CN101668036A - 分布式设备的模拟系统和模拟分布式设备处理业务的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种分布式设备的模拟系统和模拟分布式设备处理业务的方法。该系统包括：报文收发模块，用于通过报文收发进程接收报文信息，并根据所述报文信息的类型转发至相应的业务处理模块；至少一个业务处理模块，用于通过业务处理进程中的硬件子进程对所述报文收发模块转发的所述报文信息进行处理。本发明实施例通过进程来模拟分布式设备中的各硬件，在本发明实施例技术方案的基础上，可在windows系统下对分布式设备的程序进行开发调试，调试占用的系统资源少，调试效率高，且在程序调试中可实现所见即所得的调试效果，可有效保证程序开发的质量。

Description

分布式设备的模拟系统和模拟分布式设备处理业务的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种分布式设备的模拟系统和模拟分布式设备处理业务的方法。

背景技术

随着用户对网络通信设备性能的要求越来越高，集中式、单核CPU的性能已经无法满足用户的需求，基于分布式的多核CPU的通信系统成为未来通信技术发展的趋势。

分布式通信系统可按功能划分成各个独立的子系统，根据每个子系统实现的功能配置相应的硬件支持，以达到提升系统性能的目的，可有效控制系统的成本。分布式系统一般包括报文收发子系统、业务处理子系统和配置管理子系统，其中，报文收发子系统，与具体的物理网络连接，进行报文的接收和发送；业务处理子系统，按用户业务要求快速处理报文；配置管理子系统，处理用户配置，动态修改业务行为，为了降低系统成本，业务处理子系统中一般采用多核CPU，而报文收发子系统使用网络处理器(NetworkProcessor，NP)，配置管理子系统采用通用的处理器，同时，为了提升系统性能，分布式通信系统一般采用嵌入式来实现。

由于分布式通信系统采用嵌入式来实现，当开发调试程序时，需要将编译后的可执行文件上传至通信系统中的各设备，然后通过在屏幕打印信息获得调试信息，其需要通过各硬件设备进行调试，调试过程费时费力。现有技术中一般采用虚拟软件，如Vmvare workstation，来实现程序的调试，通过将编译后的可执行程序上传至Vmvare workstation实现程序的调试工作，但是，通过虚拟软件进行分布式通信系统程序调试时，是通过虚拟软件来模拟各硬件设备，且每个虚拟软件仅能模拟出一个硬件设备资源，因此，在对分布式通信系统的程序进行调试时，需要启动多个虚拟软件来模拟系统中的各硬件设备。

发明人在实现本发明的过程中发现现有技术中对分布式设备的程序进行调试时，需要将编译后的程序在各硬件设备中运行，或者通过虚拟软件虚拟出各硬件设备来运行，当通过硬件设备调试时，调试过程费时费力，调试效率差；而通过虚拟软件模拟各硬件设备调试时，需要启动多个虚拟软件，其需要占用大量的系统资源，程序调试效率低，甚至程序调试难以运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式设备的模拟系统和模拟分布式设备处理业务的方法，基于本发明技术方案可在windows系统上实现程序的开发调试工作，程序调试时占用资源少，可有效提高程序调试和开发效率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种分布式设备的模拟系统，包括：

报文收发模块，用于通过报文收发进程接收报文信息，并根据所述报文信息的类型转发至业务处理模块；

至少一个业务处理模块，用于通过业务处理进程中的硬件子进程对所述报文收发模块转发的所述报文信息进行处理。

本发明实施例提供了一种模拟分布式设备处理业务的方法，包括：

通过报文收发进程接收报文信息，并根据所述报文信息的类型转发至业务处理进程；

通过业务处理进程中的硬件子进程对所述报文收发进程转发的所述报文信息进行处理。

本发明实施例通过进程来模拟分布式设备中的各硬件之间的通信，即可通过在windows系统上利用Visual C++开发工具来模拟分布式设备中各硬件之间的通信，因此，在进行嵌入式分布式设备的程序开发调试时，可将待调试程序在本发明实施例技术方案的基础上进行程序的编译和调试，由于其调试过程是直接利用windows系统下的进程来实现，相对于现有技术中在虚拟软件上的调试来说，程序调试过程中占用的系统资源少，可有效提高程序的调试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的分布式设备的模拟系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的分布式设备的模拟系统的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的模拟系统中报文收发模块的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的模拟系统中业务处理模块的结构示意图；

图5为本发明实施例五提供的模拟系统中处理单元的结构示意图；

图6为基于消息流的多核CPU设备的结构示意图；

图7为本发明实施例六提供的模拟分布式设备处理业务的方法的流程示意图；

图8为本发明实施例七提供的模拟分布式设备处理业务的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的分布式设备的模拟系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括报文收发模块1和至少一个业务处理模块2，其中：

报文收发模块1，用于通过报文收发进程接收报文信息，并根据所述报文信息的类型转发至相应的业务处理模块；

业务处理模块2，用于通过业务处理进程中的硬件子进程对所述报文收发模块1转发的报文信息进行处理。

本发明实施例通过进程来模拟分布式设备中的各硬件的通信，即可通过在windows系统上利用Visual C++开发工具来模拟分布式设备中各硬件之间的通信，因此，在进行嵌入式分布式设备的程序开发调试时，可将待调试程序在本发明实施例技术方案的基础上进行程序的编译和调试，由于其调试过程是直接利用windows系统下的进程来实现，相对于现有技术中在虚拟软件上的调试来说，程序调试过程中占用的系统资源少，程序的调试效率高。

图2为本发明实施例二提供的分布式设备的模拟系统的结构示意图。在上述图1所示技术方案的基础上，如图2所示，本发明实施例的系统还可包括：

配置管理模块3，用于通过配置报文发送线程从所述配置管理模块的通信端口向各业务处理模块发送配置信息；

其中，所述配置信息可包括报文信息检查规格，且该配置信息可为通过配置信息获取线程获取的用户指定的配置信息；所述业务处理模块2还用于通过配置报线程接收配置管理模块3发送的配置信息，并可根据该配置信息的检查规格对报文信息进行处理。

此外，业务处理模块2在对报文信息处理时还可用于生成和记录供用户查看的日志信息，并可通过日志线程将该日志信息从业务处理模块的通信端口发送给配置管理模块3；同时，配置管理模块3可用于通过日志接收线程接收该业务处理模块2发送的日志信息，以供用户查看。

本发明实施例中的配置管理模块3可接收用户输入的配置信息，并可将该配置信息发送给业务处理模块，其中，该配置信息可为用户设定的业务处理模块对接收到报文信息进行检查的具体处理规格，以使业务处理模块可根据该检查规格对接收到的报文进行检查，同时该配置管理模块3还可实时获取业务处理模块发送的日志信息，以便用户实时检查业务处理状况，实现所见即所得的效果。

如图2所示，本发明实施例系统还可包括：

端口分配模块4，用于为所述报文收发模块1、各业务处理模块2以及配置管理模块3分配固定的通信端口，且该通信端口可为基于UDP协议的UDP通信端口。

可以理解的是，通过端口分配模块4分配的端口，各功能模块均可在其分配的UDP端口上进行监听、收发信息等，其中，各功能模块的UDP通信端口可在各功能模块建立相应的进程时建立，每个功能模块均具有唯一的UDP端口号，且知道其它功能模块的UDP端口号，在整个通信过程中，每个功能模块的UDP端口号是不变的，以便于各功能模块可准确地将相应的报文传送至相应的功能模块。实际应用中，也可根据实际需要在每个功能模块之间建立其它协议的端口，如IP协议端口等。

图3为本发明实施例三提供的模拟系统中报文收发模块的结构示意图。在上述图1或图2所示技术方案的基础上，如图3所示，本发明实施例中的报文收发模块1可包括报文捕捉单元11和报文转发单元12，其中：

报文捕捉单元11，用于通过报文捕捉线程获取所述报文信息；

报文转发单元12，用于根据所述报文信息的类型，通过报文转发线程将所述报文信息从所述报文收发单元的通信端口转发至业务处理模块2。

本发明实施例中的报文捕捉单元11可通过报文捕捉线程从网络中捕捉报文信息，并通过报文转发单元12将其转发到相应的业务处理模块。具体地，报文捕捉单元11可通过在网络驱动程序界面规范(Network Driver InterfaceSpecification，NDIS)驱动体系结构中实现的上层协议实现报文的捕捉和发送，可在网卡上捕捉网络上发送来的报文信息，并可通过其上的具有固定端口号的通信端口将接收到的报文信息发送给业务处理模块。

图4为本发明实施例四提供的模拟系统中业务处理模块的结构示意图。在上述图1、图2或图3所示技术方案的基础上，如图4所示，本发明实施例中的业务处理模块2可包括接口单元21、报文分发单元22和至少两个处理单元23，其中：

接口单元21，用于通过报文收发线程从所述业务处理模块的通信端口接收所述报文收发模块转发的所述报文信息；

报文分发单元22，用于通过报文分发线程将所述报文信息分发到所述业务处理模块2的处理单元23；

此外，本领域技术人员可以知道，根据自身处理报文的能力，所述报文分发单元22也可将所述报文信息转发到其它业务处理模块进行处理。

处理单元23，用于通过报文收发子线程从所述处理单元的通信端口接收所述报文分发单元22分发的报文信息，并通过硬件子进程对所述分发的报文信息进行处理，记录处理过程中产生的日志信息。

本发明实施例中业务处理模块2中可包括至少两个处理单元23，且每个处理单元23可具有相同的功能，实现对各种报文的处理。其中，每个处理单元23可通过硬件子进程对接收到的报文进行处理，具体地，可根据配置管理模块发送的配置信息的检查规格对接收到的报文进行检查，丢弃非法报文，转发合法报文，并记录相应地日志信息。实际应用中，当一个业务处理模块2接收到报文信息后，可根据其上的各处理单元23的运行状况，以一定的算法将该报文信息分发到合适的处理单元进行处理，如可通过对IP地址进行哈希(hash)，或者对MAC地址进行哈希将报文信息分配到合适的处理单元，以便对报文进行处理。

图5为本发明实施例五提供的模拟系统中处理单元的结构示意图。在上述图4所示技术方案的基础上，处理单元还可包括多个处理子单元，且每个处理子单元均可对处理单元接收到的报文进行处理，具体地，如图5所示，处理单元23可包括接口子单元231和多个处理子单元232，其中：

接口子单元231，用于通过所述报文收发子线程从所述处理单元的通信端口接收所述报文分发单元分发的报文；

处理子单元232，用于通过硬件子进程对所述分发的报文进行处理。

本发明实施例中，每个处理单元23包括4个处理子单元232，根据实际分布式设备中业务处理设备的需要，可设置合适数量的处理子单元，以满足实际的需要。实际应用中，各处理子单元之间也可相互通信，若其中一个处理子单元处理的报文信息过多时，可自动分配到其它处理子单元进行处理，或者直接发送到其它处理单元进行处理。

实际应用中，本发明实施例技术方案中的报文收发模块、各业务处理模块和配置管理模块分别相当于分布式设备系统中的报文收发子系统、各业务处理子系统和配置管理子系统，其中，每个功能模块均通过相应的进程来模拟分布式设备系统中各子系统的功能，且各功能模块之间通过UDP端口通信方式来模拟分布式设备系统中各子系统之间的通信，且业务处理模块内的各处理单元相当于分布式设备系统中业务处理子系统中多核CPU设备的各个核(CORE)。即本发明实施例通过进程来模拟分布式设备系统中的各子系统，通过子进程来模拟多核CPU设备内各硬件线程，实现对分布式设备系统的模拟，可以看出，本发明实施例可在windows系统中通过Visual C++开发工具模拟分布式设备系统中的各硬件子系统，并通过UDP端口来模拟分布式设备系统的各子系统之间，以及多核CPU内各核(即硬件线程)之间的通信，从而使得软件开发人员调试程序时可以基于本发明实施例的模拟系统在windows平台上进行分布式设备程序的开发调试工作，为开发人员提供一种所见即所得的开发环境，且可为用户提供一种仿真的演示模型，可有效保证软件的开发质量，满足用户的需求。此外，本发明实施例模拟系统还可在程序调试中对代码进行充分的白盒测试、功能测试，保证程序逻辑的正确性，提高程序开发的质量。

图6为基于消息流的多核CPU设备的结构示意图。多核CPU设备的体系结构具有多种形式，基于消息流的结构就是其中之一，如图6所示，该多核CPU设备中的CPU具有8个核(CORE)，每个核内有4个独立的硬件线程(Thread)，每个硬件线程均有自己独立的寄存器，可支持线程间的快速切换；核之间以及硬件线程之间的通信均是通过消息来实现，每个核均有对应的消息缓冲区(Msgbuffer)来缓存其它硬件线程发送到本线程的消息。这样，多核CPU就能够同时执行8路指令，当CPU核内的一个硬件线程阻塞时，能够快速切换到核内的另一个硬件线程执行，大大提高了报文的响应速度。本发明实施例中，业务处理模块可模拟实现该多核CPU设备，业务处理模块内的各处理单元可模拟实现多核CPU设备中的各个核，处理单元的各子单元可模拟实现各CPU核的多个硬件线程，由于多核CPU中的每一个硬件线程都有独立的寄存器，独立的执行空间，因此，可通过处理子单元的硬件子进程来模拟硬件线程，同时，通过各处理单元以及子处理单元的通信端口来进行通信。可以看出，本发明实施例技术方案中的业务处理模块可有效模拟多核CPU设备，当需要调试程序时，可在windows系统下利用Visual C++开发工具来实现业务处理模块，并可在此基础上对分布式设备的程序进行编译和调试工作。

图7为本发明实施例六提供的模拟分布式设备处理业务的方法的流程示意图。本发明实施例可基于上述本发明系统实施例所示的分布式设备的模拟系统基础上施行，在Windows系统中，可利用Visual C++开发工具实现，以通过进程以及子进程来模拟实现分布式设备的各硬件之间的通信及信息的处理，具体地，该方法可包括以下步骤：

步骤101、通过报文收发进程接收报文信息，并根据所述报文信息的类型转发至相应的业务处理进程。

本步骤中，可通过在Windows系统利用Visual C++开发工具实现，通过创建报文收发进程来接收报文信息，具体地，可包括：通过报文捕捉线程获取所述报文信息；通过报文转发线程发送所述报文信息到所述业务处理进程。其中，报文捕捉线程可通过在网络驱动程序界面规范(Network DriverInterface Specification，NDIS)驱动体系结构中实现的上层协议实现报文的捕捉和发送，在网卡上捕捉网络上发送来的报文信息。

步骤102、通过业务处理进程中的硬件子进程对所述报文收发进程转发的所述报文信息进行处理。

本步骤中，通过在Windows系统下创建业务处理进程来处理报文收发线程接收到的报文信息。实际应用中，可在Windows系统下创建多个业务处理进程，且每个业务处理进程下又可创建多个硬件子进程，当业务处理进程接收到报文分发进程发送的报文信息后，即可转发给硬件子进程进行报文信息的处理，具体地，可包括：通过报文收发线程接收所述报文收发进程转发的所述报文信息；通过报文分发线程将所述报文信息分发到业务处理进程中的至少两个业务处理子进程对所述报文信息进行处理，或者分发到其它业务处理进程对所述报文信息进行处理；通过所述业务处理子进程中的报文收发子线程接收所述分发的报文信息，并通过至少两个硬件子进程对所述分发的报文信息进行处理。

本发明实施例中，通过进程来模拟分布式设备中的各硬件之间的通信，即可通过在windows系统上利用Visual C++开发工具来模拟分布式设备中各硬件之间的通信，因此，在进行嵌入式分布式设备的程序开发调试时，可将待调试程序基于本发明实施例技术方案的基础上进行程序的编译和调试，由于其调试过程是直接利用windows系统下的进程来实现，相对于现有技术中在虚拟软件上的调试来说，程序调试过程中占用的系统资源少，程序的调试效率高，且基于VC调试可实现所见即所得的调试效果，可有效保证程序的开发质量。基于本发明实施例进行程序调试中还可对程序代码进行充分的白盒测试、功能测试，保证程序逻辑的正确性，进一步地提高程序开发质量。

图8为本发明实施例七提供的模拟分布式设备处理业务的方法的流程示意图。本发明实施例在对报文进行处理前，可为处理报文的业务处理进程发送配置信息，以便业务处理进程可根据用户设定的配置信息对报文进行处理。具体地，本发明实施例方法可包括以下步骤：

步骤201、通过报文收发进程接收报文信息，并根据所述报文信息的类型转发至相应的业务处理进程。

步骤202、通过配置报文发送线程将配置信息发送到业务处理进程，所述配置信息为通过配置信息获取线程获取的用户指定的包括报文信息检查规格的信息。

步骤203、所述业务处理进程根据所述配置信息的检查规格，对所述报文信息进行处理，记录处理时生成的供用户查看的日志信息。

具体地，本步骤中，可根据所述配置信息的检查规格对所述报文信息进行检查，丢弃非法报文，转发合法报文，并记录报文处理时的日志信息，同时，可将检查合格的报文转发给报文收发进程，由报文收发进程进行相应的处理，且可将处理报文时所记录的日志信息展示给用户查看。

此外，本发明实施例中，在所述报文收发进程、业务处理进程以及硬件子进程建立时，可为所述报文收发进程、业务处理进程以及硬件子进程分配相应的通信端口，以使所述报文收发进程、业务处理进程以及硬件子进程之间通过各自的通信端口进行通信，且所述通信端口可包括基于UDP协议的UDP通信端口。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1、一种分布式设备的模拟系统，其特征在于，包括：

报文收发模块，用于通过报文收发进程接收报文信息，并根据所述报文信息的类型转发至业务处理模块；

至少一个业务处理模块，用于通过业务处理进程中的硬件子进程对所述报文收发模块转发的所述报文信息进行处理。

2、根据权利要求1所述的分布式设备的模拟系统，其特征在于，所述报文收发模块包括：

报文捕捉单元，用于通过报文捕捉线程获得所述报文信息；

报文转发单元，用于根据所述报文信息的类型，通过报文转发线程将所述报文信息从通信端口转发至业务处理模块。

3、根据权利要求1所述的分布式设备的模拟系统，其特征在于，所述业务处理模块包括：

接口单元，用于通过报文收发线程从所述业务处理模块的通信端口接收所述报文收发模块转发的所述报文信息；

报文分发单元，用于通过报文分发线程将所述报文信息分发到所述业务处理模块的至少两个处理单元；

至少两个处理单元，用于通过报文收发子线程从所述处理单元的通信端口接收所述报文分发单元分发的报文信息，并通过硬件子进程对所述分发的报文信息进行处理。

4、根据权利要求3所述的分布式设备的模拟系统，其特征在于，所述处理单元包括：

接口子单元，用于通过所述报文收发子线程从所述处理单元的通信端口接收所述报文分发单元分发的报文信息；

至少两个处理子单元，用于通过硬件子进程对所述分发的报文信息进行处理。

5、根据权利要求1所述的分布式设备的模拟系统，其特征在于，还包括：

配置管理模块，用于通过配置报文发送线程从所述配置管理模块的通信端口向各业务处理模块发送配置信息，所述配置信息包括报文信息检查规格；

所述业务处理模块还用于通过配置报文线程接收所述配置管理模块发送的所述配置信息，并根据所述配置信息的检查规格对所述报文信息进行处理。

6、根据权利要求5所述的分布式设备的模拟系统，其特征在于，所述业务处理模块在对所述报文信息处理时还用于生成和记录日志信息，并通过日志线程将所述日志信息从所述业务处理模块的通信端口发送给所述配置管理模块；

所述配置管理模块还用于通过日志接收线程接收所述业务处理模块发送的所述日志信息，供用户查看。

7、根据权利要求5所述的分布式设备的模拟系统，其特征在于，还包括：

端口分配模块，用于为所述报文收发模块、各业务处理模块以及配置管理模块分配固定的通信端口，所述通信端口包括基于UDP协议的UDP通信端口。

8、一种模拟分布式设备处理业务的方法，其特征在于，包括：

通过报文收发进程接收报文信息，并根据所述报文信息的类型转发至业务处理进程；

通过业务处理进程中的硬件子进程对所述报文收发进程转发的所述报文信息进行处理。

9、根据权利要求8所述的模拟分布式设备处理业务的方法，其特征在于，所述通过业务处理进程中的硬件子进程对所述报文收发进程转发的所述报文信息进行处理包括：

通过报文收发线程接收所述报文收发进程转发的所述报文信息；

通过报文分发线程将所述报文信息分发到业务处理进程中的至少两个业务处理子进程；

通过所述业务处理子进程中的报文收发子线程接收所述分发的报文信息，并通过至少两个硬件子进程对所述分发的报文信息进行处理。

10、根据权利要求8所述的模拟分布式设备处理业务的方法，其特征在于，还包括：

通过配置报文发送线程将配置信息发送到业务处理进程，所述配置信息为通过配置信息获取线程获取的用户指定的包括报文信息检查规格的信息；

所述业务处理进程根据所述配置信息的检查规格，对所述报文信息进行处理，记录处理时生成的供用户查看的日志信息。

11、根据权利要求8所述的模拟分布式设备处理业务的方法，其特征在于，还包括：

为所述报文收发进程、业务处理进程以及硬件子进程分配相应的通信端口，以使所述报文收发进程、业务处理进程以及硬件子进程之间通过各自的通信端口进行通信，所述通信端口包括基于UDP协议的UDP通信端口。

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