本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于分治思想的邊車模式通信方法及通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前電力系統(tǒng)等領(lǐng)域中，存在數(shù)量眾多的物理節(jié)點(diǎn)，比如服務(wù)器、工作站等，而每個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上又部署了數(shù)量眾多的分布式程序，程序之間有大量的交互需求。而工業(yè)級(jí)系統(tǒng)，要求有較高的可靠性及實(shí)時(shí)性，程序間的通信通常有以下兩種方式：

2、一、進(jìn)程級(jí)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)方案

3、該方法的消息總線只有動(dòng)態(tài)庫，沒有服務(wù)。每一個(gè)調(diào)用消息總線動(dòng)態(tài)庫的進(jìn)程都包含一個(gè)完整的對(duì)等節(jié)點(diǎn)。由于一臺(tái)機(jī)器中有多個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)，因此對(duì)等節(jié)點(diǎn)中的router的端口號(hào)必須不同，采用動(dòng)態(tài)端口加動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)的方法，所有的對(duì)等節(jié)點(diǎn)之間發(fā)現(xiàn)后即互聯(lián)，并同步訂閱信息。

4、該種方法雖然代碼實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單，但是存在如下缺點(diǎn)：

5、1.連接數(shù)量大。在iscs系統(tǒng)中，每臺(tái)機(jī)器運(yùn)行大量進(jìn)程，每個(gè)域有眾多機(jī)器，全線又有眾多域，完全可能觸及操作系統(tǒng)資源上限；

6、2.網(wǎng)絡(luò)開銷大。包括節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、存在性檢測(cè)、組信息同步等開銷；

7、3.內(nèi)存用量大。每個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)中均包含整個(gè)對(duì)等集群的節(jié)點(diǎn)信息、訂閱信息等；

8、4.使用udp廣播發(fā)現(xiàn)時(shí)，當(dāng)機(jī)器的網(wǎng)線拔出，廣播將無法使用，本機(jī)節(jié)點(diǎn)間也無法發(fā)現(xiàn)。若使用gossip協(xié)議發(fā)現(xiàn)，由于節(jié)點(diǎn)數(shù)眾多，網(wǎng)絡(luò)開銷大，收斂速度慢。

9、二、帶目錄服務(wù)的進(jìn)程級(jí)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)方案

10、該方法中，每臺(tái)機(jī)器設(shè)置一個(gè)目錄服務(wù)，負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、節(jié)點(diǎn)信息管理、訂閱信息管理等。機(jī)器之間的目錄服務(wù)采用對(duì)等網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。調(diào)用消息總線動(dòng)態(tài)庫的應(yīng)用程序向本機(jī)的目錄服務(wù)進(jìn)行注冊(cè)，退出時(shí)注銷，期間進(jìn)行存在性檢測(cè)。應(yīng)用程序發(fā)送消息時(shí)，消息總線動(dòng)態(tài)庫查詢消息目標(biāo)地址信息，比如ip、端口、訂閱信息等，然后再連接、發(fā)送。

11、該種方法雖然對(duì)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、節(jié)點(diǎn)信息管理、訂閱信息管理等進(jìn)行了集中，一定程度上降低了內(nèi)存開銷、網(wǎng)絡(luò)開銷，即使不插網(wǎng)線，本機(jī)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)不受影響。但是，存在以下缺點(diǎn)：

12、1.代碼實(shí)現(xiàn)會(huì)很復(fù)雜。比如，應(yīng)用程序端是否緩存節(jié)點(diǎn)信息、訂閱信息問題上，如果不緩存，每次發(fā)送前都詢問目錄服務(wù)，效率會(huì)比較低。如果緩存，保證信息的一致性是個(gè)比較難克服的問題；

13、2.連接數(shù)依然很多，依然可能觸及操作系統(tǒng)的資源上限；

14、3.目錄服務(wù)間不僅要同步訂閱信息，還需要同步各機(jī)的應(yīng)用程序進(jìn)程節(jié)點(diǎn)信息；

15、4.目錄服務(wù)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

16、綜合上述兩種方案，由于每個(gè)應(yīng)用程序都自己實(shí)現(xiàn)交互需求，現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，開發(fā)效率低下，而且質(zhì)量參差不齊，難以保證通信質(zhì)量。因此，一個(gè)可復(fù)用的，滿足以上需求的通信方法顯得很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種基于分治思想的邊車模式通信方法，還提供一種采用所述基于分治思想的邊車模式通信方法的通信系統(tǒng)。

2、本發(fā)明基于分治思想的邊車模式通信方法，應(yīng)用于設(shè)備主機(jī)間進(jìn)行通信，所述設(shè)備主機(jī)包括相互通信的第一設(shè)備主機(jī)和第二設(shè)備主機(jī)，所述第一設(shè)備主機(jī)和第二設(shè)備主機(jī)上分別設(shè)有相互獨(dú)立的主業(yè)務(wù)進(jìn)程及用于與外部的設(shè)備主機(jī)通信的消息總線服務(wù)進(jìn)程，所述主業(yè)務(wù)進(jìn)程與所述消息總線服務(wù)進(jìn)程采用邊車模式通信，所述主業(yè)務(wù)進(jìn)程用于處理設(shè)備各種應(yīng)用，所述第一設(shè)備主機(jī)和第二設(shè)備主機(jī)的消息總線服務(wù)進(jìn)程通過消息總線相互通信，所述第一設(shè)備主機(jī)的邊車模式通信方法為：

3、s1：新的應(yīng)用業(yè)務(wù)進(jìn)程上線，發(fā)送業(yè)務(wù)消息至通用應(yīng)用消息庫；

4、s2：通過通用應(yīng)用模塊，向消息總線服務(wù)進(jìn)程發(fā)送消息；

5、s3：消息總線服務(wù)進(jìn)程查詢總線基礎(chǔ)庫，當(dāng)不存在此應(yīng)用的管理消息時(shí)，請(qǐng)求此應(yīng)用訂閱消息，然后注冊(cè)到總線服務(wù)中；

6、s4：本機(jī)的總線服務(wù)成功處理新應(yīng)用的信息后，發(fā)送給與之通過消息總線組成總線網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)以上第二設(shè)備主機(jī)，使得所有的第二設(shè)備主機(jī)的總線服務(wù)均有新應(yīng)用的信息；

7、s5：新的應(yīng)用通過總線服務(wù)與總線網(wǎng)絡(luò)中的第二設(shè)備主機(jī)交互，收發(fā)信息。

8、進(jìn)一步地，所述第二設(shè)備主機(jī)的數(shù)量為多個(gè)，第一設(shè)備主機(jī)、多個(gè)第二設(shè)備主機(jī)分別兩兩通過消息總線通信，所述第一設(shè)備主機(jī)、多個(gè)第二設(shè)備主機(jī)組成一總線網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)設(shè)備主機(jī)均為總線網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

9、進(jìn)一步地，所述消息總線服務(wù)進(jìn)程的處理方法為：

10、a1：第一設(shè)備主機(jī)上線，驅(qū)動(dòng)本機(jī)內(nèi)的進(jìn)程，本機(jī)進(jìn)程向總線服務(wù)注冊(cè)本進(jìn)程的相關(guān)訂閱消息；

11、a2：總線服務(wù)接收到本機(jī)業(yè)務(wù)服務(wù)進(jìn)程發(fā)送的業(yè)務(wù)消息后，判斷消息的目的節(jié)點(diǎn)是第二設(shè)備主機(jī)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)還是本機(jī)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，如果是本機(jī)消息，則采用進(jìn)程間通信模式，采用共享內(nèi)存與目的進(jìn)程進(jìn)行消息交互，如果為第二設(shè)備主機(jī)節(jié)點(diǎn)時(shí)，則建立tcp連接，發(fā)送字節(jié)流給目的節(jié)點(diǎn)；

12、a3：目的節(jié)點(diǎn)的消息總線服務(wù)進(jìn)程接收到消息后，判斷該業(yè)務(wù)是否存在訂閱匹配，如果是，則發(fā)送業(yè)務(wù)消息給目的進(jìn)程，如果否，則忽略該消息。

13、進(jìn)一步地，步驟a2中，當(dāng)判斷為本機(jī)消息時(shí)，判斷該業(yè)務(wù)是否存在訂閱匹配，如果是，則采用進(jìn)程間通信模式，采用共享內(nèi)存與目的進(jìn)程進(jìn)行消息交互，如果否，則忽略該消息。

14、進(jìn)一步地，所述設(shè)備主機(jī)上還設(shè)有用于實(shí)現(xiàn)分布式自治的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和容災(zāi)節(jié)點(diǎn)，所述業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和容災(zāi)節(jié)點(diǎn)均設(shè)有通過消息總線相互對(duì)等連接的消息總線服務(wù)進(jìn)程，所述設(shè)備主機(jī)的自治方法為：

15、b1：設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)總線服務(wù)、節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)和進(jìn)程管理服務(wù)；

16、b2：總線服務(wù)啟動(dòng)后，發(fā)心跳信息給節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)，此外，設(shè)備主機(jī)運(yùn)行過程中，所述節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)定期查看判斷各個(gè)進(jìn)程的心跳，以此判斷所述消息總線服務(wù)進(jìn)程是否存在，如果存在，則調(diào)用消息總線服務(wù)進(jìn)程的主備切換接口，如果否，則通過進(jìn)程管理服務(wù)重新啟動(dòng)總線服務(wù)。

17、進(jìn)一步地，還包括步驟b3：業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)在接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，通過總線服務(wù)發(fā)送給容災(zāi)節(jié)點(diǎn)一份，作為備份數(shù)據(jù)；容災(zāi)節(jié)點(diǎn)會(huì)定期檢查主機(jī)的健康狀況消息，當(dāng)一定間隔時(shí)間收不到所述健康狀況消息，或者收到的健康狀況消息異常，則所述容災(zāi)節(jié)點(diǎn)升級(jí)為與第二設(shè)備主機(jī)通信的主機(jī)節(jié)點(diǎn)，與第二設(shè)備主機(jī)進(jìn)行通信。

18、進(jìn)一步地，當(dāng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)與容災(zāi)節(jié)點(diǎn)之間的消息總線通信阻塞，所述容災(zāi)節(jié)點(diǎn)上升為主機(jī)節(jié)點(diǎn)，與原主機(jī)節(jié)點(diǎn)存在雙主節(jié)點(diǎn)，則所述業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)與容災(zāi)節(jié)點(diǎn)的處理方法為：各自的節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)根據(jù)接收到的對(duì)方節(jié)點(diǎn)健康情況和自身的節(jié)點(diǎn)健康情況，共同進(jìn)行雙主決策，選取健康狀況較好的子節(jié)點(diǎn)為主機(jī)節(jié)點(diǎn)，而另一個(gè)為備機(jī)節(jié)點(diǎn)。

19、本發(fā)明還提供一種基于分治思想的邊車模式通信系統(tǒng)，包括若干個(gè)設(shè)備主機(jī)，每個(gè)設(shè)備主機(jī)采用所述的基于分治思想的邊車模式通信方法進(jìn)行通信。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過消息總線服務(wù)提供了一種機(jī)器級(jí)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)解決方法，更貼合實(shí)際的工業(yè)場景，使用去中心化的消息總線服務(wù)進(jìn)程的性能、穩(wěn)定性至關(guān)重要，本發(fā)明基于分治思想，每臺(tái)機(jī)器自我管理，利用邊車模式的部署與使用總線服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備間的對(duì)等連接；

21、通過消息總線，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供一個(gè)簡單、可靠的進(jìn)程間（本機(jī)或跨機(jī)）交互方式，屏蔽網(wǎng)絡(luò)通訊復(fù)雜性，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多對(duì)多通訊；

22、本發(fā)明節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間屬于對(duì)等連接，但是不同于市面上的進(jìn)程級(jí)別對(duì)等連接，本發(fā)明采用機(jī)器級(jí)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)方案，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上存在總線代理，節(jié)點(diǎn)之間統(tǒng)一一個(gè)端口交互，避免進(jìn)程級(jí)別的多端口，不好維護(hù)且占用系統(tǒng)資源，開銷變大；

23、在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)傳輸中，只會(huì)向訂閱了該消息主題的成員傳輸，不會(huì)造成不必要的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。一個(gè)消息如果沒有訂閱者，不會(huì)實(shí)際傳輸，從而能有效提升數(shù)據(jù)傳輸性能，減少網(wǎng)絡(luò)消耗；

24、本發(fā)明能夠支持很大的主體數(shù)量連接，主業(yè)務(wù)進(jìn)程的hmi服務(wù)，告警服務(wù)等，只有在必要時(shí)候，才會(huì)與總線服務(wù)交互，投遞消息到對(duì)應(yīng)目的進(jìn)程。按照這樣的架構(gòu)，當(dāng)主業(yè)務(wù)的應(yīng)用異常時(shí)，并不會(huì)影響到總線服務(wù)，只要總線服務(wù)正常，就可以保證兩個(gè)設(shè)備主機(jī)間的正常通信；

25、正常的大數(shù)據(jù)工業(yè)場景中，需要保證節(jié)點(diǎn)的功能正常，本發(fā)明通過自治方法，提升了節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的可靠性及數(shù)據(jù)的可靠性，任何站點(diǎn)處于網(wǎng)絡(luò)孤島（與其他站點(diǎn)斷開）時(shí)仍能保證本站監(jiān)控系統(tǒng)的正常，本發(fā)明支持冗余網(wǎng)絡(luò)切換，調(diào)用者無需選擇網(wǎng)絡(luò)，消息總線會(huì)盡可能地將消息送達(dá)。