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index 151144b61130e84e27cedf4c5bb53f5794d17b8f..1a01737644f318c50a95c13cee86398b89431eaa 100644 (file)
@@ -1,17 +1,29 @@
+# -*- perl -*-
 =head1 NAME
 
-DXSpiderWeb Orthogonal Communications Protocol $Revision$
+Aranea Orthogonal Communications Protocol 
+
+$Revision$
 
 =head1 SYNOPSIS
 
- <Origin>,<TimeSeq>,<Hop>,<FrmUser>,<To>,<ToUser>|<Tag>,<Data>...
+ <Origin>,<Group>,<TimeSeq>,<Hop>|<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
+for a non-looped tree of nodes. This environment has probably never, reliably, 
+been achieved in practice; certainly not recently.
+
+There have always been loops, sometimes bringing the network to its 
+knees. In modern usage, both in order to get some resilience and also
+to expedite information flow, we use internet based, deliberately
+looped networks with filtering. Whilst this works, after a fashion, there 
+are all sorts of problems that the current PC protocol can never
+address.
+
+This document 
+describes a complete replacement for the PC protocol. It allows a
 fully looped network, is inherently extensible and should be simple
 to implement (especially in perl).
 
@@ -20,25 +32,104 @@ 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
+This protocol is
+designed to be an extensible basis for any type of one too 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.
+as efficient a manner as possible. The reason we have chosen this
+mechanism is that most L</Messages> need to be broadcast to all nodes.
+
+Experience has shown that nodes will appear and (more infrequently) 
+disappear without much (or any) notice. 
+Therefore, the constantly changing and uncoordinated
+nature of the network doesn't lend itself to fixed routing policies.
+
+Having said that: directed routing is available where routes have
+been learned through past traffic.
+Those L</Messages> that could be routed (mainly single line one to 
+one "talk" L</Messages>) 
+happen sufficiently infrequently that, should they need to be flood routed
+(because no route has been learned yet) it is a small cost overall.
+
+=head1 Messages
+
+A message is a single line of UTF8 encoded and HTTP escaped text 
+terminated in the standard internet manner with a <CR><LF>. 
 
 Each message consists of a L</Routing Section> and a L</Command Section>. 
-The two sections are separated with the '|' character and the whole
-message is terminated in the standard RFC/Internet manner with the
-ascii <carraige return><linefeed> characters. It follows that these
-characters (as well as a small number of other reserved characters)
+The two sections are separated with the '|' character
+It follows that these
+characters (as well as non-printable characters, <CR>, <LF> and
+a small number of other reserved characters)
 can only be sent escaped. This is described further in the 
-L</Command Section>.
+L</Command Section> and L</Fields>.
 
 Most of this document is concerned with the L</Routing Section>, however
-some L</Standard Commands> which all implementation should issue and
+some L</Standard Commands> which all implementations should issue and
 must accept are described.
 
+=head1 Applications
+
+In the past messaging applications such as DX Cluster software have maintained
+a fairly strict division between L</Node>s and L</User>s". This protocol attempts
+to get away from that distinction by allowing any entity to connect to any 
+other. 
+
+Applications that use this protocol are essentially all peers and therefore
+nodes the only real difference between L</Node>s and L</User>s is that a "node" has one or more 
+listeners running that will,
+potentially, allow incoming connections, from other L</Node>s, L</Endpoint>s or L</User>s  
+
+Any application that is a sink and/or source of data for L</Group>s, is capable of obeying
+the protocol message construction rules and understands how to deduplicate incoming messages
+correctly can operate as a routeable entity in this protocol. It is called an L</Endpoint>.
+
+An L</Endpoint> is called a L</Node> if it accepts connections from L</Endpoint>s and is 
+prepared to route messages on their behalf to other L</Node>s or L</Endpoint>. In addition it
+may provide some other, usually simpler, interface (eg simple telnet access) for direct user access. 
+
+The concept of an L</Endpoint> has been invented because modern clients are 
+capable of being intelligent than simple
+character based connections such as telnet or ax25. They wish to be able to
+distinguish between the various classes of message, such as: DX spots, 
+announces, talk, logging info etc. It is a pain to have to do it, as now,
+by trying to make sense of the (slightly different for each piece of node 
+software) human readable "user" version of the output. Far better to pass on
+regular, specified, easily computer decodable versions of the message,
+i.e. in this protocol, and leave
+the human presentation to the application implementing the L</Endpoint>.
+
+It also helps to modularise the various interfaces that may be implemented such 
+as the  legacy, character based connections of existing PC protocol based nodes. 
+They should be treated
+as local clients, in fact as L</User>s, B<not> as peers in this protocol. It is likely that, in order
+to do this, some extra L</Tag>s will need to be defined at application level. 
+
+=head1 Connection Types
+
+=head2 User
+
+A L</User> is a connection to a L</Node> (that allows such connections)
+that does not occur in protocol. All L</User>s shall be identified with a name
+of up to 12 characters in the set [-0-9A-Z_]. All messages have to be routed via the 
+L</Node> to which this L</User> is connected. 
+
+=head2 Endpoint
+
+An L</Endpoint> is a connection to a L<Node> that uses the protocol. From a routing point of
+view, it is indistiguishable from a L</Node>. The L</Endpoint> is responsible for creating and decoding
+well formed protocol messages. An L</Endpoint> does not route beyond the immediate L</Node>(s) to
+which it is connected. It may also be a L</Service> connected to a L</Node> which provides some 
+addressable service that can be queried.
+
+=head2 Node
+
+A L</Node> is connected to other L</Node>s. It is responsible for routing messages in protocol
+from other L</Node>s or L</Endpoint>s, whether directly connected or not. Optionally, a L</Node>
+may provide other interfaces, such as direct L</User> connections or legacy PC protocol speaking
+DX Clusters. 
+
 =head1 Routing Section
 
 The application that implements this protocol is essentially a line
@@ -47,28 +138,33 @@ 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, messages in this protocol could be 
+AX25. Having said that: in context, L</Messages> in this protocol could be 
 multi/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
+Although the physical transport between L</Node>s is reliable, the actual message
+is unreliable, 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 L</To> and/or
+However, as it is envisaged that most L</Messages> will be flood routed or,
+in the case of directed L</Messages> (those that have L</Group> and/or
 L</ToUser> fields) down some/most/all interfaces showing a route for that
-direction, it is unlikely that messages will be lost in practice.
+direction, it is unlikely that L</Messages> will be lost in practice.
+
+Assuming that there is a path between all the L</Node>s in a network, then it is guaranteed
+that a message will be delivered everywhere, eventually. It is possible (indeed likely) that 
+copies of  a message
+will arrive at L</Node>s more than once. L</Node>s are responsible for deduplicating those messages
+using the information in the L</Routing Section>.
 
 =head2 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.
+The first four fields in the L</Routing Section> are compulsory. However, 
+a client connection can 
 
-Adding a L</To> and/or L</ToUser> field will restrict the destinations
+Adding a L</Group> 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.
@@ -91,11 +187,37 @@ More detailed descriptions of the fields follow:
 =item B<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
+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 B<Group>
+
+This is the Group (or Channel) to be used for this data. It is compulsory. There
+is always a L</Group> 
+
+It is a string of up to 12 characters 
+in the set [-A-Z0-9_] in any order. Optionally, for extra routing to
+a specific end point (node or user), it may have another 12 character 
+field in the same set, concatenated with the string, separated by a ':'
+character.
+
+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</Group>. Any message can be sent
+down any L</Group>. The names of L</Group>s and their usage
+is entirely up to the implementor.  
+
+It is assumed that node names can be differentiated from user
+names and L</Group> 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 B<TimeSeq>
 
 This is a compulsory field. It is a 10 hexadecimal digit string which
@@ -126,79 +248,13 @@ 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
+silently drop incoming L</Messages> with a L</Hop> count greater than the
 limit.
 
-=item B<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 B<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 B<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 
 
-=head2 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.  
-
 =head2 Routing
 
 It is assumed that nodes will be connected in a looped network with
@@ -212,7 +268,7 @@ 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
+the number of L</Messages> for that L</Origin> that has been received on
 that interface.
 
 Any message for onward broadcast is duplicated and sent out on all
@@ -244,45 +300,64 @@ duplicated!
 =head2 Examples
 
  # on link startup from GB7BAA (both sides hello)
- GB7TLH,3D02350001,0,GB7BAA|HELLO,Aranea,1.2,24.123
- GB7BAA,3D02355421,1,GB7TLH|HELLO,Aranea,1.1,23.245
+ GB7TLH,ROUTE,3D02350001,0|HELLO,Aranea,1.2,24.123
+ GB7BAA,ROUTE,3D02355421,1|HELLO,Aranea,1.1,23.245
 
  # on user startup to GB7TLH
- GB7TLH,3D042506F2,0,G1TLH|HELLO,PClient,1.3
+ GB7TLH,ROUTE,3D042506F2,0,G1TLH|HELLO,PClient,1.3
 
  # on user disconnection
- GB7TLH,3D9534F32D,0,G1TLH|BYE
+ GB7TLH,ROUTE,3D9534F32D,0,G1TLH|BYE
 
  # a talk (actually 'text') message to a user (some distance away
  # from the origin node)
- GB7TLH,3D03450019,3,G1TLH,GB7BAA,G8TIC|T,Hiya Mike what's happening?
+ GB7TLH,G8TIC,3D03450019,3|T,G1TLH,Hiya Mike what's happening?
 
- # a talk/chat/text message to a channel or group
- GB7TLH,0413525F23,2,G1TLH,VHF|T,2m is opening on MS
+ # a talk/chat/text message to a Group
+ GB7TLH,VHF,0413525F23,2|T,G1TLH,2m is opening on MS
 
  # a ping to find the whereabouts and distance of a user from a node
  # the hex number on the end is the ping ID
- GB7TLH,1512346543,0,,,G7BRN|PING,9F4D 
-
- # the same from a user on GB7TLH
- GB7TLH,1512346543,0,G1TLH,,G7BRN|PING,23
+ GB7TLH,G7BRN,1512346543,0|PING,G1TLH,9F4D 
 
  # this effectively asks whether the user is on-line on a particular node
- GB7TLH,1512346543,0,G1TLH,GB7DJK,G7BRN|PING,35DE
+ GB7TLH,GB7BAA:G7BRN,1512346543,0|PING,G1TLH,35DE
 
  # A possible reply, same ID as ping followed by the no of hops on the 
- # ping that was received
- GB7DJK,1512450534,3,G7BRN,GB7TLH,G1TLH|PONG,35DE,3 
+ # ping that was received thus telling you how far away it is.
+ GB7BAA,G1TLH,1512450534,3|PONG,G7BRN,35DE,3 
 
 
 =head1 Command Section
 
 The L</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</Tag> which is implemented by 
-the software using this protocol.
+are identified with a L</Tag> each of which is implemented by 
+the software using this protocol. Each </Tag> (usually) is followed by one
+or more L</Fields>. 
+
+=head2 Tag
+
+The L</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
+
+The L</Tag> is separated from its data L</Fields> by a comma ','. 
+
+=head2 Fields
 
-The L</Tag> is separated from its data by a comma ','. All fields
+All fields
 in any subsequent data shall be separated by a comma ','.
 All fields shall
 be HTTP encoded such that reserved characters (comma ',', 
@@ -290,7 +365,7 @@ vertical bar '|',
 percent '%', 
 equals '=' 
 and non printable characters less than 127 (or %7F in hex)
-[including newline and carraige return] are tranlated to
+[including newline and carraige return] are translated to
 their two hex digit equivalent preceeded by the percent '%' character.
 
 For example:
@@ -308,7 +383,7 @@ are written according to this specification must say:
  use UTF8;
 
 A message (or line) is terminated with <carriage return><linefeed>
-0x0d 0x0a. Incoming messages must be accepted even when terminated
+0x0d 0x0a. Incoming L</Messages> must be accepted even when terminated
 with just <linefeed>.
 
 Care must be taken to make sure that fields have any reserved characters
@@ -325,23 +400,6 @@ specified above and can otherwise contain any character.
 There is no maximum size specified for a message. It is up to each
 implimentation to enforce one (if only for their own protection).
 
-=head2 Tag
-
-The L</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
-
 =head2 Standard Commands
 
 There are a number of L</Standard Commands> which must be accepted by 
@@ -349,21 +407,27 @@ all implementations.
 
 =over
 
-=item B<HELLO>,<software name>,<version>,<build>,<comments>
+=item B<HELLO>
+
+ HELLO,<software name>,<version>,<build>,<comments>
 
 Command sent on connection to another node. Both sides send their information
 to the other. All the possible arguments are optional, although some of the
 arguments should be sent in order to help diagnose problems. This command is
 broadcast.
 
-=item B<BYE>,<comments>
+=item B<BYE> 
+
+ BYE,<comments>
 
 Command sent to all connections when the software is shutting down. This is sent
 by the node just before shutdown occurs. This is really only used to help the
 network prune its routing tables. It isn't a requirement. The <comment> field
 is optional. 
 
-=item B<DISC>,<node name>,<comments>
+=item B<DISC>
+
+ DISC,<node name>,<comments>
 
 Command sent when a node has disconnected from this node. This message is sent when
 an interface shuts down. It need not be sent if a L<BYE> from an interface for
@@ -372,15 +436,32 @@ that node has just been received. This command should be broadcast.
 The <node name> is mandatory and is the name of the interface that has just 
 disconnected.
 
-=item B<PING>,<ping id>
+=item B<PING>
+
+ PING,<user>,<ping id>
 
 Command to send a ping to a node or user. This command is used both by the software
 and users to determine a) whether a node or user exists and b) how good the path is
-between them.
+between them. 
+
+The <ping id> is a unique string which is usually the hexadecimal equivalent of an 
+integer that is incremented every time it is used. But it can be anything that
+will identify this ping using the tuple (L<Origin>,<ping id>) as unique.
+
+=item B<PONG>
+
+ PONG,<ping id>,<user>,<no of hops on ping>
+
+Command to reply to a ping. This is sent as a reply to an incoming ping command.
+The <ping id> is the one supplied and the <no of hops on ping> is the number of
+hops it took for the ping to arrive.
+
+=item B<T>
 
-=item B<PONG>,<ping id>,<no of hops on ping>
+ T,<text>
 
-Command to reply to a successful ping
+All implementations must be able to send "text" (encoded as specified in 
+L</Fields>). There would be little point in doing all this otherwise!
 
 =back
 
@@ -390,7 +471,7 @@ Dirk Koopman, G1TLH, E<lt>djk@tobit.co.ukE<gt>
 
 =head1 COPYRIGHT AND LICENSE
 
-Copyright 2004 by Dirk Koopman, G1TLH
+Copyright 2004-2005 by Dirk Koopman, G1TLH
 
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 it under the same terms as Perl itself.