OpenSpeed协议

互联网级 · 开源 · 超高速 · 高安全 · 高可靠传输协议 OSPT/1 与参考实现

OpenSpeed

互联网级 · 开源 · 超高速 · 高安全 · 高可靠传输协议 OSPT/1 与参考实现

作者：科技酱（https://docs.asoe.cn）/)

一句话：丢掉 TCP 的桎梏，把“可靠传输 + 前向纠错 + 端到端校验 + 认证加密”做成一套可移植、可嵌入、极致性能的自有协议。

OpenSpeed 是一套面向互联网与各类应用的传输协议（IPv4/IPv6、系统、云主机、网关均可用）：从底层 UDP 构建可靠字节流，内置 XOR 前向纠错（FEC）、CRC-32 + 可选 AES-256-GCM 帧级认证加密、累积/选择性确认（ACK + SACK）、自适应 RTO 与快速/超时重传、端到端 SHA-256 完整性闭环。附 Node.js 参考实现：CLI + SDK，可嵌入系统服务、App/小程序后端、网关数据管道。

为什么不用 TCP / 裸 QUIC / 裸 UDP？

方案	问题	OpenSpeed 的对策
TCP 传输	内核队列行为不可控；丢包即队头阻塞；长肥网络吞吐上不去	自研传输语义，每 k 帧 1 个 XOR 奇偶帧就地恢复单帧丢失，多数丢包不进重传
裸 UDP 直传	会丢包、乱序、重复；坏了没人知道	顺序化 + ACK/SACK + RTO 重传 + CRC-32 逐帧检错
简单 UDP 工具	“传完了”≠“传对了”；明文裸奔	流式单遍 SHA-256 端到端校验，失败自动删除回滚；可选 GCM 加密
教科书协议	参数不可调、不可嵌入业务	帧为自描述字节结构，不依赖 UDP 字段，可搬到 TCP 隧道 / 网关 / WebRTC 适配层

设计目标一句话：在高带宽、有丢包的链路上把有效吞吐尽量拉满，同时绝不把坏文件/坏数据交给上层。

核心能力

• 超高速：流水线大窗口 + 在途限流 + 帧级 FEC + 接收端 256 KiB 批量顺序落盘（吞吐提升约 60%；64 MiB 双进程实测 ≈15.0 MB/s、重传=0，沙箱环境参考值）
• 无敌安全（可选）：设 --key 即全链路 AES-256-GCM 认证加密——防窃听、防篡改、防伪造会话；密钥不匹配整帧静默拒绝
• 互联互通：IPv4 / IPv6 双栈自动识别；目标地址支持 --to [IPv6]:port
• 超级稳定：CRC 首检 + FEC 就地恢复 + 自适应 RTO（60ms–4s）+ 快速/超时重传 + 空闲检测；链路断了不丢文件
• 绝不交付坏数据：发送端读取一遍同时完成传输与 SHA-256，接收端字节数 + 摘要双核对，不一致自动删除并回送 ERROR
• 干净工程：零第三方依赖、CommonJS、Node ≥ 18、全覆盖自动化测试（单元 / 端到端 / 丢包模拟 / 加密 / IPv6 / CLI）

快速开始

先安装（或克隆后在仓库内直接 node bin/ospeed.js …）：

npm install -g .

# 接收端（可跑在云主机，IPv4/IPv6 均可；key 一致即加密 + 认证）
ospeed serve --dir /data/in --port 34567 --key '换一个强随机密钥'

# 发送端（互联网直连：目标为公网可达地址）
ospeed send ./backup.tar.gz --to 云主机公网IP:34567 --key '相同的密钥'

# IPv6 直连
ospeed send ./a.iso --to '[2001:db8::1]:34567'

# 本机自测（吞吐 + 完整性 + 全量测试）
ospeed bench --size 64
npm test

局域网/内网想极致压榨：两端可达且受信时可不带 --key；防火墙请放行 UDP 端口（Windows/Linux/IPv6 示例见 docs/使用文档.md）。

命令行

命令	说明
`ospeed serve [--dir P] [--port N] [--key S] [--host ADDR	--v6]`
ospeed send <文件> [--to host:port] [--key S]	发送单个文件（IPv4/IPv6）
ospeed bench [--size MiB]	本机回环吞吐 / 完整性自测
ospeed version / ospeed help	版本 / 帮助

作为 SDK 使用

const { FileSender, FileReceiver } = require('openspeed');

// 接收端 —— 完成一个文件即 resolve
const recv = new FileReceiver({ host: '::', port: 34567, dir: './in', key: 's3cret' });
const res = await recv.serve();
console.log(res.ok, res.dest, res.stats.retrans, res.stats.recovered, res.stats.authFail);

// 发送端
const snd = new FileSender({ host: '1.2.3.4', port: 34567, file: './a.iso', key: 's3cret' });
const out = await snd.run();   // { ok, avgBps, peerText: 'OK:…' }

文件之外，Reliable 引擎暴露“可靠保序字节流”原语，可承载日志、镜像、遥测等任意流式数据。详细示例与参数见 docs/使用文档.md。

架构速览

UI(CLI) → 会话层(File 流 + SHA-256) → 可靠引擎(窗口/ACK/RTO/FEC/排序)
                                        ↓
                              安全层(AES-256-GCM, 可选)
                                        ↓
                          UDP 载体 UDP4/UDP6（可替换: TCP 隧道/网关/WebRTC 适配层）

帧为自描述字节结构且不隐含 UDP 字段 ⇒ 同一套可靠与完整性语义未来可直接移植到浏览器（WebRTC 适配）、App、小程序（网关中转 + TCP 承载）等接入形态（见路线图）。

文档

文档	内容
docs/协议规范.md	OSPT/1 线格式、握手、ACK/SACK、FEC、加密、状态机、诚实取舍清单
docs/使用文档.md	安装、CLI、互联网直连（IPv4/IPv6）、密钥与安全、SDK、故障排查、当前边界
docs/开发文档.md	架构、引擎/会话/安全层、统计字段、测试矩阵、性能记录、路线图
SECURITY.md	安全模型、威胁边界、漏洞报告
CONTRIBUTING.md	贡献指南
CHANGELOG.md	版本历史

测试

npm test 运行 7 组用例：FEC 恢复单测 · 帧编解码单测 · 加密单测（反篡改/错密钥/错方向） · 真实文件回环（FEC 开/关） · 加密端到端 · 确定性丢包模拟 · CLI 端到端（明文 / AES-256-GCM / IPv6）。零第三方依赖，无真实网络要求，全部通过。

路线图（节选）

显式拥塞控制（RTT/ECN）与 3-dupACK 快恢复 · 断点续传与并发多会话 · Path MTU 探测 · per-session 密钥协商与前向保密 · TCP 承载 + 网关中转（Web/小程序/App 接入）· WebRTC 适配层 · WASM/移动端实现 · 跨语言一致性测试。详见开发文档 §10。

发布

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools/make-release.ps1
# 产出 dist/OpenSpeed-<version>.zip 并打印 SHA256

License

MIT © 科技酱（https://docs.asoe.cn）/)

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