfaces 执行转发。

RPF 检查执行过程如下:在单播路由表中查找RPF接口。

单播路由表中汇集了到达各个目的地址的最短路径。

∙如果当前组播路径沿袭从组播源S 到客户端的SPT 或组播源S 到RP的源树,则路由器以源S 的IP 地址为目的地址查找单播路由表,对应表项中的出接口为RPF接口。

路由器认为由该RPF 接口接收到的组播报文所经历的路径是从源S 到本地的最短路径。

∙如果当前组播路径沿袭从RP 到客户端的RPT,则路由器以RP 的IP 地址为目的地址查找单播路由表,对应表项中的出接口为RPF 接口。

路由器认为由该RPF 接口接收到的组播报文所经历的路径是从RP 到本地的最短路径。

∙将RPF 接口与组播报文的实际到达接口相比较,判断到达路径的正确性,从而决定是否进行转发。

∙如果两接口相一致,那么就认为这个组播包是从正确路径而来,RPF 检查成功。

∙如果两接口不一致,将该组播报文丢弃。

作为路径判断依据的单播路由信息可以来源于任何一种单播路由协议、组播静态路由或者MBGP 路由协议。

当组播路径沿袭从组播源到客户端的SPT 时,RPF 检查过程如图13-1 所示。

tcpip拥塞控制、重传、丢包、优化

tcpip拥塞控制、重传、丢包、优化

tcpip拥塞控制、重传、丢包、优化弱⽹环境是丢包率较⾼的特殊场景,TCP 在类似场景中的表现很差,当 RTT 为 30ms 时,⼀旦丢包率达到了 2%,TCP 的吞吐量就会下降89.9%[3],从下⾯的表中我们可以看出丢包对 TCP 的吞吐量极其显著的影响:概念理解4种计时器1.重传计时器:Retransmission Timer A发报⽂时创建计时器,计时器到期内收到回报⽂ACK,就撤销计时器2.持久计时器:Persistent Timer B告诉A,接收窗⼝填满了(0窗⼝通报),告诉A停⽌发送,进⼊等待,直到B发送报⽂告诉A已有“⾮零窗⼝”,但此时若这个报⽂丢失,B⾃⼰不知道,等着A发数据过来,双⽅都进⼊等待死锁,解决这个问题要在A端创建持久计时器,当收到B发送过来的0窗⼝通报报⽂后,计时器启动,计时器过期后,A发⼀个探测报⽂给B,询问是否有⾮0窗⼝,如果超时还没ack恢复则发探查报⽂,如果超时前收到到ack回复依然是0窗⼝,则将计时器复位并且翻倍时间值(1,2,4,8最⼤60s),如此循环,直到收到B的重开窗⼝确认包。

3.保活计时器:Keeplive Timer 长连接中A发送数据给B,发送⼏个数据包之后,A出故障了,B等待2⼩时后发10个探测报⽂段(每个75分钟发⼀次),如果没有响应就终⽌连接4.时间等待计时器:Timer_Wait Timer time_wati状态下发出的给被关闭端ack报⽂后等待时间(30~120s),⼀般设置⼀个msl(最长报⽂寿命)是60s包重传的原因tcp可靠性通过序列号和ack确认包保障,当tcp发送包之后,将这个包的副本数据段放到重传队列上启动重传计时器1、如果对⽅反馈ack,则销毁数据段和计时器2、如果对⽅没有反馈ack,则在计时器到期后发起重传快速重传:A向B发送4个tcp报⽂段(n1,n2,n3,n4),B只收到(n1,n2,n4),其中n3丢失(也许只是延时到达),B发现失序⽴即⽣成重复ACK包(重复确认n3),且发送三次给A,A重传该数据包超时重传:定时器超时之后,重传包,计时器的时间为“⼤于平均往返延迟”伪超时和重传:过早的判断了超时时间,导致发送⽅触发重传,RTT(连接往返时间)增长超过RTO(重传超时时间)包失序:ip层的包没有按顺序传输,严重失序时,接收⽅误以为包丢失,通知发送端重传,需要设置合理的重传阀值解决包重复:重传包含⼀个数据包,以及两个副本,多次重复会导致B收到过多重复包,从⽽B⽣成重复的ack,容易触发伪快速重传,使⽤sack 避免sack:当出现包失序、⽹络丢包导致的接收⽅数据序队列出现空洞,sack选项可以提供确认信息(描述乱序、空洞),帮助A⽅有效的重传。

信息传输的过程

信息传输的过程

信息传输的过程一般要经过编码、传送、接收、译码等过程。

以QQ发送信息为例,信息传输的过程为:QQ把信息先进行编码,变为QQ报文头加信息的ASCII码,然后交给传输层的UDP协议,变为UDP报文头加QQ报文头加信息的ASCII码,之后IP协议把报文交给链路层协议的以太协议,报文变为以太报文头加IP报文头加UDP报文头加QQ报文头加信息的ASCII码,然后报文被分割为好几个帧,以0101的形式通过物理层发送到网络上,交换机收到这些帧后还原成以太报文,根据以太报文头里的MAC地址查找自己的MAC地址表,找到出接口把报文发送出去,这个过程不断重复,直到找到对方的网关,最后网关根据IP报文头里的IP地址把报文送到对方QQ上,对方QQ再进行译码,变为原来的信息。

RSSP-I铁路信号安全通信协议的测试研究

RSSP-I铁路信号安全通信协议的测试研究

RSSP-I铁路信号安全通信协议的测试研究袁天弋(北京全路通信信号研究设计院集团有限公司,北京 100070)摘要:鉴于RSSP-I铁路安全通信协议在国内高速铁路中的广泛应用,开展RSSP-I安全协议测试方法的研究。

对R S S P-I安全通信协议实现机制进行介绍,提出针对安全通信协议实现的技术要求,详细说明其测试方法。

通过测试方法的研究,便于研发人员可根据具体场景增加相应的防护技术,同时进一步完善RSSP-I铁路安全通信协议的测试方法。

关键词:接口;RSSP-I;安全通信协议;测试方法中图分类号:U285.4 文献标志码:A 文章编号:1673-4440(2020)10-0014-05Research on Test ofRSSP-1 Railway Signal Safety Communication ProtocolYuan Tianyi(CRSC Research & Design Institute Group Co., Ltd, Beijing 100070, China)Abstract: In consideration of the wide application of RSSP-I safety communication protocol in China high-speed railway, the RSSP-I test method is studied. In this paper, the implementation mechanism of RSSP-I is introduced, the technical requirements for RSSP-I is put forward, and the test method of RSSP-I is described. Through study of the test method, R&D personnel can easily add the corresponding protection technology according to the concrete application scenario, and further improve the test method of RSSP-I.Keywords: interface; RSSP-I; safety communication protocol; test methodDOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2020.10.0041 概述随着国内高速铁路的十年发展,已全面迈入高铁时代。

计算机网络 谢希仁 第五章习题解答

计算机网络 谢希仁 第五章习题解答

计算机网络谢希仁第五章:运输层1、试说明运输层在协议栈中的作用?运输层的通信和网络层的通信有什么重要的区别?为什么运输层是必不可少的?答:(1)首先,从通信和信息处理的角度来看,运输层向它上面的应用层提供通信服务,并为高层用户屏蔽了下层通信通信子网的细节。

其次,运输层的另一个重要功能就是复用和分用功能。

第三,运输层对传输的报文提供了差错检测机制。

第四,根据应用的不同,运输层还采用不同的运输层协议提供不同的服务。

(2)网络层为主机之间提供逻辑通信,而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信,如下图所示:(3)虽然无连接的运输服务和无连接的网络服务十分相似,但是运输层依然有它存在的必要性,因为:事实上,网络层是通信子网的一个组成部分,假设网络服务质量不可靠,频繁地丢失分组,网络层系统崩溃或不停的发出网络重置,这将发生什么情况呢?因为用户不能对通信子网加以控制,所以无法采用更好的通信处理机来解决网络层服务质量低劣的问题,更不可能通过改进数据链路层纠错能力来改善低层的条件。

因此,解决这一问题的唯一可行的办法就是在网络层的上面增加一层,即运输层。

运输层的存在使得运输服务比网络服务更可靠,分组的丢失、残缺,甚至网络重置都可以被运输层检测到,并采用相应的补救措施,而且由于运输服务独立于网络服务,故可以采用一个标准的原语集提供运输服务。

2、网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响?答:如果下层的网络十分可靠,例如提供虚电路服务,那么用于完成数据传输的运输层协议就不需要做太多的工作。

当网络层仅使用提供不可靠的数据报服务时,运输层就需要使用一些复杂的协议,以便能够提供更优质的服务。

3、当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时,这种传输是面向连接的还是面向连接的?答:在网络层IP提供的是无连接的服务,但是在运输层TCP提供的服务是面向连接的。

但是最终,该应用程序使用的还是面向连接的传输服务。

4、试用画图解释运输层的复用。

重复 ACK 与快速重传

重复 ACK 与快速重传

TCP 的一大常见问题在于重复 ACK 与快速重传。

这一现象的发生也是由于性能问题,本章讨论如何发现这一问题以及他们意味着什么。

另一个常见问题是前一片段丢失以及乱序片段。

某些情况下,这一现象喻示着故障发生,可能是由于网络问题或是抓包中断。

更多信息重复ACK 与快速重传 :当网速变慢时,重复 ACK 是可能的原因之一。

大多数情况下,重复 ACK 的发生是由于高延时,延迟的变化,或无法响应 ACK 请求的慢速终端。

1.当重复 ACK 的数量保持在合理范围时,即 1 或 2 个百分比,则可能不是本机问题。

2.当有大量的重复 ACK 时(假设有 10 个),则可能:∙通信链路繁忙引起延迟改变∙服务器或客户端无响应3. 快速重传是对重复 ACK 的响应报文。

4. 下图是该问题的示例。

本例中 51 个重复 ACK 之后发生了快速重传:5. 以下是如何解决该问题:∙如果重复 ACK 和重传数量较少(少于 1 个百分比),是可以接受的。

∙如果重复 ACK 发生在无线网络环境,或是 Internet 之上的连接,延时或是延时的改变对于这类网络来说很常见,所以也没有什么可做的。

∙如果发生在组织内的网络,则可能有问题。

如果发生在 LAN 之上,检查严重的问题,例如缓存和 CPU 负载,慢速服务器,等等。

如果发生在 WAN 之上,查看延时,负载以及线路不稳定。

工作原理当发现有丢失报文时(期望的序列号没有收到),或者收到了预期之外的序列号。

这种情况下,接收端生成一个 ACK ,声明自己希望收到的下一个序列号。

接收方持续生成丢失片段的 ACK 请求,直到实际收到。

在发送方,当它收到三个相同的 ACK (初始 ACK 和两个重复 ACK ),就会假设有报文丢失并重传该报文,无论重传计时器是否过期。

再次发送的报文称为快速重传。

重复 ACK 也减少了发往网络的吞吐量。

减少了多少吞吐量取决于 TCP 版本。

比较早期的 TCP 版本中出现了重复 ACK ,发送方将吞吐量减少为之前的一半。

基于AUTOSAR的智能车域控制器网络管理功能实现

基于AUTOSAR的智能车域控制器网络管理功能实现

1 引言
近些年来,智能驾驶相关技术在世界范围内获得广泛关注和蓬勃发展。

智能网联汽车是指搭载各传感器、控制器、执行器等装置,融合现代通信与网络、人工智能等技术,实现车与X(车、路、人、云等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶,并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。

美国高速公路管理局(NHTSA)发布了对自动驾驶各个级别的定义:Level 0代表人工驾驶,Level 1代表辅助驾驶,Level 2代表部分自动驾驶,Level 3代表条件自动驾驶,Level 4代表完全的自动驾驶。

对于高级别自动驾驶,对控制器硬件以及基础软件的要求相对要高。

高度自动驾驶级别的域控制器系统架构如图1所示。

图1 自动驾驶域控制器系统架构
数据融合与处理部分既要求实时性和一定的功能安全级别,又要求基础软件能管理更大内存,需要有文件系统的支持,因此采用具有文件系统的实时操作系统框架进行开发。

整车控制部分需要基础软件具有高实时性以及高级别的功能安全需求,因此采用车控基础软件AUTOSAR框架进行开发。

AUTOSAR是由各大汽车制造厂商、零部件供应商、汽车电子、半导体和软件系统公司于2003年联合推出的一个开放的、标准化的软件架构。

该架构
在本文中,介绍了基于AUTOSAR标准的域控制器进行网络管理的实现过程,包括AUTOSAR CAN网络管理报文格式,网络休眠与唤醒的状态转换、网络唤醒状态中的各个子状态的切换、CAN Bus-off状态下的处理策略以及非正常电压模式下的处理策略等,通过Stateflow的状态机进行实现,并在CANoe上进行了验证。

测试结果表明所述策略能够实现网络管理的各项功能。

isic使用说明_070119_胡阳

isic使用说明_070119_胡阳

isic使用说明简单说明一下isic这个软件。

刚安装的时候以为就一个isic的命令,其实i只是代表ip 报文的意思,软件安装后有tcpsic、esic、icmpsic、udpsic和isic5种操作命令。

所以各种命令操作主要是发送该类型的报文为主,比如isic,主要是各种ip报文,可以选择各种ip报文字段中的内容的比例,例如IP协议版本、选项字段等。

注意所有发送报文的速率跟网卡有关,我们不能控制发送报文的速率。

文档内容将以帮助文件为主,结合一两个实际的命令来解释各个命令参数的作用。

1. tcpsicusage: tcpsic [-v] [-D] -s <sourceip>[,port] -d <destination ip>[,port][-r seed] [-m <max kB/s to generate>][-p <pkts to generate>] [-k <skip packets>] [-x <send packet X times>]参数含义:-v:显示版本号,没有多大意义,不需要配置。

-D:Debug模式,会把具体的报文内容都打印出来,一般情况下不使用,在需要确定是否有报文发出的情况下可以使用。

-s:配置源ip和端口,可以不设置端口,设置时ip和端口号中间用逗号“,”连接,ip可以用随机的ip来代替,参数是rand。

-d:配置目的ip和端口,可以不设置端口,设置时ip和端口号中间用逗号“,”连接,ip 同样可以设置rand,但是运行后会报错“Failed to send packet: Invalid argument”,所以目的ip一定要设置。

-r:配置发送报文的编号,其实是一个rand这个函数一个参数,如果参数固定,那么构造报文的类型就固定了。

就是说你可以固定的总是发送这一个编号的报文,如果测试中确认这个编号的报文会影响到设备,就记住这个seed编号,就可以节省构造报文的时间。

空管自动化系统移交中重复发EST报文现象分析

空管自动化系统移交中重复发EST报文现象分析

信 息 技 术1 AIDC 简介AIDC是ATS Inter-facility Data Com-munications的缩写,即空中交通服务设备间数据通信。

AIDC的应用是为了支持位于不同管制区的不同自动化系统之间的报文交换,通过报文交换,实现管制通报、管制协调和管制移交的功能。

它较传统的电话移交手段有自动化程度高、操作简单等优点。

其特点有以下几方面。

(1)自动化程度高,从开始建立移交关系起一直到移交完成,大部分工作都可由系统自动执行,方便快捷,减轻了管制员的工作负担。

(2)高可靠性,后台对每份报文都有回馈确认,管制员通过鼠标双击来进行管制权的移交和接受确认。

(3)实时性强,管制员可以通过雷达屏幕上目标标牌和颜色的变化及时掌握移交的进度和过程。

(4)经济性好,通过屏幕电子移交,减少了语音协调通话的费用。

1.1AIDC 的主要报文(1)ABI(Advance Boundary Information)预计边界报。

在飞机到达交接点之前的双方协定好的时间或位置拍发ABI报,用于提前提供此飞机的相关信息(2)CPL(Current Flight Plan)现行计划报。

用于发起针对某一具体飞机的自动化系统之间的初始对话。

(3)EST(Coordination Estimate)预计飞越报。

将某一飞机的穿越条件告知下一接收单位。

E S T 报要得到A C P 报的确认才可完成协调程序。

(4)MAC(Coordination Cancellation)取消协调报。

专门用于告知接收单位某一飞机的通报以及(或者)管制协调被取消了。

此报与CNL(取消领航计划报)不同。

(5)CDN(Coordination)协调报。

用于对先前发送的CP L报、ES T报或CD N报等进行修改,重新商定移交条件。

(6)ACP(Acceptance)管制协调接受报。

如果对先前发送的E ST 报或CD N报的内容表示接受,就要拍发ACP报进行确认。

tcp报文acknumber小于发送的字节数

tcp报文acknumber小于发送的字节数

tcp报文acknumber小于发送的字节数(原创版)目录1.介绍 TCP 协议和 ACK 确认机制2.解释 TCP 报文中 ACK number 小于发送的字节数的情况3.分析可能的原因4.提出解决方案正文TCP 协议是传输控制协议,是互联网协议族中的一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

在 TCP 协议中,为了保证数据的可靠传输,引入了确认和重传机制。

当接收方收到数据后,会向发送方返回一个确认(ACK)报文,表示已成功接收到对应的数据。

然后,发送方会继续发送后续的数据。

然而,在某些情况下,我们可能会发现 TCP 报文中的 ACK number 小于发送的字节数。

这种情况下,可能会导致发送方不知道接收方是否成功接收到全部数据,从而引发数据丢失或者重复发送的问题。

可能的原因有以下几种:1.报文丢失:在网络传输过程中,可能会发生报文丢失的情况。

当接收方收到的报文段不完整时,它会发送一个 ACK 报文,确认收到的部分数据,并请求发送方重传丢失的部分。

2.报文重复:如果发送方在收到 ACK 之前又发送了同一份数据,那么接收方在收到重复的报文后,会发送一个 ACK 报文,确认收到的数据,但是 ACK number 会小于发送的字节数。

3.ACK 滞后:有时候,ACK 报文可能会在发送方发送后续数据后才到达。

这种情况下,发送方在收到 ACK 报文时,会发现 ACK number 小于已发送的字节数。

针对这种情况,可以采取以下解决方案:1.调整 TCP 拥塞窗口大小:拥塞窗口是发送方用来控制发送速率的一个参数。

当发现 ACK number 小于发送的字节数时,可以适当减小拥塞窗口大小,降低发送速率,以减少数据丢失的风险。

2.采用滑动窗口机制:滑动窗口机制是一种流量控制和拥塞控制的方法。

发送方可以通过滑动窗口机制来动态调整发送速率,以避免网络拥塞和数据丢失。

3.优化网络环境:提高网络带宽、降低网络延迟和丢包率等措施,都有助于减少 TCP 报文中 ACK number 小于发送的字节数的情况。

mqtt协议 格式

mqtt协议 格式

mqtt协议格式MQTT(MessageQueuingTelemetryTransport)是一种轻量级的通讯协议,用于传输小型数据,适用于低带宽、高延迟、不稳定网络环境下的物联网设备之间的通讯。

MQTT协议的格式是其实现的关键,本文将介绍MQTT协议的格式。

MQTT协议的格式分为两部分:固定头部和可变头部。

固定头部长度为1字节,包含了报文类型和报文标志位。

可变头部长度不定,根据不同的报文类型而变化。

下面将详细介绍MQTT协议的格式。

1. 固定头部固定头部的长度为1字节,包含了报文类型和报文标志位。

报文类型共有14种,包括连接请求、连接确认、发布、订阅、取消订阅等,不同类型的报文在报文标志位上有所不同。

报文标志位是一个8位的二进制数,表示了报文的属性。

具体的标志位取值可以参考MQTT协议规范。

下面列举常用的标志位:- DUP:表示是否重复发送,如果设置为1,则表示该消息是重复发送的;- QoS:表示消息的服务质量等级,共有3个等级,分别为0、1、2级。

0级表示最多发送一次,1级表示至少发送一次,2级表示恰好发送一次;- RETAIN:表示是否保留该消息,如果设置为1,则表示该消息需要被保留。

2. 可变头部可变头部的长度不定,根据不同的报文类型而变化。

可变头部包含了一些报文的属性,如消息ID、主题名称等。

下面分别介绍不同报文类型的可变头部。

2.1 连接请求报文连接请求报文的可变头部包含了协议名称、协议版本号、客户端标识符、清空会话标志、遗嘱标志、遗嘱QoS等属性。

其中,客户端标识符是必须包含的属性,用于标识客户端的唯一性。

2.2 连接确认报文连接确认报文的可变头部包含了连接确认标志、会话标志、遗嘱QoS等属性。

其中,连接确认标志表示连接是否成功建立。

2.3 发布报文发布报文的可变头部包含了主题名称、消息ID、QoS等属性。

其中,主题名称是必须包含的属性,用于标识消息所属的主题。

2.4 订阅报文订阅报文的可变头部包含了消息ID等属性。

三层广播报文的转发流程

三层广播报文的转发流程

三层广播报文的转发流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!1. 接收广播报文:网络设备(如路由器或交换机)接收到一个三层广播报文。

防止报文重放的几种方法

防止报文重放的几种方法

防止报文重放的几种方法嘿,咱今儿就来聊聊防止报文重放这档子事儿!你说这报文重放就像个调皮的小鬼,老爱捣乱,那咱可得想法子治治它呀!先来说说时间戳这一招。

就好比给报文贴上一个时间标签,就像你出门得看看手表知道时间一样。

接收方收到报文后,一瞧这时间对不对得上,要是时间差得离谱,那肯定有猫腻呀,这不就把那想重放的报文给揪出来啦!你想想,要是有人拿个过期好久的报文来忽悠你,你能答应?还有序列号这一招呢!这就像是给报文排个队,一个一个都有自己的序号。

接收方每次收到报文就看看这个序号合不合理,要是突然冒出个跳跃很大的序号,或者重复的序号,那肯定不正常呀!就像排队的时候有人突然插队或者重复插队,那肯定一眼就看出来啦!再说说挑战应答机制。

这就好比两个人之间的默契考验。

发送方发个特别的问题过去,接收方得给出正确的回答,只有答对了,才能证明这是真实有效的交互,而不是重放的报文在捣乱。

这就像朋友之间的暗号,对得上才是自己人嘛!加密也是个厉害的办法。

把报文用密码锁起来,只有知道钥匙的人才能解开。

那些重放的报文就算来了,没有钥匙也只能干瞪眼,进不了门呀!这就好像给重要的东西上了一把锁,安全得很呢!还有呢,咱可以限制报文的有效时间呀!给它规定个时间范围,超出这个时间就失效。

就像食品有保质期一样,过了保质期就不能吃了,这报文过了时间也就没用啦!你说这防止报文重放的方法是不是挺有意思的?就像给我们的信息世界围起了一道坚固的篱笆,把那些不怀好意的重放报文都挡在外面。

这样我们才能放心地进行信息交流呀,不用担心被那些捣乱的家伙给坑了。

总之,面对报文重放这个小捣蛋,我们有这么多厉害的方法来对付它。

时间戳、序列号、挑战应答、加密、限制有效时间,每一个都像是我们的武器,让我们在信息的战场上能稳稳地站住脚。

所以呀,咱可得把这些方法都用起来,让那些想重放报文的人无从下手!咱可不能让他们得逞,得好好保护我们的信息安全呢!你说是不是这个理儿呀?。

tcp管理数据丢失方法

tcp管理数据丢失方法

tcp管理数据丢失方法【原创版4篇】《tcp管理数据丢失方法》篇1TCP(传输控制协议)是一种可靠的传输协议,通常不会丢失数据。

但是,在以下几种情况下,可能会导致TCP 数据丢失:1. 网络中断:如果网络中断,TCP 连接会被中断,此时正在传输的数据可能会丢失。

2. 机器故障:如果正在传输数据的机器出现故障,数据可能会丢失。

3. 程序错误:如果正在传输数据的程序出现错误,数据可能会丢失。

为了防止TCP 数据丢失,可以采取以下几种方法:1. 确认收到数据:在TCP 连接中,接收方应该发送确认消息来告知发送方数据已经成功接收。

如果发送方没有收到确认消息,应该重新发送数据。

2. 使用错误检测和纠正:TCP 协议使用校验和来检测和纠正错误。

在传输数据时,发送方计算校验和并将其附加到数据包中。

接收方在接收数据时,计算校验和并将其与发送方计算的校验和进行比较。

如果两个校验和不匹配,说明数据包已被篡改或损坏。

3. 重传数据:如果TCP 协议检测到数据包丢失,它会自动重传数据包,直到数据包成功传输。

4. 使用数据备份:在传输数据时,可以使用数据备份来保护数据。

备份数据可以在数据丢失时恢复数据。

需要注意的是,TCP 协议虽然可靠,但在某些情况下仍然可能会丢失数据。

《tcp管理数据丢失方法》篇2TCP(传输控制协议)是一种可靠的传输协议,它通过序列号、确认号、校验和等技术实现数据传输的可靠性和完整性。

但是,在实际应用中,由于网络环境的复杂性和不可预测性,TCP 传输的数据仍然有可能丢失。

下面是几种TCP 管理数据丢失的方法:1. 校验和:TCP 协议使用校验和来检测数据传输中的错误。

校验和是一个数值,通过将数据中的所有字节相加并取模一个特定的数得到。

在数据接收端,同样对数据进行校验和计算,如果计算结果与发送端的校验和相同,则数据传输无误。

如果校验和计算结果不同,则说明数据传输有误。

2. 重传机制:TCP 协议使用重传机制来解决数据丢失的问题。

arp-scan用法

arp-scan用法

arp-scan用法
ARP-Scan是一个用于局域网内计算机查找的小工具,它使用ARP 协议发送ARP弹幕,收集局域网内的IP地址和物理地址的映射表。

ARP-Scan的常用用法如下:
(1)运行arp-scan--localnet
此命令会扫描当前网络,获得当前网络内所有IP地址以及对应的物理地址信息。

(2)运行arp-scan --interface=<接口名称>
此命令会扫描指定接口名称的网络,获得所有IP地址以及对应的物理地址信息。

(3)运行arp-scan --gateway
此命令会扫描当前网络,获得网关IP地址及物理地址信息。

(4)运行arp-scan --retry-count=<数量>
此命令会重复发送ARP报文,直到收到指定数量的回复报文。

(5)运行arp-scan --ignoredups
此命令会忽略重复的回复报文,只显示每个主机的一条信息。

(6)运行arp-scan --write=<文件名>
此命令会将扫描结果写入指定的文件中。

(7)运行arp-scan --help
此命令会显示arp-scan命令的帮助信息,包括所有可用的用法及描述。

预配舱单千万不要把总票数据发进来,否则到时引起预配舱

预配舱单千万不要把总票数据发进来,否则到时引起预配舱

①预配舱单千万不要把总票数据发进来,否则到时引起预配舱单多发,导致要删除报关单删除预配,重新发送预配、重新报关以后才能将货物出运。

②预配舱单发送规则如下:1.第一次发送预配舱单原始数据,货代需要用报文功能“9”的报文。

报文发送以后及时到电子口岸查询预配舱单信息或者进我司网上业务系统查询预配舱单数据发送情况和海关回执。

在我司网上业务系统查询时候有发送失败原因的情况下,可以重复发送报文功能“9”的报文,直到报文没有错误为止。

每次发送记录货代都可以查询到结果。

(有发送失败记录的数据是不会发送给海关的。

)2.待在电子口岸查询到有新舱单预配数据以后,发现数据有错误的情况下分两种情况:一、第一种情况:报关行对这一票数据还未报关的,货代可以直接发送修改报文(文件功能是“5”)直到预配数据准确为止。

二、第二中情况:报关行已经对这一票数据进行报关过的,货代需要删除报关单以后,发送修改报关(文件功能是“5”),有准确海关预配数据以后再进行报关手续。

2.当发现预配发送以后,货物因为某种原因不要出运的,报关以后的,先删除报关单后发送删除预配报文,还未报关的货代直接发送删除报文(文件功能是”4”)注:预配舱单的修改涉及到船名航次,提单号,箱号的更改的时候,都需要先发送预配舱单的删除报文以后,再发送准确的预配舱单的原始报文例如:③如上这样的交叉混拼的情况不允许出现这样的情况海关允许出现。

混拼货物需要在每票提单号都对应全部箱号,如果存在交叉混拼箱则会影响放行。

3.1 拼箱货物的预配舱单千万不能多发,如果出现多发的情况,分两种情况如下:报关前:删除所有拼箱货物的预配舱单信息以后,再发送准确的预配舱单,然后再进行报关手续报关后:需要先删除所有拼箱货物的报关单以后,再删除所有拼箱货物的预配舱单,再发送准确的预配舱单,然后在报关。

3.2 拼箱货物如果发生查验且查验以后需要变更数据的包括(件数,毛重,品名)变更的情况该如何操作:首先查验货物肯定是已经报关了。

简述go-back-n策略的基本原理

简述go-back-n策略的基本原理

简述go-back-n策略的基本原理
Go-Back-N(GBN)是一种常用的拥塞控制策略,它主要用于面向连接的网络
环境中,被广泛用于TCP协议,是一种可靠的数据传输策略。

它是由NICAMAC公司发明的,即网络有序报文中的”向后移动N“策略。

主要基本原理是:探查的数据
报文会以递增的方式发送,发现丢包后,则停止发送,让发送方重发编号小于出现丢包的号码的报文,这一策略不断重复下去,直至接收到即将报文确认后重新恢复发送,以此达到可靠传输的目的。

Go-Back-N策略首先由源端发送端发出数据报文,然后进行确认,当等待超时
或者接收端重新发送确认时,源端发送端就会重新发送丢失的数据报文。

这种策略的优点是发送端在未收到接收端的确认时可以继续发送,使传输效率大大提高,但是缺点是如果接收方失去了太多数据报文,那么重传可能会超出网络缓冲区的容量,最终导致系统堵塞。

Go-Back-N在高校和高等教育中也是一种被广泛使用的传输策略,例如学校隔
离系统、网络实验,以及智能教学和课堂特殊实验要求较高的地方。

可以应用Go-Back-N策略,使传输速度增快,并有效控制网络拥塞,但要注意避免数据报文的
完整性被破坏,以及丢包的频繁出现,有效的把握数据的传输,避免数据的安全加密被攻破。

Go-Back-N策略是一种拥塞控制技术,它在高校和高等教育中有广泛的应用,其优
点是发送端在未收到接收端的确认时可以继续发送,使传输效率大大提高,但同时也有一定的缺点,要提高网络传输的可靠性,就需要注意控制丢包率,并且要保持数据报文的完整性和加密安全性。

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对于测试人员来说,在很多时候,正常的交易处理出现问题时,需要采用其他手工处理的方法解决
如:SocketTool可以发送重复报文
1、发送一笔交易到MQ队列中,如果发送失败了,则可以采用重复发送的方法,采用工具把报文直接丢到队列中,操作方法:
打开工具,选中TCP Client,在界面上点击创建,弹出一个创建Socket客户端,输入对方IP,对方端口,点击确认,进入到实际操作界面上。

开始Socket状态为断开,点击连接后,再把您需要发送的报文,复制在数据发送窗口(文本模式)窗口中,点击发送数据,发送的报文自动移至到上方的数据接收及提示窗口中,并显示重复发送次数【1次】。

可以根据自己的需要,修改重复发送次数;
2、对于有些比较复杂的交易来看,使用工具发送更节约时间。

前提是你已经知道发送此交易的报文,这时修改下唯一性标识的数据,直接发送到队列中,比客户在操作界面上,输入数据点击提交更加有效。

使用工具界面显示:
在数控发送窗口中发送报文,在点击发送数据,就显示如下图:。

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