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- 2.4 外部目标数据分发协议 - 工程基线总结报告
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date created: 星期一, 十一月 24日 2025, 4:55:47 下午
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date modified: 星期一, 十一月 24日 2025, 11:04:03 晚上
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# 2.4 外部目标数据分发协议 - 工程基线总结报告
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**适用范围**: 数据网关模块 (`DisplayController`) $\leftrightarrow$ 显控终端 (`ClientApp`)
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## 1. 核心架构基线 (Core Architecture Baselines)
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|**决策领域**|**核心基线 (Baseline Established)**|**关键技术与配置 (Key Specs)**|**设计意图/依据**|
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|**2.4.1 传输拓扑**|**多源汇聚单播 (N-to-1 Unicast)**|**UDP** 直连。显控端绑定固定端口，通过 `StationID` 区分多路数据源。|摒弃组播（Multicast）的部署复杂性，适应分布式阵面组网需求。|
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|**2.4.1 IO 模型**|**全异步非阻塞 (Non-blocking)**|**Epoll Edge-Triggered (ET)** + **独立 IO 线程**。采用“写优先 (Write-First)”策略。|隔离网络抖动对计算核心的影响，最大化物理线速发送能力。|
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|**2.4.2 数据契约**|**原子批次 (Atomic Batch)**|**Protobuf v3**。一个数据包严格对应一个 CPI 处理周期。严禁微批次切分。|简化显控端逻辑，确保态势图更新的原子性与一致性。|
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|**2.4.3 时空基准**|**统一 UTC + WGS84**|时间戳：`timestamp_us` (总控授时 UTC)。坐标：经纬高或 ECEF。|解决分布式多站数据融合时的时空对齐难题。|
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|**2.4.4 热节流**|**混合降级 (Hybrid Degradation)**|**L1**: 内容剪裁 (Pruning)；**L2**: 频率抽稀 (Gap Insertion)。|在物理过载时主动卸载序列化与中断压力，优先保障核心航迹交付。|
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|**2.4.5 闭环遥测**|**带外 HTTP 上报**|客户端聚合 P99 延迟与丢包率，每 60s 通过 REST API 回传。|建立全链路性能监控闭环，量化“用户感知延迟”。|
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## 2. 关键技术规范详解
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### 2.4.1 传输层实施规范
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- **Socket 配置**:
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- **发送缓冲区 (`SO_SNDBUF`)**: 动态计算为 `Max_Burst * 4` (建议 **8MB+**)。作为最后的弹性气囊吸收脉冲式突发。
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- **QoS 标记**: 设置 `IP_TOS` 为 **DSCP EF (0x2E)** 或 **CS6**，保障交换机转发优先级。
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- **分片策略**: 开启 `IP_PMTUDISC_DO` 禁止 IP 分片，在应用层按 MTU (如 1472 字节) 进行切片。
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- **线程模型**: 采用 **SPSC 无锁队列** 连接业务线程（生产者）与 IO 线程（消费者），实现计算与传输的物理隔离。
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### 2.4.2 序列化与协议头规范
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- **Schema 定义**: 根对象 `TrackDataBatch` 必须包含：
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- `station_id`: 站点标识 (uint32)。
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- `batch_sequence_id`: 单调递增序列号 (uint64)，在**序列化时刻**生成。
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- `timestamp_us`: 数据生成时的 UTC 时间 (uint64)。
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- `throttle_level`: 当前节流等级反馈 (uint32)。
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- `trace_id`: 全链路追踪 ID。
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- **完整性校验**: 采用 **CRC32c** 算法计算 Payload 校验和，填入协议头。
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### 2.4.3 接收端诊断规范
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- **丢包判决**: 基于 **滑动窗口统计**。仅当 `Current_Seq > Last_Seq + 1` 时判定丢包。乱序包 (`Current <= Last`) **立即丢弃**。
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- **断连判定**: 维护每个 Station 的心跳状态。超过 **2 秒** 无数据视为断连 (Disconnected)。
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- **延迟告警**: 实时计算 `Local_Time - Packet_Time`。若超过阈值 (如 200ms) 触发 "High Latency" 提示。
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### 2.4.4 流量整形策略 (Traffic Shaping)
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响应 `SetComputeThrottleEvent` 指令：
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- **Level 0 (全速)**: 发送 航迹 + 点迹 + 状态。
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- **Level 1 (轻微)**: **剪裁内容**。丢弃点迹 (Plots) 和调试信息，保留全量航迹。减少序列化 CPU 开销。
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- **Level 2 (严重)**: **频率抽稀**。每 2 帧丢弃 1 帧 (50% Rate)。减少网卡中断和总线功耗。
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- _注意_：丢弃操作在序列号生成**之前**执行，确保发出的数据包序列号依然连续。
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### 2.4.5 遥测回传规范
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- **通道**: **HTTP POST** (非 UDP)。
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- **指标**: `station_id`, `latency_p99`, `packet_loss_rate`, `throughput_mbps`.
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- **行为**: 显控端后台线程每 60 秒聚合一次统计数据并上报，若上报失败 (超时/错误) 则丢弃本次报告，不重试。
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## 3. 风险与应对 (Risk Mitigation)
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|**潜在风险**|**现象**|**应对/缓解措施**|
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|**Bufferbloat**|无丢包但延迟持续升高 (>500ms)。|监控端到端延迟指标。若确认积压，需检查 2.4.4 节流阈值是否过高，或减小 `SO_SNDBUF` 迫使上游丢包（新鲜度优先）。|
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|**时钟漂移**|多站目标在显控端“跳变”。|依赖总控授时。显控端应显示“时间同步状态”图标，若检测到 `Timestamp > LocalTime` (未来时间) 则告警。|
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|**网络微突发**|偶发性成片丢包。|依赖 8MB+ Socket 缓冲区吸收。若仍丢包，需检查交换机端口缓存配置。|
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