美国阿尔伯克基地震实验室（Albuquerque Seis⁃mological Laboratory，ASL）于1990年开发了LISS^[4]协议，采用Internet技术接收中国数字地震台网（China Digital Seismic Network， CDSN）台站数据，首次实现了地震波形数据在Internet上共享。协议基于TCP/IP的Socket连接实现，在OSI参考模型传输层基础上完成数据传输，继承了下层传输结构优点。由于TCP是面向连接的可靠传输，LISS协议具有完善的流量控制和差错控制，可以改善实时地震数据传输的可靠性。LISS系统采用互联网信道为介质进行传输，用户可通过互联网有选择地获取地震数据^[18]。由于LISS协议的客户端与服务器端连接后，没有更多的交互，虽然使用方便但功能也受限，因此，虽然目前大部分地震仪器和速报软件还支持LISS协议的对接，但实际使用程度不及SeedLink等协议。

Http协议是万维网之父蒂姆伯纳斯李（Tim Ber⁃ners-Lee）^[8]于1990年提出的一种广泛应用于Web服务的网络通信协议，在RFC7230中定义为：一种无状态的、应用层的、以请求/应答方式运行的协议，使用可扩展的语义和自描述消息格式，与基本网络的超文本信息系统灵活的互动。Http定义了九种请求方法，分别是GET、 POST、 HEAD、PUT、 DELETE、 OPTIONS、 TRACE和CONNECT等，每种请求方法规定了客户和服务器之间不同的信息交换方式，最常用的GET和POST方法^[7]。在Jopens 6.0系统中采用Http协议传输256字节的MiniSeed数据，每0.5秒打一个包，缺值补0，每秒传输2个包，以满足国家地震烈度速报预警系统地震数据快速传输需求。

NetSeis/IP协议^[6]全名中国数字台网网络化通讯协议，由黄文辉于2003年左右设计开发，广泛应用在Jopens数字化地震台网系统5.2版本中。该协议类似LISS协议，但在对大型系统的适应能力方面较LISS协议有许多改善，较好地满足国内地震监测系统使用。NetSeis/IP协议同样基于TCP/IP模型实现，拥有TCP的差错控制、流量控制等功能，有利于数据可靠传输。NetSeis/IP协议采用身份认证及数据端口协商等机制，具有一定的安全性^[18]。协议的交互方式类似FTP协议，控制命令与数据传输使用不同端口。默认在5000端口传输控制命令，验证正确后服务器会协商分配数据传输端口。

NetSeis/IP协议数据请求流程如图3（a）所示。首先，客户端向服务器传输控制端口发起连接请求，用户名密码验证成功后，建立起传输指令连接。然后，客户端发送PASV RT命令，获取服务器端分配的数据传输端口号，返回值是六个数组成的字符串，用于计算服务器指定的数据传输接口。前四个数值是数据传输服务器的IP地址，后两个数值用于计算数据传输端口，端口计算公式：

P=α×256 + β(1 )

式中P为数据传输端口，α是服务器返回的第五个字段，β是服务器返回的第六个字段。

例如：服务器端响应字符串为“192， 168， 1，100，35，40”，则数据传输服务器接口的IP地址为192.168.1.100，端口号为35×256+40=9000。客户端需再启动一个Socket连接至192.168.1.100服务器的9000端口，开启数据传输通道。最后，客户端在原传输控制指令连接发送STOR+台站列表，即可从刚建立的数据通道获取所需台站512字节的MiniSeed实时数据流。

Seedlink协议^[5]是GFZ为地震速报预警系统Seiscomp开发的一套用于实时地震数据分发的传输协议，同样基于TCP/IP协议，拥有TCP的差错控制、流量控制等功能，使用MiniSeed数据格式进行传输，默认端口18000。Seedlink协议自发布以后被广泛采用，现已成为IRIS、EIDA、GFZ等众多地震研究机构和地震台网的标准通用协议。Seis⁃Comp3系统^[5]、Earthworm系统^[10]和Antelope系统^[19]等众多知名的地震速报预警软件以及Reftek和Nanometrics等品牌的地震数据采集器均支持Seed⁃link数据传输协议。Python地震学工具包ObsPy也集成了SeedLink客户端模块，用户可以通过两行简单的代码调取SeedLink服务器端实时数据。

SeedLink的数据请求流程如图3（b）所示。首先，客户端通过Scoket向SeedLink服务器端口（默认18000）发起连接请求，待TCP握手成功后，客户端发送HELLO字段验证连接是否建立，如果服务器返回SeedLink版本号及台网名称，表明双方连接已建立。然后，客户端发送SELECT、STATION指令来筛选和订阅台站，服务器正常接收指令则响应OK。最后，客户端发送DATA、FETCH指令请求数据，SeedLink服务器从同一端口向客户端发送SeedLink数据流。该数据流包含一个8字节的SeedLink头（含序列号）和512字节的MiniSeed数据包，按先进先出（First In First Out，FIFO）的顺序进行传输。SeedLink头是一个ASCII字符串，由SL和6位十六进制的包序号组成，每个台站有属于自己的序号。数据获取有单通道和多通道模式，如果使用单通道模式请求多个台站，客户端需要查看MiniSeed头段来判定是哪个台站数据。

图3 NetSeis/IP服务器（a）和SeedLink服务器（b）数据请求流程图Fig.3 Data request flowchart of NetSeis/IP server（a）and SeedLink server（b）

随着地震数据自动化处理技术的发展，网络带宽的不断提升，在线实时传输的地震数据流变得越来越流行。IRIS、GFZ、EIDA以及众多国家级地震台网（如罗马尼亚实时地震台网^[20]）、区域地震台网（如UiB-NORSAR）都采用SeedLink协议来传输和共享数据。国内主要采用Netseis/IP协议和Http协议实现国内省级地震台网之间、省级地震台网与国家地震台网之间的Jopens系统数据交换，考虑到直接对接生产环境流服务器可能会影响速报预警业务的稳定性，一般国家台网和省级台网很少对外开放流服务，因此利用国内地震台站实时数据实现Earthworm、Seiscomp等EMS系统的本地化运行存在一定不便。

本文第二节介绍SeedLink协议的数据请求方式，本节介绍一种快速搭建SeedLink服务器的方法，开放SeedLink协议接口，提供实时SeedLink数据流。一方面为国外EMS系统本地化部署提供数据基础；另一方面，对未来数据共享工作和实时数据传输提供参考。

SeedLink实时数据流服务器的工作方式是开辟一片内存缓冲区用于缓存本地MiniSeed格式数据，在指定端口监听客户端请求并于握手指令完成后按需向客户端提供MiniSeed数据包。目前快速搭建SeedLink服务器的主要方式有两种，一种是基于GFZ的Seiscomp插件，将其他协议的数据流转换为SeedLink协议数据流；另一种是基于IRIS的Ring⁃Server软件，开辟内存缓冲器并监听请求。第一种实现方式需安装Seiscomp3系统，通过插件将数据流转化为SeedLink数据流，这种实现方式支持本地MiniSeed文件、LISS协议及Reftek、Nanometrics等数采。第二种实现方式由RingServer^[21]独立完成，支持MiniSeed和SAC格式文件。

RingServer是一个由IRIS DMC提供的基于Apache2.0协议开源的环形数据流缓冲器，可以方便用户快速搭建基于TCP的SeedLink实时数据流。由C语言编写，核心模块包括MiniSeed scanner和MiniSeed archiver，支持在Linux、 Solaris或者Mac OSX等操作系统上安装。软件的工作原理是扫描读取本地MiniSeed文件，将数据记录添加到Ring buf⁃fer环形缓冲器中，缓冲器遵循FIFO的原则，如果缓冲器满载，新加入的数据会将旧数据挤出缓冲器。RingServer通过内存映射机制实现数据的鲁棒性，保证当RingServer停止并重启后，客户端不会丢失数据。第一种方式需依赖Seiscomp3系统，在使用过程中存在诸多不便，因此，本文以第二种基于RingServer的实现方式进行了SeedLink服务器的搭建和测试。

以VMware虚拟机做测试，处理器选择4核，内存4G，本地磁盘80G，安装CentOS7操作系统，网络模式选择NAT共享主机IP模式，可以方便本机访问虚拟机IP。首先，下载并编译RingServer，生成可执行文件，将需要实时推送的数据文件（MiniSeed格式）保存至指定目录（本次将台站名为ZD58和ZD69的MiniSeed数据文件放置MiniSeed文件夹下），开放虚拟机防火墙18000端口访问，然后，对RingServer进行配置，主要配置项如表1所示。

表1 RingServer软件主要配置项Table 1 The main configuration items of RingServer software

最后，通过./ringserver ring.conf>ring.log 2>&1命令启动缓冲器，将允许日志写入ring.log方便审查，如果命令行没有报错且终端保持不变，表明Ringserver正常启动，可通过telnet端口测试服务是否建立，服务启动后终端并不再接受指令输入，用户可打开cat ring.log查看软件运行日志。

通过Telnet测试SeedLink指令，打开本地CMD终端，确保与服务器网络畅通，Telnet连接SeedLink服务器地址和端口，依次输入连接和筛选指令，测试与SeedLink服务器的连接是否正常，测试指令及返回结果如表2所示。

表2 SeedLink服务器连接测试Table 2 Link test of SeedLink server

使用IRIS的Slinktool软件来检测SeedLink服务器数据接收情况。下载Slinktool源码编译生成可执行文件，执行./slinktool-u 192.168.111.129：18000命令打开Slinktool查看所接收到的数据，图4显示Slinktool获取到miniseed数据包的数据。

图4 利用Slinktool工具接收SeedLink服务器数据Fig.4 SeedLink server data received by using Slinktool