FLUTE通信协议原理构架

FLUTE通信协议的基本架构

在正式开始谈 FLUTE 之前，在此先跟读者们介绍一下 DVB-IPDC 的CDP 标准，所规范的网络架构与通信协议， DVB-H 广播网络 (单向 IP 网络) 是必备的，至于双向的点对点 IP 网络，则仅是一种非必备的选择性功能。由于 TCP 通信协议无法在仅具备单向 IP 网络的环境下运作，因此在 DVB-H 广播网络上的通信协议，如负责传送影音串流的 RTP (Real-time Transport Protocol，实时传输协议)，以及 FLUTE，均是建构在 UDP 通信协议之上的。在 DVB-IPDC 标准的服务平台上，FLUTE 通信协议除了传送一般的使用者档案之外，同时也负责传送 ESG 的数据。

FLUTE 原本是由 IETF (Internet Engineering Task Force) 所制订的一套通信协议 (RFC 3926 - File deLivery over Unidirectional Transport)，可将档案由传送端 (sender) 以多点传送方式，透过 Internet 传送至多个接收端 (receiver) 上。和传统的多点传送通信协议不同的是，FLUTE 在运作时并不需要任何由接收端回传至发送端的回馈信息 (feedback)，因此，接收端的数量几乎可以说是没有限制的，不管是数10万个或是数100万个都没有问题。FLUTE 不需要接收端回馈的运作特性，是它后来会被应用在 DVB-H 单向 IP 网络上的主因。

FLUTE是建构于另一个 IETF 通信协议 - ALC (Asynchronous Layered Coding，异步分层编码) 之上发展的; 而且，甚至我们可以说，ALC 通信协议才是 FLUTE 通信协议的主体。两者的主要差别在于，ALC 是一套单向的 “对象” (object) 多点传送通信协议，而FLUTE 则是一套单向的 “档案” 多点传送通信协议。由于 ALC 所传送的对象本身，并不具任何的属性 (attribute)，因此，FLUTE 通信协议针对 ALC 的最主要扩充，就是将 ALC 传送的对象视为档案，并为每个对象加上档案所需要的属性，例如文件名称、档案长度及档案类型。为此，FLUTE 额外定义了一种叫 FDT (File Description Table，档案描述表) 的数据结构，里面记录了 ALC 对象的档案属性。

ALC是以IP multicast通信协议 (即多点传送的 UDP 通信协议)为基础发展的。基本上，IP multicast只是一种 “尽最大所能传送” (best effort delivery)的多点传送通信协议，本身并没有对话管理 (session management)、壅塞控制 (congestion control)、以及提供可靠传输 (reliable transmission) 的能力。ALC 通信协议建构于 IP multicast 之上，同时也填补了 IP multicast 前述的3个缺点。而且，ALC通信协议可同时适用于 IPv4 与 IPv6 这两种不同版本的 IP 通信协议。

LCT 是可以说是 ALC 通信协议的主体，负责提供前述的 session 管理的功能。CC 则是一个选择性的组成组件，负责 ALC 在 Internet 上的壅塞控制。不过，因为在 DVB-H 广播网络上并不会发生壅塞的问题，所以 CC 在 DVB-IPDC 标准内是不会被使用到的。至于 FEC 则是与 ALC 可靠传输功能相关的组成组件。由于 ALC 在运作时，不需要来自接收端的回馈信息，因此，ALC 主要依靠 FEC 组成组件所提供的前向纠错功能，来弥补 ALC 封包在传送时所发生的遗失或错误。而且，ALC 在设计时，已保留未来可采用各种不同的 FEC 算法的弹性。因此，FEC 组成组件的实际格式，主要是由采用 ALC 的标准 (如 DVB-IPDC CDP 标准)，依其所选择的 FEC 算法而决定的。

在目前的 DVB-IPDC CDP 标准中，仅定义了两种 FEC 组成组件，第一种是必备的 Compact No-Code FEC (意即没有 FEC)，第二种则是非必备的 Raptor FEC。DVB-IPDC CDP 标准将 Compact No-Code FEC 纳入标准的必备功能，笔者猜测可能有以下3点原因: 1、便于进行 FLUTE 通信协议的兼容性测试。2、在 DVB-H 标准中，由于 MAC 层已提供 MPE-FEC 的前向纠错功能，因此，DVB-H 的 IP 封包传送错误率，以数据传送的角度来说，尚在可接受的范围内。3、由于 Raptor FEC 是 Digital Fountain 公司所拥有的专利技术，除非真的非常必要，不然不会被纳入标准的必备功能。

FLUTE 通信协议的运作原理

在此，我们先跟读者们介绍 FLUTE session 的观念。基本上，一个 FLUTE session 所代表的是一个 FLUTE 的传送端，在一段指定的时间区间内，透过 FLUTE 通信协议传送一群对象的行为。因此，代表一个 FLUTE session 的 ID，是由 FLUTE session 传送端的 IP 地址，再加上 FLUTE session 的 TSI (Transport Session Identifier) 所组成。在一个 FLUTE session 内，会包含一个或多个 FLUTE channel (频