CN100442740C - 一种节点部署方法和节点通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节点部署方法和节点通信系统，属于网络通信技术领域。为了解决现有技术中节点间的通信实现复杂、程序效率不易控制、开发成本大、开发风险高的缺点，本发明提供了一种节点部署方法，在每个节点上建立了一个命名服务，在命名服务的上建立对象树，并建立对象树之间的绑定关系，以实现对象树分支在不同的节点间可见。本发明还提供了一种节点通信系统，由一个以上的节点组成，包括边缘节点和一个中心节点，所述节点内设有命名服务，所述节点的命名服务上设有对象树，所述对象树包括内部分支和外部分支，各对象树之间具有绑定关系。本发明基于CORBA技术，可用于网络间节点的通信。

Description

一种节点部署方法和节点通信系统

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，特别涉及一种节点部署方法和节点通信系统。

背景技术

在网络技术中，网络内部的通信是通过不同的节点之间的连接建立的。节点是指安装有服务程序的机器，一个节点管理和该机器相连的设备。其中，和其它节点无联系的节点称为独立节点；根据管理级别划分出来的节点，具备管理其它节点的功能节点称为中心节点；独立节点加入到中心节点后就成为边缘节点。

现有技术在部署不同的节点，即将不同节点上的孤立程序通过部署建立通信时，主要采用建立TCP/IP(网络通信协议)连接的方式。不同节点间要建立通信，需要在各个节点建立TCP/IP连接。每个节点必须同时具备客户端/服务端的代码才能互相通信。如图1所示，现有节点部署的具体方案如下：

a)设置中心节点

通过手工修改某个独立节点的配置信息来将该节点部署成中心节点。

b)独立节点加入中心节点后成为边缘节点

首先手工设置各独立节点配置文件中的中心节点的IP，独立节点程序启动运行后，获取配置文件中的中心节点IP，并和中心节点建立TCP/IP连接，完成连接建立后独立节点可加入中心节点成为边缘节点。

以上步骤完成了节点的部署工作，形成了用于节点间通信的网络。参见图1，在该网络中节点间的通信分为以下两种：

a)中心节点和边缘节点间的通信

参见图1，当第二边缘节点向中心节点发送消息时，第二边缘节点向中心节点发起TCP/IP连接的请求并建立连接，然后进行消息的发送。图1中所示第二边缘节点就和中心节点建立了通信。

同样，当中心节点向第二边缘节点发送消息时，中心节点向第二边缘节点发起TCP/IP连接的请求并建立连接，然后进行消息的发送。

b)边缘节点间的通信

如果第二边缘节点需向第三边缘节点发消息，则第二边缘节点从中心节点中取第三边缘节点的IP，第二边缘节点向第三边缘节点发起TCP/IP连接的请求并建立连接，然后进行消息的发送。

如果第三边缘节点需向第二边缘节点发消息，则由第三边缘节点从中心节点取IP，其余过程类似。

现有技术的缺点如下：

1)由于现有技术方案的基础是点对点间的TCP/IP连接，边缘节点间为了建立通信连接必须间接通过中心节点获取对方边缘节点IP来实现。这种方式使程序的逻辑比较复杂，而且边缘节点间通信严重依赖中心节点。

2)因为边缘节点间的通信连接的建立需要依赖中心节点，所以边缘节点的增多对中心节点的效率会有影响。

3)边缘节点增多后，边缘节点间的通信连接呈网状，通信连接的管理会很复杂。通信连接的建立及删除都不易实现，连接数量的控制也会很复杂。

4)边缘节点向中心节点发消息时，边缘节点需完成做客户端的角色，中心节点需完成做服务端的角色。反过来，中心节点向边缘节点发消息时中心节点需做客户端角色，而边缘节点需做服务端角色。边缘节点之间为了能通信，边缘节点必须同时具备客户端和服务端的代码实现。由于程序必须同时支持两种角色，必然导致边缘节点和中心节点的服务程序编码很复杂，导致程序出错几率大，项目开发成本高等问题。

综合起来，现有技术方案的主要问题是实现复杂，程序效率不易控制，开发成本大，开发风险高。

发明内容

本发明针对现有技术中节点的部署方案采用点对点的TCP/IP连接，导致边缘节点间的通信过程复杂、对中心节点的过分依赖的问题，提供一种节点部署方法和系统，节点间的部署不再采用TCP/IP连接的方式，而是基于CORBA(Common Object Request Broker Architecture-公共对象请求代理结构)技术，通过在节点上建立命名服务(Name Service)和对象树，将不同节点的对象树进行绑定来实现节点部署。使各个孤立的节点成为一个可管理的网络。所述技术方案如下：

一种节点部署方法，具体步骤如下：

步骤A：在预组建网络的每个独立节点上建立命名服务；

步骤B：在每个独立节点的命名服务上注册本独立节点，从而在所述命名服务上建立本节点对象树的内部分支；

步骤C：指定一个独立节点为中心节点，将其它独立节点加入到中心节点使所述其它独立节点成为边缘节点，从而在中心节点命名服务上建立中心节点对象树外部分支；

步骤D：在边缘节点的命名服务上建立边缘节点对象树外部分支。

所述步骤B的具体步骤如下：

步骤B1：向独立节点分配一个内部ID；

步骤B2：在独立节点的命名服务上注册本独立节点的内部ID；

步骤B3：向独立节点的内部模块分配内部模块ID；

步骤B4：在独立节点内部ID下注册独立节点的内部模块ID。

所述步骤C中指定一个独立节点为中心节点的具体步骤如下：

步骤C11：为所述被指定的独立节点分配一个中心节点ID；

步骤C12：在中心节点的命名服务上注册中心节点ID；

步骤C13：将中心节点ID指向该中心节点对应的内部ID，使中心节点ID对应的中心节点对象树外部分支的内容与该中心节点内部ID对应的中心节点对象树内部分支的内容一致。

所述步骤C中将其它独立节点加入到中心节点成为边缘节点的具体步骤如下：

步骤C21：将独立节点的命名服务与中心节点的命名服务绑定；

步骤C22：独立节点向中心节点发出加入请求；

步骤C23：中心节点收到独立节点发出的加入请求后，向该独立节点分配边缘节点ID，在中心节点的命名服务上注册所述边缘节点ID，并将所述边缘节点ID指向该边缘节点对应的内部ID，使所述边缘节点ID对应的中心节点对象树外部分支的内容与该边缘节点对应的边缘节点对象树内部分支的内容一致；

步骤C24：中心节点给新加入的边缘节点返回成功响应。

所述步骤D的具体步骤如下：

边缘节点收到中心节点发送的成功响应后，在本节点的命名服务上建一引用，所述引用指向中心节点的对象树，形成边缘节点对象树外部分支，使得边缘节点对象树外部分支的内容与中心节点对象树的内容一致。

本发明还提供了一种节点通信系统，该系统可由本发明所述的节点部署方法建立。所述节点通信系统，包括边缘节点和一个中心节点，所述节点内设有命名服务，所述边缘节点和中心节点的命名服务上设有对象树，所述对象树包括内部分支和外部分支，所述边缘节点的对象树的外部分支指向中心节点的对象树的根。

所述对象树的内部分支包括本节点的内部ID和注册在所述内部ID下的内部模块ID。

所述中心节点的对象树的外部分支包括中心节点ID和边缘节点ID，所述中心节点ID指向该中心节点的内部ID，使中心节点ID对应的中心节点对象树外部分支的内容与该中心节点内部ID对应的中心节点对象树内部分支的内容一致；所述边缘节点ID指向该边缘节点的内部ID，使该边缘节点ID对应的中心节点对象树外部分支的内容与该边缘节点内部ID对应的该边缘节点对象树内部分支的内容一致。

所述边缘节点的对象树的外部分支为在该边缘节点命名服务上建立的引用，所述引用指向中心节点的对象树，使得边缘节点对象树外部分支的内容与中心节点的对象树内容一致。

对象树外部分支的内容与中心节点的对象树内容一致。

所述边缘节点上建立的引用是自动更新的。

采用本发明所述的技术方案所部署的节点之间通信时基于CORBA技术，CORBA对象用节点ID或模块ID来分组命名，节点间的通信通过从Name Service上的对象树获取CORBA对象来实现。

本发明的有益效果是：

1、由于本发明所述技术方案对不同节点的对象树进行绑定，可以实现不同节点间的直接通信，边缘节点间的通信无需再依赖中心节点，简化了程序模型，使程序简单化，减少通信处理时间。

2、由于节点间通信时对中心节点不再依赖，所以边缘节点的增多对中心节点并无影响，提高了管理能力。

3、采用本发明所述的节点部署方案，避免了一个节点既要实现客户端功能又要实现服务端功能带来的复杂性，也避免了实现不同节点间的通信连接管理。

4、清晰简单的模型使节点部署更加简单灵活。

附图说明

图1是现有技术中的节点部署图。

图2是本发明所述节点部署方法的流程图。

图3是本发明所述节点通信系统的结构图。

图4为本发明所述节点的对象树绑定结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。参见图2和图3，本发明所述的节点部署方法如下：

1)在网络的每个节点上建立命名服务，如图3所示，中心节点、第二边缘节点和第三边缘节点都安装了Name Service程序。

2)在每个独立节点的命名服务上注册本独立节点，从而在所述命名服务上建立本节点对象树的内部分支

a)每个节点的初始状态均为独立节点。首先向每个独立节点分配一个内部ID，该内部ID可以用数字表示，也可以用字母表示；所有独立节点的内部ID可以用同一个字母或数字表示，也可以用不同的字母或数字表示。在本实施例中，所有的独立节点内部ID都用0来表示。

b)独立节点中程序启动时，在该节点的Name Service的根下注册本独立节点的内部ID[0]。

如表1所示为独立节点在该节点的Name Service上注册的对象树列表。其中独立节点的内部ID[0]注册在本节点Name Service的根(Root)下。

c)向独立节点的内部模块分配内部模块ID并在独立节点内部ID下注册独立节点的内部模块ID，即将该节点暴露的内部模块挂在内部ID下面，并按模块ID来分组。

如表1所示，节点[0]在Name Service的根下，内部模块[2]、[3]、[20]、[17]、[21]、[5]、[1]挂在内部节点[0]下面，共同形成对象树的内部分支。所述的内部模块可以是不同的功能模块。其中，内部模块2为安全模块，内部模块3为告警模块，内部模块20为配置模块，内部模块17为软件管理模块，内部模块21为维护管理模块，内部模块5为调动模块，内部模块1为布置模块。

-Root
	-[0]
+[2]
	+[3]
+[20]
	+[17]
+[21]
	+[5]
+[1]

表1

3)在中心节点命名服务上建立中心节点对象树外部分支

a)选定所述网络的独立节点中的一个为中心节点，设置该中心节点的ID。该中心节点ID可以用任何一个与节点的内部ID区分的标识来表示。在本实施例中，该中心节点ID设置为1。

b)在中心节点的Name Service的根下注册中心节点ID[1]。

c)将中心节点ID[1]指向该节点的内部ID[0]，形成中心节点对象树的一个外部分支。

如表2所示为中心节点在本节点Name Service上注册的对象树列表，该对象树包含了两个节点ID，即内部节点ID[0]和中心节点ID[1]。这两个节点ID对应的内容，即包含的模块是一样的。中心节点ID[1]和在该ID[1]下注册的内部模块[2]、[3]、[20]、[17]、[21]、[5]、[1]共同形成中心节点对象树的一个外部分支；中心节点ID[1]对应的中心节点对象树外部分支的内容与该节点的内部ID[0]对应内部分支的内容一致。

-Root
	-[0]
+[2]
	+[3]
+[20]
	+[17]
+[21]
	+[5]
+[1]
	-[1]
+[2]
	+[3]
+[20]
	+[17]
+[21]
	+[5]
+[1]

表2

c)除中心节点以外的其它独立节点加入中心节点后成为边缘节点，形成中心节点对象树的另一个外部分支。

将其它独立节点命名服务与中心节点的命名服务绑定，该绑定在现有技术中根据CORBA规范编码实现。

其它独立节点向中心节点发出加入请求，中心节点收到其它独立节点发出的加入请求后，向该节点分配边缘节点ID。中心节点对边缘节点ID的分配原则是从2...n中取用未分配的ID给新加入的边缘节点。这里假设ID＝2，将边缘节点[2]注册到中心节点的Name Service的根上，并将该边缘节点ID[2]指向该边缘节点的内部ID[0]，使边缘节点ID[2]和该边缘节点的内部ID[0]的内容一致。

如表3所示中心节点在Name Service上注册的对象树列表，该对象树位于中心节点的Name Service根下，包括三个节点，内部节点ID[0]、中心节点ID[1]和边缘节点ID[2]。其中0为本节点的内部ID，形成了对象树的内部分支；中心节点ID[1]和边缘节点ID[2]形成了中心节点对象树的外部分支。边缘节点ID[2]指向该边缘节点的内部ID[0]，即表3中边缘节点ID[2]对应的中心节点对象树外部分支的内容和表4中边缘节点对象树的内部分支的内容的内容是一致的，所以通过中心节点对象树上边缘节点[2]实际上就可以访问该边缘节点了。

-Root
	+[2]
+[0]
	+[1]

表3

中心节点完成加入工作后，给边缘节点返回成功响应。

4)在边缘节点的命名服务上建立边缘节点对象树外部分支

表4所示为边缘节点ID为[2]的边缘节点在Name Service上注册的对象树列表。该边缘节点在其Name Service根上建一引用primary指向中心节点的根，这样在该边缘节点的对象树上就可以映射出中心节点包含的所有节点信息。从表4可见，该边缘节点对象树的primary下的节点信息与表3所示的中心节点对象树下的信息一致。

-Root
	-primary
+[2]
	+[0]
+[1]
	+[0]

表4

到这里完成了一个边缘节点ID为[2]的边缘节点的加入，节点[3]、[4]...[n]等也以同样的方式加入。由于primary指向中心节点对象树的root，所以边缘节点[3]、[4]加入中心节点后，边缘节点[2]下面的primary是自动刷新的。将需要加入的节点都采用上面方式加入中心节点，这样就形成了一个管理网络，完成部署的工作。

本发明还提供了一种节点通信系统，该系统可由上述实施例中所述的节点部署方法建立。参见图3，在本实施例中，有三个节点，包括一个中心节点和两个边缘节点(第二边缘节点和第三边缘节点)，这三个节点内均设有命名服务，在各自节点的命名服务的根上又设有对象树。

参见图3，中心节点对象树包括内部分支和中心节点外部分支。参见图4，所有节点对象树的内部分支结构是相同的，包括本节点的内部ID[0]和注册在该内部ID[0]下的内部模块1、2...n。中心节点对象树的外部分支包括中心节点ID[1]和边缘节点ID[2]、边缘节点ID[3]。中心节点ID[1]指向该中心节点的内部ID[0]，使中心节点ID[1]对应的中心节点对象树外部分支的内容与该中心节点内部ID[0]对应的中心节点对象树内部分支的内容一致；边缘节点ID[2]指向该边缘节点的内部ID[0]，使该边缘节点ID[2]对应的中心节点对象树外部分支的内容与该边缘节点内部ID[0]对应的该边缘节点对象树内部分支的内容一致；边缘节点ID[3]指向该边缘节点的内部ID[0]，使该边缘节点ID[3]对应的中心节点对象树外部分支的内容与该边缘节点内部ID[0]对应的该边缘节点对象树内部分支的内容一致。

第二、第三边缘节点的对象树的外部分支为在该边缘节点命名服务上建立的引用primary，所述引用指向中心节点的对象树，使得边缘节点对象树外部分支的内容与中心节点的对象树内容一致。

再参见图3，所述边缘节点的对象树的外部分支指向中心节点的对象树，使边缘节点对象树上建立的引用是自动更新的。

在本发明所述的方案的实施过程中，中心节点对象树的内部ID[0]、中心节点[1]和其它边缘节点ID在中心节点Name Service上的注册，以及边缘节点对象树的内部ID[0]、引用primary在边缘节点Name Service上的注册并不限于其Name Service的根下，可以注册在任意一个目录中，只要保证节点对象树之间的绑定关系，进而能实现在本节点的Name Service中找到其它节点NameService中的CORBA对象即可。

下面描述根据上述实施例所述节点部署方法所建立的节点通信系统中各个节点间通信方式，本通信方式是基于CORBA实现的。

内部ID[0]用来表示在节点内部模块间的通信，除此之外的节点ID，如中心节点ID[1]和边缘节点ID[2]用来表示该节点和其它节点通信。发往中心节点和边缘节点的消息最终由该节点的内部ID[0]对应的对象来处理。

1)节点内各模块进程通信

发送函数的目的节点ID填0，并指出发送目的的模块ID，发送函数在节点0下找到相应的模块ID，将消息传给指定的模块。

2)中心节点和边缘节点间通信分两种情况

a)中心节点发消息到边缘节点[2]，中心节点的发送函数指定目的节点为2，发送函数在中心节点对象树中找到边缘节点ID[2]，由于[2]指向边缘节点[2]的对象树的内部ID[0]，所以调用边缘节点[2]的方法就是调用边缘节点[2]对应的边缘节点对象树的内部ID[0]的方法，完成消息发送。

b)边缘节点[2]发消息到中心节点，边缘节点[2]的发送函数指定目的节点为1，由于目的节点ID不为0表示消息发往其它节点，所以发送函数在本节点对象树的primary下找中心节点[1]，中心节点[1]指向中心节点对象树中所示的中心节点[1]，进一步对应中心节点对象树中的内部ID[0]，调用节点1的对象完成将消息发往中心节点。

3)边缘节点间的通信

边缘节点[2]和边缘节点[3]之间通信，边缘节点[2]发往边缘节点[3]时，边缘节点[2]的发送函数在本节点对象树上找到引用primary下的[3]，将消息发送过去，由于引用primary下的[3]指向边缘节点[3]上的对象树的内部ID[0]，所以消息实际发到了边缘节点[3]的内部ID[0]上并完成通信，反之亦然。

Claims (9)

1、节点部署方法，其特征在于，所述部署方法的具体步骤如下：

步骤A：在预组建网络的每个独立节点上建立命名服务；

步骤B：在每个独立节点的命名服务上注册本独立节点，从而在所述命名服务上建立本节点对象树的内部分支；

步骤C：指定一个独立节点为中心节点，将其它独立节点加入到中心节点使所述其它独立节点成为边缘节点，从而在中心节点命名服务上建立中心节点对象树外部分支；

步骤D：在边缘节点的命名服务上建立边缘节点对象树外部分支。

2、根据权利要求1所述的节点部署方法，其特征在于，所述步骤B的具体步骤如下：

步骤B1：向独立节点分配一个内部ID；

步骤B2：在独立节点的命名服务上注册本独立节点的内部ID；

步骤B3：向独立节点的内部模块分配内部模块ID；

步骤B4：在独立节点内部ID下注册独立节点的内部模块ID。

3、根据权利要求1所述的节点部署方法，其特征在于，所述步骤C中指定一个独立节点为中心节点的具体步骤如下：

步骤C11：为所述被指定的独立节点分配一个中心节点ID；

步骤C12：在中心节点的命名服务上注册中心节点ID；

步骤C13：将中心节点ID指向该中心节点对应的内部ID，使中心节点ID对应的中心节点对象树外部分支的内容与该中心节点内部ID对应的中心节点对象树内部分支的内容一致。

4、根据权利要求1所述的节点部署方法，其特征在于，所述步骤C中将其它独立节点加入到中心节点成为边缘节点的具体步骤如下：

步骤C21：将独立节点的命名服务与中心节点的命名服务绑定；

步骤C22：独立节点向中心节点发出加入请求；

步骤C23：中心节点收到独立节点发出的加入请求后，向该独立节点分配边缘节点ID，在中心节点的命名服务上注册所述边缘节点ID，并将所述边缘节点ID指向该边缘节点对应的内部ID，使所述边缘节点ID对应的中心节点对象树外部分支的内容与该边缘节点对应的边缘节点对象树内部分支的内容一致；

步骤C24：中心节点给新加入的边缘节点返回成功响应。

5、根据权利要求1所述的节点部署方法，其特征在于，所述步骤D的具体步骤如下：

边缘节点收到中心节点发送的成功响应后，在本节点的命名服务上建一引用，所述引用指向中心节点的对象树，形成边缘节点对象树外部分支，使得边缘节点对象树外部分支的内容与中心节点对象树的内容一致。

6、一种节点通信系统，包括边缘节点和一个中心节点，所述节点内设有命名服务，其特征在于，所述边缘节点和中心节点的命名服务上设有对象树，所述对象树包括内部分支和外部分支，所述边缘节点的对象树的外部分支指向中心节点的对象树的根。

7、如权利要求6所述的节点通信系统，其特征在于，所述对象树的内部分支包括本节点的内部ID和注册在所述内部ID下的内部模块ID。

8、如权利要求6所述的节点通信系统，其特征在于，所述中心节点的对象树的外部分支包括中心节点ID和边缘节点ID，所述中心节点ID指向该中心节点的内部ID，使中心节点ID对应的中心节点对象树外部分支的内容与该中心节点内部ID对应的中心节点对象树内部分支的内容一致；所述边缘节点ID指向该边缘节点的内部ID，使该边缘节点ID对应的中心节点对象树外部分支的内容与该边缘节点内部ID对应的该边缘节点对象树内部分支的内容一致。

9、如权利要求6所述的节点通信系统，其特征在于，所述边缘节点的对象树的外部分支为在该边缘节点命名服务上建立的引用，所述引用指向中心节点的对象树，使得边缘节点对象树外部分支的内容与中心节点的对象树内容一致。

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