add the techdoc section, starting with the protocol document for the new
authorminima <minima>
Thu, 19 Aug 2004 16:32:27 +0000 (16:32 +0000)
committerminima <minima>
Thu, 19 Aug 2004 16:32:27 +0000 (16:32 +0000)
protocol.

techdoc/protocol.pod [new file with mode: 0644]

diff --git a/techdoc/protocol.pod b/techdoc/protocol.pod
new file mode 100644 (file)
index 0000000..de523c9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,277 @@
+=head1 NAME
+
+DXSpiderWeb Orthogonal Communications Protocol
+
+=head1 SYNOPSIS
+
+ <Origin>,<TimeSeq>,<Hop>,<FrmUser>,<To>,<ToUser>|<Tag>,<Data>...
+
+=head1 ABSTRACT
+
+For many years DX Clusters have used a protocol which was designed 
+for a non-looped tree of nodes. This has probably never, reliably, 
+been achieved in practice; certainly not recently. This document 
+describes a complete replacement for that protocol. It allows a
+fully looped network, is inherently extensible and should be simple
+to implement (especially in perl).
+
+All implementations of this protocol shall B<only> use this protocol
+for inter-node communications. 
+
+=head1 DESCRIPTION
+
+This protocol is encoded in UTF8 with HTTP style escaping. It is
+designed to be an extensible basis for any type of one to many
+"instant" line-based communications tasks.
+
+This protocol is designed to be flood routed in a meshed network in
+as efficient a manner as possible.
+
+The protocol consists of a L<Routing Section> and a L<Command Section>. 
+The two sections are separated with the '|' character. 
+
+Most of this document is concerned with the L<Routing Section>, however
+some L<Standard Commands> which all implementation should issue and
+must accept are described.
+
+=head2 Routing Section
+
+The application that implements this protocol is essentially a line
+oriented message router. One line equals one message. Each line is
+effectively a datagram. 
+
+It is assumed that nodes are connected to
+each other using a "reliable" streaming protocol such as TCP/IP or
+AX25. Having said that: in context, elements of the protocol could be 
+multi or broadcast, either "as is" or wrapped in some other framing
+protocol. 
+
+Because this is an unreliable, best effort, "please route my packets
+through your node" protocol, there is no guarantee that a message
+will get to the other side of a mesh of nodes. There may be a
+discontinuity either caused by outage or deliberate filtering. 
+
+However, as it is envisaged that most messages will be flood routed or,
+in the case of directed messages (those that have a E<lt>tonodeE<gt> or
+E<lt>touserE<gt>) down all interfaces showing a route for that
+direction, it is unlikely that messages will be lost in practice.
+
+=head3 Field Description
+
+Only the first three fields in the L<routing section> are compulsory
+and indicate that this is a broadcast to be sent to all nodes coming
+from the L<Origin>. If the message needs to be identified as coming
+from a user on a node, then the L<FrmUser> field is added.
+
+Adding a L<To> and/or L<ToUser> field will restrict the destinations
+or recipients that receive this message. 
+
+The L<Hop> field is incremented on receipt of a message on a node.
+
+Fields are separated by the comma ',' character with the last field 
+required followed by the vertical bar '|' character.
+
+If trailing fields are missed out then superfluous commas can also
+be left out. If intervening fields are missing then no space needs
+to be left for the separating comma.  
+
+The characters allowed in the routing section are restricted. Any 
+invalid characters in any field will cause the whole message to be
+silently dropped.
+
+More detailed descriptions of the fields follow:
+
+=over
+
+=item Origin
+
+This is a compulsory field. It is the name of the originating node.
+The field can contain up to 12 characters in the set [-A-Z0-9_] in
+any order. Higher layers may restrict this further.
+
+The field must not be changed by any other node.
+
+=item TimeSeq
+
+This is a compulsory field. It is a 10 hexadecimal digit string which
+consists of a day no (1-31), seconds within that day (0-86399) [6
+hex digits] that are concatenated with a sequence number (0-65535)
+[4 hex digits] making the total of 10.
+
+The date portion is constructed as:
+
+  my $date = ((gmtime)[3] << 18) | (time % 86400);
+
+The sequence number is simply an unsigned short (or 16 bit) number
+starting at 0. 
+
+Each message originated at this node will increment the sequence
+number.
+
+=item Hop
+
+This is a compulsory field. It is the number of hops from the 
+originating node. It is incremented immediately on receipt and
+before determining its value. 
+
+So the originating node sends a message with a L<Hop> of 0, the
+neighbouring nodes must increment this field before passing
+it on to higher layers for onward processing.
+
+Implementations may have an upper limit to this field and may
+silently drop incoming messages with a L<Hop> count greater than the
+limit.
+
+=item FrmUser
+
+This field is optional. It is the identifier of the originating
+user.  If it is missing then the message is 
+assumed to come from the originating node itself. 
+
+It can consist of up to 12 characters in the set [-A-Z0-9_] 
+in any order. Higher layers may restrict this further.
+
+=item To
+
+This field is optional. It is a string of up to 12 characters 
+in the set [-A-Z0-9_] in any order. 
+
+This field is used either to indicate particular node destination
+or to differentiate this broadcast in some way by making this
+message as a member of a L<Channel>. Any message can be sent
+down any L<Channel>. The names of L<Channel>s and their usage
+is entirely up to the implementor.  
+
+It is assumed that node names can be differentiated from user
+names and L<Channel> names.
+
+If the field is set to a particular node destination, it will
+be routed (rather than broadcast) to that node. However, any
+intervening nodes are free to duplicate the message and send
+it down more than one, likely looking, interface - depending on any
+network policies that may pertain. 
+
+=item ToUser
+
+This field is optional. It is a string of up to 12 characters
+in the set [-A-Z0-9_] in any order. Higher layers may restrict 
+this further.
+
+Conventionally this field is used to indicate the user to whom
+this message is directed. In an ideal world the L<To> field
+will be set, by the originating node, to the identifier of the node
+on which this user resides. 
+
+If the L<To> field is not set then this message will be 
+broadcast. However, should a node become apparent (on route)
+then nodes are free to fill in the L<To> field and proceed
+with a more directed approach. 
+
+If it becomes apparent (on route) that there may be more than
+one possible L<To> destination for a L<ToUser> then a node
+may duplicate the message (keeping the same L<TimeSeq>) and
+route it onwards. Because of the L<deduplication> inherent in 
+the system, it is indeterminate as to which destination will
+receive the message. It is possible for all or just some 
+destinations to receive the message. The tuple (L<Origin>,
+L<TimeSeq>) will determine uniqueness. 
+
+This field can, in the case where L<To>
+is set to the name of a node, be set to a L<Channel>. If this
+is the case then this will cause this message to be sent to
+a L<Channel> on the L<To> node only.
+=back 
+
+=head3 Channel
+
+Channels are a concept very similar to that on IRC. It is a 
+way of segregating data flows in a network. In principle, subject
+to local policy or application requirements, any data (or
+L<Command Section>) can be sent down any channel.
+
+It is up to the implementation whether to use this feature or not.  
+
+=head3 Routing
+
+It is assumed that nodes will be connected in a looped network with
+more than one route available (in many cases) to another node.
+
+In anycase, most traffic is not directed, but broadcast to all users
+on all nodes.
+
+Each message is uniquely identified by the (L<Origin>,L<TimeSeq>) 
+tuple. The basic system will learn which interfaces can see what nodes
+by looking at the tuple and merging that with the L<Hop> count. 
+Each interface remembers the latest L<TimeSeq> with the lowest L<Hop>
+for each L<Origin> that arrives on that interface. It also remembers
+the number of messages for that L<Origin> that has been received on
+that interface.
+
+Any message for onward broadcast is duplicated and sent out on all
+interfaces that it did not come in on. 
+
+Any message that is directed to a particular node will be sent out on
+the "best" interface based on routing information gathered so far. If there
+is more than one possible route then, depending on network or local
+policy, the message may be duplicated and sent on other interfaces
+as well.
+  
+=head3 DeDuplication
+
+On receipt of a message, its unique tuple (L<Origin>,L<TimeSeq>) is
+checked against a hash table. If it exists: the message is silently
+dropped. If it does not exist in the hash table then the tuple is
+added.
+
+The hash table is periodically cleaned, removing tuples that 
+have expired. The length of time a tuple remains in the hash table
+is implementation dependant but could easily be several days, if
+required.
+
+This mechanism only ensures that a message broadcast around the network
+travels the least distance and through the fewest nodes possible. It
+is up to higher layers to make sure that data carried is not, itself,
+duplicated! 
+=head2 Command Section
+
+The Command Section of the message contains the actual data being
+passed. It is called the Command Section because all commands
+are identified with a L<Command Tag> which is implemented by 
+the software using this protocol.
+
+=head3 Command Tag
+
+The Command Tag consists of string of uppercase letters and digits, starting
+with a leading, uppercase, letter. Tags should be as short as is meaningful.
+
+Valid tags would be:
+
+ DX
+ PC23
+ ANN
+
+Invalid tags include:
+
+ 1AAA
+ dx
+ Ann
+
+There are a number of standard commands which must be accepted by 
+all implementations.
+
+=head1 AUTHOR
+
+Dirk Koopman, G1TLH, E<lt>djk@tobit.co.ukE<gt>
+
+=head1 COPYRIGHT AND LICENSE
+
+Copyright 2004 by Dirk Koopman, G1TLH
+
+This library is free software; you can redistribute it and/or modify
+it under the same terms as Perl itself.
+
+=cut
+
+