基于差分分组模型的移动设备数据更新管理系统

王星

摘 要

一种应用于移动终端设备的批量数据收发，压缩，持久化存储管理系统，提出了基于差分的二进制数据整形和分组传输的数据管理模型，相比目前的移动终端数据更新管理系统，典型场景下单台设备数据的远程更新时间降低到五分之一，极大优化了性能，降低了传输信道的带宽要求。

【关键词】差分 分组 更新管理

专有移动通信系统普遍支持分组功能，多个移动设备按业务需求形成一组，通过远程配置方式实现组内成员灵活的语音呼叫，数据管控、监测等功能，这就要求组内各设备具有相同版本的固件和配置信息以实现互操作。目前手持或者车载移动设备均采用串行读写完整目标数据文件的方式进行用户信息，软件版本的配置管理，这种方式操作的数据量大，对窄带信道，目标用户组包含终端设备数量多的场景效率非常低下。本文介绍一种新的数据管理方法，采用二进制差分算法和组播技术，对源数据集进行分类和版本管理，减少传输的数据包大小并优化传输模式，被管理的目标终端接收并还原原始数据。原型系统在摩托罗拉对讲机上的Linux平台通过USB传输完成了验证和数据分析，还可应用于远程数据更新管理的生产环境，如专有无线系统DMR，Tetra等，以助于提升专有移动设备经销商，终端用户，内部开发人员的工作效率。

1 差分系统方案

新系统设计模型如图1，以Firmware数据为例，左端是远程数据管理控制台，其职责是分类标识原始目标数据集，根据目标设备的当前版本，选择匹配的数据源基线版本，通过差分压缩算法输出特定版本的二进制文件，打包传输新的目标增量数据。右端是被管理的一组移动通信设备，根据定制协议对相应的目标数据进行还原和替换。中间的内容传输过程完全IP化，对承载网络透明。

2 分组子系统模型

目标数据集包含多个数据对象，对应在移动端持久化存储的多种类型数据文件，如firmware，资源文件，用户数据文件等。每个数据对象被赋予不同特性，如名称，类型，大小，版本号等。数据管理平台通过端到端协议识别不同移动设备上的数据对象特性，在对目标数据集做整形和打包之后，根据不同的数据对象实施不同的传输策略，以最大化利用带宽资源，减少对多个终端的数据重复操作。业务交互流程设计如图2所示，组内共三个被管理的目标设备。数据平台通过一对一协商创建关键的TraceMap Descriptor，各目标设备据此对接收到的增量数据做还原和完整性检测。针对所有设备都适用的数据，管理平台采取IP组播方式传输，比如新的firmware版本；针对个性化的资源文件或者用户数据，采取现有的IP单播方式传输。移动设备端新增数据完整性检测模块，对于检测失败的场景，对特定数据对象做主动上报或者被动应答处理，使得管理平台及时掌握单个具体事务结果，以启动相应的重传或者异常处理。由于组播方式对底层传输信道的可靠性要求高，为规避恶劣环境下多次重传导致的带宽浪费，建议在优质网络环境下选用。

3 实现与分析

原型实验环境选择Windows主控程序加摩托罗拉一款基于Linux系统的移动对讲设备，为简单起见，选择对讲机驻留的某个约14MB固件程序作为数据更新对象，通过USB作为传输通道连接PC电脑和移动设备。软件部分基于Xdelta3和LZMA实现差分压缩算法，采用标准的TFTP协议读写文件数据。评测指标选择单台设备上完整的新版固件数据生效时间，通过对比，优化前耗时115秒，优化后耗时23秒，共节省92秒。图3是更多原始数据版本采样的曲线分析结果，不论是版本升级还是版本降级应用场景，数据的传输和还原时间都得到极大的缩减。版本间数据的关联性越大，优化效果越明显，特别适合对设备当前版本数据配置变更小的应用场景。

4 结语

针对一组移动设备的差分分组数据管理方案解决了远程数据更新效率低下的问题，通过数据集分解，数据对象的识别，差分压缩增量数据，分组与单播传输结合，减小了端到端远程会话所需承载的数据量，避免了冗余数据在不同终端的多次传输，节省了操作时间，为在专有无线窄带系统上传输批量的配置数据创造了基础条件。实验结果证明，此系统方案成功应用在内部开发人员配置测试设备，可提升开发效率，如果应用在生产环境，面向移动设备的经销商提供增值服务，将大幅提升管理批量设备数据更新的工作效率。

参考文献

[1] OMA DM For Mobile Device Management， version 6.0.

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

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

作者单位

四川天涯在線网络科技有限公司 四川省成都市 610000endprint