BLUEPRINT

第三章協定架構

3.1 協定分層

DTP 採用分層架構設計，從上到下依次為：

┌─────────────────────────────────────────────┐
│           應用層                              │
│   iFay / coFay / Personal Data Heap          │
│   終端應用程式（軟體 / 硬體）                  │
├─────────────────────────────────────────────┤
│           DTP 協定層                          │
│   DTP_Master Engine / DTP_Slave Engine       │
│   ┌───────────────────────────────────────┐ │
│   │ 協商管理器 (Agreement Manager)         │ │
│   │ 幀編解碼器 (Frame Codec)              │ │
│   │ DAG 管理器 (DAG Manager)              │ │
│   │ 加密模組 (Encryption Module)          │ │
│   │ 工作階段管理器 (Session Manager)       │ │
│   │ 續傳管理器 (Resume Manager)           │ │
│   └───────────────────────────────────────┘ │
├─────────────────────────────────────────────┤
│           適配層                              │
│   Transport_Adapter                          │
├─────────────────────────────────────────────┤
│           傳輸層                              │
│   BLE / WebSocket / TCP / RTSP / ...         │
└─────────────────────────────────────────────┘

設計原則

傳輸無關性：透過 Transport_Adapter 抽象底層傳輸，DTP 核心邏輯與具體傳輸協定解耦
協商優先：所有資料傳輸必須基於雙方協商達成的約定，無「裸傳輸」
資料主權：主端對資料流擁有最終決策權，從端是資料生產方或消費方
端到端加密：Payload 加密傳輸，FayGer 執行環境無法存取明文
語境保全：每個 Fragment 攜帶結構化上下文中繼資料，確保資料歸集時語境不遺失
可恢復性：基於序列號的續傳機制，支援連線中斷後無縫恢復

3.2 核心元件

DTP_Engine

DTP 協定的核心處理引擎，分為兩個變體：

DTP_Master：執行在 Fay 側，擁有資料歸集發起權和資料注入決策權
DTP_Slave：執行在終端側，負責資料生產和注入申請

兩者共享幀編解碼、加密、DAG 管理等基礎能力，但在協商權限和資料流方向上有所區別。

Transport_Adapter

底層傳輸協定的抽象介面。DTP_Engine 透過此介面與具體傳輸協定通訊，實現傳輸無關性。支援的傳輸協定包括 BLE、WebSocket、TCP、RTSP 等。

當底層傳輸連線斷開時，Transport_Adapter 向 DTP_Engine 報告連線狀態變更事件，觸發工作階段掛起和續傳流程。

Agreement Manager（協商管理器）

管理約定的完整生命週期：

建立：發起協商請求
協商：處理請求和回應
啟用：雙方達成一致後產生 Agreement_ID
動態調整：傳輸過程中修改約定參數
終止：透過停止指令結束約定

Frame Codec（幀編解碼器）

負責 Logical_Frame 的序列化（編碼為二進位）和反序列化（從二進位解碼），以及格式化輸出（Pretty Print）。確保幀在不同平台間正確傳輸。

DAG Manager（DAG 管理器）

管理 Fragment 之間的有向無環圖依賴關係：

環路偵測：防止形成循環依賴
依賴解析：處理依賴目標尚未到達的情況
關係查詢：查詢 Fragment 的依賴和被依賴關係

Encryption Module（加密模組）

負責 Payload 的端到端加密和解密，使用 CAP 預協商的金鑰。確保 FayGer 執行環境無法存取明文資料。

Session Manager（工作階段管理器）

管理 DTP 工作階段的生命週期：

工作階段建立與關閉
狀態持久化與恢復
逾時偵測與資源釋放

Resume Manager（續傳管理器）

管理基於序列號的續傳機制：

Fragment 快取管理
序列號追蹤
斷點恢復協調

3.3 DTP_Engine 狀態機

DTP_Engine 的執行狀態遵循以下狀態機：

                    ┌──────────────────────────────────────────┐
                    │                                          │
    ┌───────┐      │  ┌──────────────┐    ┌────────────────┐  │
    │ Idle  │──────┼─▶│WaitingForCAP │───▶│SessionEstablished│ │
    │       │◀─────┼──│              │◀───│                │  │
    └───────┘      │  └──────────────┘    └───────┬────────┘  │
        ▲          │                              │            │
        │          │                              ▼            │
        │          │                     ┌─────────────┐       │
        │          │                     │ Negotiating │       │
        │          │                     └──────┬──────┘       │
        │          │                            │              │
        │          │                            ▼              │
        │          │                    ┌──────────────┐       │
        │          │                    │ Transmitting │       │
        │          │                    └───────┬──────┘       │
        │          │                            │              │
        │          │                            ▼              │
        │          │  ┌──────────┐      ┌─────────────┐       │
        └──────────┼──│ Resuming │◀─────│  Suspended  │       │
                   │  └──────────┘      └─────────────┘       │
                   └──────────────────────────────────────────┘

狀態轉換說明：

當前狀態	觸發事件	目標狀態
Idle	收到連線請求	WaitingForCAP
WaitingForCAP	CAP 驗證 + 金鑰交換完成	SessionEstablished
WaitingForCAP	CAP 失敗 / 逾時	Idle
SessionEstablished	發起或收到 Request_Frame	Negotiating
SessionEstablished	工作階段逾時關閉	Idle
Negotiating	Agreement 達成	Transmitting
Negotiating	協商失敗 / 拒絕	SessionEstablished
Transmitting	持續傳輸 Fragment	Transmitting
Transmitting	動態調整約定	Negotiating
Transmitting	連線斷開	Suspended
Transmitting	Agreement 終止（無其他活躍約定）	SessionEstablished
Suspended	連線恢復 + CAP 重新驗證	Resuming
Suspended	工作階段逾時	Idle
Resuming	續傳交握完成	Transmitting
Resuming	恢復失敗	Idle

3.4 主從互動時序

完整的 DTP 互動分為五個階段：

階段 1：CAP 預處理

CAP 完成身分驗證和金鑰交換

階段 2：DTP 工作階段建立

主端向從端發起工作階段建立，產生 Session_ID

階段 3a：資料歸集協商（Master 發起）

Master 傳送 Request_Frame（資料歸集請求）
Slave 回覆 Response_Frame（接受/拒絕/替代方案）
達成 Agreement，產生 Agreement_ID

階段 3b：資料注入協商（Slave 申請）

Slave 傳送 Request_Frame（資料注入申請）
Master 回覆 Response_Frame（接受/拒絕/替代方案）
達成 Agreement，產生 Agreement_ID

階段 4：資料傳輸

Slave → Master：Fragment（資料歸集，攜帶 Agreement_ID）
Master → Slave：Fragment（資料注入，攜帶 Agreement_ID）

階段 5：連線中斷與恢復

連線斷開 → 重新建立連線（CAP 重新驗證）→ 報告已接收最高序列號 → 從斷點繼續傳輸

第三章 協定架構